Ксенофиофоры

Syringammina fragilissima

Царство: ризарии

Тип: фораминиферы

Отряд: ксенофиофоры

Охранный статус: не присвоен

Молчание природы — это и есть ее ответ.

Энни Диллард

Представьте мир, заполненный амебами величиной с человеческую голову и покрытыми минеральной коркой, хрупкой, как бисквит. Вы, наверное, скажете, что такие существа, если и могли бы существовать где-то, то явно не нашей планете — скажем, в океане на спутнике Сатурна Титане или в романе Адамса Дугласа. И заявив так, вы бы ошиблись. Syringammina fragilissima — один из более чем сорока видов ксенофиофор, густо населяющих обширные участки абиссальных равнин, занимающих более половины поверхности дна в океанических глубинах планеты.

Ксенофиофоры, принадлежащие типу фораминифер, имеют различную форму: одни дискообразную, другие остроугольную, третьи сферическую. Своим внешним видом fragilissima напоминает грязную продырявленную во многих местах губку, тарелку со спагетти или обесцвеченный подтухший салат-латук. Размер ксенофиофор также бывает различным. Fragilissima — самые крупные из них — имеют диаметр 20 см. Другие намного меньше — с мяч для гольфа, но даже при этом они намного крупнее большинства фораминифер и всех других одноклеточных организмов, которые в разы меньше миллиметра.

Помимо необычайности fragilissima и родственных видов ксенофиофор о них известно совсем немного. Во время сборов экземпляры ксенофиофор всегда повреждаются, поэтому, несмотря на давнее с ними знакомство (они были открыты более ста лет назад в 1882 г. у северо-западного побережья Шотландии в ходе исследований океанографа Джона Мюррея, отличившегося во время экспедиции «Челленджер» за два года до этого), мы до сих пор мало что знаем об их образе жизни. Например, неизвестно, как fragilissima питаются: пропускают ли они воду через тело, поглощая частички пищи, или использует ложноножки для сбора пищи со дна. Неизвестен их тип размножения: половой, вегетативный или попеременно то один, то другой, как это бывает обычно у других фораминифер.

То, что мы действительно знаем, отражено уже в самом названии Xenophyophores, которое переводится как «носитель других тел». Ксенофиофоры строят свою раковинку (твердую внешнюю оболочку) из различных отмерших кусочков — панцирей диатомовых водорослей, спикул губок или обломков раковин, а вместе с ними и частичек грунта и фекалий — и все это они превращают в тонкую сцементированную оболочку. Внутри оболочки у них мягкая цитоплазма с многочисленными ядрами, распределенными по всему объему, как в каше с изюмом. Медленно скользя по холодному илу, они оставляют за собой слизистый след, как улитки. Там, где они скапливаются в большом количестве (до 2000 особей на сотню квадратных метров), дно почти полностью покрывается слизью. В общем, fragilissima — это большущая клетка, совершенно безмозглая и вся облепленная липкой грязью.

Места их обитания настолько же чужды для нас, как и они сами. Под водой есть горные цепи длиннее Анд и горные пики выше Гималаев, но три четверти морского дна (за исключением отдельных подводных гор) преимущественно плоские. Эти абиссальные равнины на глубине 4000–6000 км покрыты раковинками и скелетными частями планктона и животных, которые жили и умерли в толще воды. В придонных океанических водах совершенно темно, единственный источник света — некоторые светящиеся животные, и там очень холодно — температура колеблется от –1 до +4. Давление воды в сотни раз превышает давление воздуха на суше, течения практически отсутствуют. Кажется, что жизнь здесь невозможна, и за 75 лет после первых глубоководных тралений экспедиции «Челленджера» в 1872–1876 гг. ученые нашли совсем немного живых организмов. Однако во второй половине XX в. более совершенные методы сбора, использование механизмов с дистанционным управлением и периодические погружения в подводных аппаратах решительно увеличили число открытий.

