"Обитатели земных глубин": фрагмент из книги Карен Ллойд
Оказывается, процветать можно и в условиях кипятка, кислоты или отбеливателя — в последние десятилетия ученые открыли странные формы жизни, поистине чуждые нам, обитателям поверхности Земли. Биогеохимик и микробиолог Карен Ллойд рассказывает, какие микробы обитают в земных недрах, каким образом ученые извлекают оттуда живых существ и определяют их виды, а также как обитатели земных глубин изменили наши представления об эволюционных связях и происхождении жизни.
Публикуем в нашем блоге фрагмент из вступления к этой книге.
Пробуждаясь ото сна утром того дня, который мог стать днем моего первого глубоководного погружения, я стала молиться, не обращаясь ни к кому конкретно: "Пожалуйста, пусть ноги не бьются о матрас!" Иначе это означало бы, что море слишком бурное, чтобы спустить погружной аппарат с борта нашего исследовательского судна, на котором мы жили и работали в Мексиканском заливе в сотнях километров от берега уже три недели. И второй случай мог не представиться. Когда мозг постепенно начал осознавать происходящее, я почувствовала запах бекона из камбуза, услышала звук работающего кондиционера и, к счастью, ощутила, что моя койка совершенно неподвижна, словно я на суше. Вода за бортом была гладкой как стекло. Идеальные условия.
Я спрыгнула с койки и стала собирать вещи для погружения. Когда речь идет о погружении под воду, моду диктуют инженерия и океанография. На дне океана всегда холодно, вне зависимости от того, в какой точке планеты вы находитесь, и наш батискаф "Джонсон-Си-Линк II" не предохранит меня от замерзания. Подводники на носу батискафа находятся в изумительной прозрачной камере из плексигласа, которая защищает их от холода и открывает великолепный полусферический вид на океан, но в этом уютном местечке помещаются лишь один ученый и один пилот. Я была исследователем более низкого ранга (аспиранткой) и не имела возможности путешествовать в таких роскошных условиях. Мое место было в "гробу" в задней части батискафа. "Гроб" — это прямоугольный ящик, где бок о бок лежат второй ученый (в данном случае эта роль отводилась мне) и второй пилот, и у них так мало места, что они не могут даже сесть. С теми, кто находится на носу в сферической камере из плексигласа, общение происходит через наушники с микрофоном, а физически сфера и "гроб" отделены друг от друга. Поскольку "гроб" сделан из металла, мне предстояло оказаться в холоде океанских глубин безо всякой термоизоляции. А там могло быть смертельно (в буквальном смысле слова!) холодно. Первая версия "Си-Линка" оставалась на дне более суток, и два человека, находившиеся в задней части (одним из них был сын конструктора батискафа Эдварда Линка), погибли от переохлаждения и отравления углекислым газом. После той трагедии батискаф был усовершенствован ради повышения безопасности, так что теперь подобные события гораздо менее вероятны.
Вот поэтому я одевалась так, будто собиралась выходить на улицу зимой. Странно надевать шерстяной свитер, чтобы погрузиться в воду, — казалось бы, мокрый гидрокостюм лучше подходит для этой цели. Но использовать мокрый гидрокостюм в такой ситуации совершенно неразумно. Контакт с морской водой на глубине около километра под поверхностью океана возможен только в том случае, если в корпусе батискафа возникнет трещина. Но если это произойдет, я умру до того, как пойму, что случилось.
Одевшись соответствующим образом, я присоединилась к остальным членам экипажа погружного устройства, собравшимся на задней палубе корабля. Фрэнк (второй пилот) и я (второй ученый) забрались в "гроб" и закрылись в нем наглухо. Находясь в этом замкнутом пространстве, мы не могли ничем управлять, что‑либо решать или отбирать образцы. Мы здесь лишь для того, чтобы наблюдать, советовать и, возможно, спасти чью‑то жизнь: Фрэнк объяснил мне, что, если три других человека окажутся недееспособными, я в соответствии с протоколом должна буду сбросить внешний балласт, так что погружное устройство выскочит на поверхность, как надувной мяч. Я внимательно наблюдала. Мне не хотелось стать аспиранткой, которая погубила своих спутников на дне океана, поскольку не смогла запомнить, на какие кнопки нажимать.
Спустя мгновение я почувствовала, как мощная лебедка в форме буквы А подняла нас с палубы корабля и бережно перенесла на поверхность воды, где погружной аппарат стал судорожно подпрыгивать. После окончательной проверки первый пилот отпустил воздушный балласт, и мы начали свободное погружение в океанские глубины. Фрэнк, с которым мы лежали валетом, сообщил, что будет спать, и пожелал мне приятного погружения. Я и подумать не могла о том, чтобы заснуть. Я нервничала.
Нужно понимать, что океан — не пустое пространство. Конечно, в нем плавают рыбы, киты и морские черепахи, но я имею в виду, что каждый кубический сантиметр океанской воды населен беспозвоночными животными и всякой другой скользкой плавучей мелочью. И когда вы погружаетесь на глубину, при контакте с батискафом вся эта мелочь излучает люминесцентный свет. В "гробу" с каждого бока есть небольшое "отверстие". С моей стороны оно находилось у меня между плечом и щекой, и через него был прекрасно виден мерцающий океан (я старалась не обращать внимания на усиливающуюся боль в шее). Мимо проносились искорки света, внезапно озарившие длинное сегментированное тело красными, синими и лиловыми вспышками. Я могла бы часами, не отрываясь, вглядываться во тьму океана, наслаждаясь этой красотой.
