Сложные суперорганизмы – сообщества муравьев, пчел, ос и термитов – смогли выстроить своеобразные подобия цивилизаций исключительно на основе инстинктов. Они справились с этой задачей, хотя мозг каждого муравья в миллионы раз меньше мозга человека. Более того, столь сложная деятельность обеспечивается удивительно небольшим набором инстинктов. Развитие суперорганизма можно сравнить со сборкой игрушечного детского конструктора. Меняя способы соединения друг с другом нескольких простых элементов, можно сооружать самые разные объекты. В ходе эволюции наибольшего репродуктивного успеха и максимальной выживаемости достигли те суперорганизмы, которые сегодня поражают нас своей исключительной сложностью.
Немногие виды, овладевшие искусством формирования колоний-суперорганизмов, в целом тоже очень успешны. В общей сложности известно около 20 000 видов общественных насекомых (муравьев, термитов, общественных пчел и ос), что составляет всего около 2 % от всех известных видов насекомых, которых насчитывается около миллиона. Но на эти 2 % приходится три четверти всей биомассы насекомых.
Правда, сложность подразумевает уязвимость. Здесь я хотел бы рассказать о выдающемся суперорганизме – домашних медоносных пчелах, а также преподать один нравственный урок. Мы одомашнили множество животных, у которых отсутствует общественная организация либо она выражена слабо. Таковы, например, куры, свиньи, собаки. Если эти животные заболевают, то ветеринару обычно достаточно просто диагностировать и вылечить их недуги. Но образ жизни медоносных пчел несравненно сложнее, чем у большинства домашних животных. Адаптация пчел к окружающей среде сопряжена с такими тонкостями, что малейший сбой может причинить вред важной части жизненного цикла всей колонии. Так, в настоящее время в Европе и Северной Америке угрожающие масштабы приобретает синдром разрушения пчелиных колоний, до сих пор остающийся труднообъяснимым. Пчелы играют важнейшую роль в опылении злаков, соответственно, эта эпидемия всерьез угрожает нашей продовольственной безопасности. Данная ситуация демонстрирует внутреннюю уязвимость, присущую всем суперорганизмам. Мы сами привыкли жить в урбанизированном высокотехнологичном мире, опутанном проводами, и именно его совершенство таит в себе огромный риск для нашего вида.
Возможно, вам доводилось слышать, что человеческие общества описывают как суперорганизмы. Это не совсем так. Действительно, мы строим общества, опирающиеся на сотрудничество, разделение труда и альтруизм. Но если общественные насекомые практически полностью подчинены инстинктам, то разделение труда у человека основано на культурной преемственности. Кроме того, мы несравнимо эгоистичнее общественных насекомых и просто не можем действовать как клетки одного организма. Почти каждый человек пытается понять, в чем его предназначение. Мы стремимся к размножению или как минимум к регулярной половой жизни. Люди не терпят рабства и не позволяют обращаться с собой как с рабочими муравьями.
9. Почему микробы господствуют в Галактике
За пределами Солнечной системы существует жизнь, более или менее похожая на нашу. Специалисты считают, что по крайней мере некоторые планеты, похожие на Землю, должны быть обитаемыми, а таких планет достаточно в звездных системах, расположенных в радиусе ста световых лет от Солнца. Прямые доказательства наличия или отсутствия внеземной жизни могут появиться достаточно скоро, вероятно, в течение ближайших десяти-двадцати лет. Они будут получены методом анализа спектра звездного света, проходящего через атмосферы интересующих нас планет. Если ученым удастся обнаружить молекулы газа с «биологическими признаками», которые могут быть только результатом жизнедеятельности организмов (либо такие молекулы, которых намного больше, чем можно было бы ожидать в неживой газовой среде), то гипотеза существования внеземной жизни получит убедительное подтверждение.
Поскольку я изучаю биоразнообразие и – что, пожалуй, даже важнее – обладаю врожденным оптимизмом, попробую доказать обоснованность поисков внеземной жизни на примерах из истории нашей планеты. Жизнь на Земле возникла достаточно быстро после того, как для этого сложились подходящие условия. Наша планета сформировалась около 4,54 млрд лет назад. Микробы возникли вскоре после того, как поверхность Земли стала хотя бы условно пригодной для обитания – то есть через 200–300 млн лет. Срок, потребовавшийся для превращения «пригодного для обитания» в «обитаемое», может показаться человеку целой вечностью, но на самом деле это ничтожно малое время по сравнению с 14-миллиардной историей нашей Галактики – Млечного Пути.