Сейчас мы знаем, что удобренное илистое морское дно — это на самом деле одно из самых биологически многообразных мест на Земле. Пусть на глубинных равнинах нет деревьев, кустарников или травы, но точно так же, как и саванна, это пастбища для разнообразных животных. Морские ежи и морские огурцы в огромном количестве фильтруют ил и детрит. Есть морские пауки с лапками длиной с человеческую руку до локтя, есть и бокоплавы, похожие на мокриц и размером с небольшого спаниеля. Непосредственно в илистом грунте копошатся мелкие червяки, моллюски, офиуры, ракообразные и другие организмы. В неподвижной воде над ними вытягиваются тонкие стеклянные губки и морские лилии. Мелкие рыбешки легко касаются дна своими плавниковыми лучами-треногами. Все это напоминает живопись Дали.

Жизнь всех этих организмов в конечном счете зависит от обитающих в слое ила бактерий. А ксенофиофоры, судя по всему, играют важную роль посредника между поверхностными и глубинными формами жизни. Там, где они присутствуют в больших количествах (а на участке в 100 кв м может находиться до 2000 особей), численность раков, иглокожих и моллюсков в три-четыре раза больше по сравнению с местами, где их нет. Ксенофиофоры — это своего рода вечные морские садовники, перекапывающие илистое дно. К тому же они служат прибежищем для многочисленных организмов, например многощетинковых червей, нематод, веслоногих ракообразных, равноногих и даже офиур.

Родственники fragilissima из отряда ксенофиофор, возможно, хранят ключ еще к одной загадке: странным симметричным узорам на морском дне, которые находят в некоторых местах в Атлантике. Эти узоры представляют собой сотовидные рисунки, составленные из маленьких дырочек, организованных в шестиугольники. Непосредственно под поверхностью дырочки соединены сетью прямых каналов, очерчивающих те же шестиугольники, это еще более усиливает сходство с сотами. В одном таком отпечатке может быть по 200–300 дырочек, при этом весь он размером не больше ладони. Эти отпечатки, сфотографированные в контрастных черно-белых тонах, выглядят на морском дне столь же чуждо, как следы от ботинок Базза Олдрина на поверхности Луны.

Впервые эти шестиугольники заметил океанограф Питер Рона на фотографиях, снятых в 1970-е гг. аппаратом с дистанционным управлением, и решил, что это просто чья-то шутка. Но узор был настоящим. В течение многих лет ученые не знали, что и подумать. В конце концов, изучив образцы, полученные в ходе серии глубоководных исследований 1985–2003 гг., Рона и его коллеги предложили возможный ответ: эти следы могут говорить о нынешнем существовании палеодиктиона (Paleodictyon nosodum) — загадочного организма, ранее известного только по ископаемым остаткам и считавшегося вымершим около 50 млн лет назад. Ученые предположили, что эти следы — система каналов, сооружаемая палеодиктионами, нашими живыми современниками, и служит она для сбора пищи. Другое не менее вероятное объяснение, что это система крохотных пещерок, которые в скалах «высекают» ксенофиофоры.

Другое недавнее открытие подтвердило, что организмы, похожие на ксенофиофор, существуют в природе уже очень давно. Палеонтологов уже много лет интересовало происхождение ископаемых следов, оставленных около 1,8 млрд лет назад организмом, по-видимому, обладавшим двусторонней симметрией. Эти следы были настоящей загадкой: в тупик ученых ставил их возраст, потому что двусторонняя симметрия, как мы ее представляем, появилась как минимум на 1 млрд лет позже (первые животные с двусторонней симметрией появились в эдиакарский период около 630–542 млн лет назад; широкое распространение билатеральная симметрия получила после кембрийского взрыва, начавшегося около 542 млн лет назад). Затем в Аравийском море и около Багамских островов были обнаружены следы, которые выглядели почти так же, как окаменелости. Оказалось, что их оставляет шарообразная амеба размером с виноградину Gromia sphaerica. Как и ксенофиофоры, это гигантское одноклеточное животное. «Мы искали симпатичное животное с глазами, яркое или светящееся в темноте, — рассказывает один из исследователей Михаил Мац, — а вместо этого обнаружили слепой, безмозглый и полностью облепленный илом организм».

Итак, fragilissima обрастает минералами, палеодиктион живет в минеральном осадке, а Gromia (или что-то очень похожее) оставляет следы, запечатленные в древнем камне. Эти организмы способны выживать в условиях, которые до сих пор мы считали непригодными для жизни, и используют в процессе жизнедеятельности самые непокорные материалы: камни или осадочные породы, которые со временем превратятся в камни. Это жизнь за рамками привычного для нас представления о ней; это формы жизни, появившиеся раньше всего того, что мы привыкли считать жизнью.

И на Земле мы склонны воспринимать камни как абсолютно мертвые. Так думал и Примо Леви, по крайней мере в первые годы Второй мировой войны, когда его химическое образование позволило ему на время найти убежище: он участвовал в невероятном проекте получения никеля из горных пород в Северной Италии:

В минуты усталости я чувствовал враждебность, холодную, почти внеземную отчужденность окружавших меня скал. В отличие от них деревья в долине… походили на людей; они не умеют говорить, но в остальном — как мы: чувствуют тепло и холод, радуются и страдают, рождаются и умирают, тянутся к солнцу… Другое дело — камень; он не вбирает в себя энергию, потому что давным-давно потух, еще в незапамятные времена; в своей пассивной враждебности он словно мощная крепость.

Учитывая контекст — Леви вспоминает годы последовавшего невыразимого ужаса, — чувства Леви по отношению к камню можно понять. На самом же деле угрозу для жизни представляли вовсе не камни, а фашисты и те, кто пассивно принимал их злодеяния. При другом раскладе, то бишь в других условиях, Леви согласился бы со мной: камень не противостоит жизни, а сопутствует ей.

Потребовалось много времени, чтобы принять эту, на первый взгляд парадоксальную, истину. В метафорическом смысле признание проявлялось в магическом мышлении людей, считающих изображения на стенах пещер и скалах порталами в другой мир. Настоящее понимание начало приходить несколько веков назад, когда ученые попытались объяснить происхождение окаменелостей. Одна из первых классификаций ископаемых включала следующие категории:

Те, что берут свое название от какого-то предмета в небе; те, что имеют сходство с каким-либо искусственным предметом; те, что напоминают деревья или их части; те, что напоминают человека или четвероногое животное; те, что берут свое название от птиц, и те, что напоминают обитающих в море животных.

Сегодня эта классификация, предложенная швейцарским ученым Конрадом Гесснером в 1565 г., выглядит ошибочной, непродуманной и нелепой. Несмотря на это, следует признать, что его работа — это попытка осмыслить и объяснить явление, опираясь на доступные на тот момент знания.

В течение следующих 300 лет ученые продолжали эту работу, пересматривая свои представления по мере появления новой информации, и в результате возникла система описания геологических периодов, которая в широком смысле используется до сих пор; отсчет этих периодов ведется с момента появления растений и животных, какими мы их сейчас понимаем (см. главы 2 и 14). Конечно, оставалось еще немало пробелов и белых пятен. Еще на протяжении значительной части XX в. (наверное, и сейчас, по мнению многих школьников) ископаемые окаменелости считались останками (в идеале костями) живших когда-то организмов (а именно динозавров) в мертвом камне. Еще в 1950 г. было распространено мнение, что жизнь возникла не более 1 млрд лет назад. И только сейчас мы постепенно начинаем собирать все части картинки воедино. Мы знаем, что жизнь на Земле существует больше 3 млрд лет и что с самого начала камни и живые организмы были частью единого и взаимосвязанного процесса. Более половины из 4400 различных видов минералов на Земле обязаны своим существованием живым организмам.