Допустим, что возникновение жизни на Земле – всего лишь единичный факт в огромной Вселенной. Но астробиологи, применяющие все более сложные технологии для поиска внеземной жизни, полагают, что аналогичная биологическая эволюция могла произойти на некоторых или даже на многих планетах нашей Галактики. Вот важнейшие факторы, которые интересуют астробиологов: на планете должна быть вода, а орбита самой планеты должна находиться в так называемой «зоне Златовласки». Это означает, что планета должна вращаться не слишком близко от светила, чтобы не испепелить все, что есть на ее поверхности, но и не слишком далеко, чтобы планета не была покрыта вечными льдами. Кроме того, необходимо учитывать, что, если в настоящее время планета кажется негостеприимной, это отнюдь не означает, что она была такой и раньше. Даже если поверхность планеты кажется бесплодной и пустынной, на ней могут сохраняться оазисы, населенные живыми организмами. Наконец, жизнь на некоторых планетах может иметь молекулярные элементы, отличные от тех, что содержатся в ДНК, и источники энергии для живых организмов могут быть не такими, как на Земле.
Как бы то ни было, вероятнее всего, придется признать: независимо от природы внеземной жизни и среды ее обитания – будь то суша, вода или крошечные оазисы – эта жизнь будет представлена преимущественно или исключительно микроорганизмами. Земные микроорганизмы очень малы, и, как правило, их невозможно рассмотреть невооруженным глазом. К ним относится большинство простейших (например, амебы и инфузории-туфельки), микроскопические грибы и водоросли, а также самые мелкие существа – бактерии и археи (археи внешне похожи на бактерий, но генетически очень от них отличаются), пикозоа (мельчайшие простейшие, открытые совсем недавно) и вирусы. Чтобы наглядно представить себе такие размеры, предположим, что любая из ста триллионов клеток вашего тела (либо одноклеточный организм – амеба или одноклеточная водоросль) сравнима по размеру с небольшим городом. В таком случае типичная бактерия или архей будет иметь размер футбольного поля, а вирус окажется не крупнее футбольного мяча.
Представители микрофлоры и микрофауны Земли в высшей степени жизнестойки, обитая в таких местах, которые на первый взгляд могут показаться гиблыми. Например, внеземной астроном, изучающий Землю в телескоп, не заметил бы бактерий, кишащих в глубоководных гидротермальных источниках при температуре, превышающей точку кипения воды в нормальных условиях. Он не стал бы искать жизнь в шахтных стоках, сравнимых по едкости с серной кислотой. Инопланетяне не смогли бы обнаружить те микроорганизмы, которые в изобилии населяют сухие долины Мак-Мёрдо в Антарктиде – этот ландшафт больше напоминает не земной, а марсианский, и считается самой суровой экосистемой на Земле, за исключением полярных ледяных шапок. Тем более они не узнали бы о существовании радиорезистентных бактерий Deinococcus radioodurans. Эта земная бактерия так стойко переносит смертельные дозы радиации, что даже пластиковый контейнер, в котором ее выращивают, выцветает и трескается прежде, чем погибает последний дейнококк.
Могут ли другие планеты Солнечной системы быть пристанищем для подобных форм жизни (ученые называют их «экстремофилами»)? На Марсе, например, жизнь могла зародиться в древних морях и сохраниться до наших дней в глубоких водоносных горизонтах. На Земле известно множество примеров такого ухода под землю. Сложные пещерные экосистемы в изобилии встречаются на всех континентах. Они включают по крайней мере микробов, а в большинстве частей света в пещерах также находят и насекомых, и пауков, и даже рыб. Анатомия и поведение всех этих животных приспособлены к жизни в полной темноте и самых скудных условиях. Еще более поразительный феномен – подповерхностные литоавтотрофные микробные экосистемы (subterranean lithoautotrophic microbial ecosystems – SLIME), существующие в почве и скальных трещинах вплоть до глубины 1,4 км. Эти экосистемы населены бактериями, которые извлекают энергию для жизни, метаболизируя горные породы. Литоавтотрофные бактерии служат пищей глубинным подземным нематодам – этот вид открыли недавно, тогда как многие другие виды этих крошечных червей распространены повсюду на планете.