Партнерство камней и живых организмов осуществляется на многих уровнях и на протяжении долгого времени. В течение очень длительного периода — нескольких миллионов или даже сотен миллионов лет — разрушение (выветривание) кремнистых пород, например растениями, оказывает значительное влияние на температуру воздуха, суши и океана и может продлить существование биосферы примерно на миллиард лет. Предположение, высказанное Исааком Ньютоном в 1675 г., во многом оказалось провидческим: «В природе постоянно происходит циркуляция веществ, производя жидкие из твердых, а твердые из жидких, неподвижные из летучих, а летучие из неподвижных, тонкие из грубых, а грубые из тонких».

Можно сравнить отношение к камню Примо Леви и Имре Фридмана, тоже чудом избежавшего гибели во время Второй мировой войны. Позже он стал микробиологом-экологом, специализирующимся на эндолитах — бактериях, простейших, лишайниках и других организмах, обитающих внутри камней. Многие из изучаемых им объектов живут в камнях в крайне засушливых, холодных местах или на очень большой высоте, и Фридман испытывал к ним сострадание. По его словам, они «вечно страдают от голода и холода в этой серой зоне… Если сравнивать их с людьми, то с какими-нибудь жалкими париями, членами одной из неприкасаемых каст в Индии».

Не все эндолиты обитают в столь суровых условиях, как те, что заставляли Фридмана так сопереживать. Среди «страдальцев» можно назвать строматолитов, — крупные камни в форме пуфиков, сформированные цианобактериями. Их было очень много в докембрийские времена (с тех пор сохранились их окаменелые остатки, которые в Китае называют «каменными цветами» за красивую узорчатость), и сейчас их еще можно найти в некоторых изолированных местах. Есть еще загадочные организмы, оставляющие на скалах черный или оранжевый налет, так называемый «пустынный лак» или «пустынный загар», на котором заметны высеченные американскими индейцами петроглифы.

Согласно легенде североамериканского племени сене́ка, все истории берут свое начало в одном чудесном камне. Находясь среди скал, иногда я воспринимаю камни как живые, кажется, будто они разговаривают, просто мы глухи или слишком заняты, чтобы их услышать. С самого своего создания эти камни здесь, мы можем ощутить их присутствие, если только будем достаточно внимательны. Все наши переживания, все наши самые сокровенные мечты и надежды по сравнению с ними преходящи и незначительны. Камень не безмолвен, просто его язык отличается от нашего.

Вымышленная философская школа в одном из рассказов Хорхе Луиса Борхеса отрицает существование времени: настоящее неопределенно, а будущее реально только как мысль о настоящем. Физик Джулиан Барбур утверждает, что в противовес доказательствам Ньютона и здравому смыслу время не движется как поток. Отражают эти утверждения реальность или нет, но, когда мы осязаем камень — будь то галька, булыжник или утес (или пинаем его ногой, как мог бы посоветовать Сэмюэл Джонсон), мы действительно чувствуем: это реально.

В последние несколько лет стало модно поражаться загадочности сознания, но сознание, возможно, даже менее удивительно, чем материя. Частица водорода, самая распространенная во Вселенной, состоит из одного электрона, вращающегося вокруг положительно заряженного протона. Радиус протона равен одной десятитысячной радиуса окружности, описываемой электроном. Размер электрона меньше одной тысячной размера протона. Таким образом, частица водорода на 99,999999999999% представляет собой вакуум. Аналогичная пропорция и у других элементов. Любой камешек — и нечто большее, и нечто меньшее, чем мы думаем. Если попытаться это представить, мы окажемся только в самом начале пути, ведущего к пониманию «непостижимой натуры природы» по точному выражению Ричарда Фейнмана.

«Вся наша наука по сравнению с реальностью по-детски примитивна, — говорил Альберт Эйнштейн, — но все-таки это самое ценное, что у нас есть». По крайней мере мы расширили наше представление о том, что означает быть живым — неважно где: на дне океана, где обитают ксенофиофоры, или внутри камня.