Вскоре первый пилот снизил скорость, так чтобы плавучесть стала нулевой и мы не ударились о дно. Наконец‑то я попала в то место, которое изучала на протяжении шести лет, но сама никогда не видела. Здесь было пусто. Но почему‑то это мне понравилось еще больше. Океаны покрывают две трети поверхности Земли, но морское дно по‑прежнему остается малоизученным. Очень невелика вероятность, что кто‑нибудь когда‑нибудь доберется до точно того же места, где я оказалась в тот день. Я почувствовала момент истины.
Пока на носу совещались, как переместиться оттуда, где мы сели, туда, куда мы хотели попасть, я с удивлением обнаружила, что жизнь на морском дне гораздо активнее, чем я предполагала. Я видела, что один глубоководный краб решил объявить нам войну: он угрожающе поднял крохотные клешни и замер, готовый разрушить наш батискаф. Мимо проплыла ярко-лиловая медуза, а по дну пронеслась скользкая длинная рыбина в поисках каких‑нибудь беспозвоночных. Но больше всего мне нравились голотурии — морские огурцы. Туловище этих пассивных существ имеет форму полой трубочки длиной примерно в два банана, и они очень харизматичны. Целыми днями только и делают, что засасывают ил с одной стороны туловища и выбрасывают с другой. Они поглощают питательные компоненты из органических веществ в составе ила и выделяют чистейший морской песок.
Пока я наблюдала за этими подводными пылесосами, другие члены команды аккуратно вели наш батискаф по дну. В поисках пути на дне моря есть две главные трудности. Во-первых, поскольку океан топит спутниковые сигналы столь же эффективно, как людей, здесь не работает система GPS. Вместо этого мы создаем собственную систему координат X-Y с помощью акустических импульсов между погружным устройством и кораблем. По этим сигналам мы определяем глубину и угол по отношению к кораблю, остальное вычисляется по теореме Пифагора. Во-вторых, свет от погружного устройства не способен победить океанскую тьму, так что у нас нет возможности обозревать все пространство. Подводные горы мы видим только тогда, когда на них наталкиваемся. Сонары помогают избежать катастрофы, но невозможно понять, что вы находитесь всего в нескольких метрах от того места, куда хотите попасть. С помощью своей системы координат мы прокладываем путь в сторону цели, но потом в поисках конкретной точки вынуждены тыкаться, как слепые котята.
В тот день мы искали источники холодного метана, где древний метан из земных недр просачивается на поверхность морского дна через трещины, образовавшиеся в результате движения тектонических плит или геологического обнажения. Мы привыкли считать, что метан — это природный газ, которым пользуются для обогрева домов, но на морском дне это манна небесная (точнее, "манна из преисподней"). Метан — энергетически богатая пища в пустынном пространстве, поэтому живые существа собираются вокруг таких источников, как антилопы — у водопоя в саванне. Здешние животные не питаются метаном, но они питаются поглощающими метан микробами (крохотными одноклеточными организмами, к числу которых относятся бактерии). И хотя метан вы не видите (если только его не так много, что он выделяется в виде пузырьков), вы понимаете, что нашли его источник, поскольку здесь кишмя кишат разнообразные моллюски, мидии, крабы, креветки, рыбы, морские анемоны и странные скользкие черви.
Лежа в батискафе и вытянув шею, чтобы наблюдать, как за моим неудобным иллюминатором проплывает морское дно, я сначала увидела обломки раковин, а потом торчащих из ила целых живых мидий, плотно прилепленных друг к другу. По мидиям перебирались крабы, подъедая ниточки бактерий и беспозвоночных животных. Вскоре все дно, не покрытое мидиями, оказалось устлано ярким белым ковром бактерий Beggiatoa, превращающих вонючие сульфиды в жемчужины из чистой элементарной серы. Мы прибыли к метановому источнику! Батискаф остановился, и мы принялись за работу.
Накануне вечером я занималась тем, что приделывала металлические ручки в форме буквы Т к цилиндрическим пластиковым пробиркам для проб, чтобы их можно было присоединить к роботизированным зажимам в передней части нашего погружного устройства. Чтобы пробирки не уплыли при погружении, мы поместили их в пластиковые контейнеры и привязали на носу батискафа резиновыми лентами. Роботизированная рука могла такую ленту разорвать — и извлечь пробирку. В науке кустарные работы такого рода нередки: если вы занимаетесь чем‑то таким, чем занимаются немногие, вы не можете просто купить в магазине нужное готовое оборудование. С помощью роботизированной руки первый пилот вынимал пробирки, заполнял их черным илом и возвращал обратно в пластиковый контейнер.
Пока шла работа, я лежала в своем маленьком "гробике" и время от времени переговаривалась с первым ученым о том, где отбирать образцы. Примерно через восемь часов первый пилот сбросил балласт, и мы начали получасовое всплытие.
Причина, по которой я так стремилась совершить это опасное путешествие, а потом немедленно стала обдумывать возвращение, заключалась в том, что я хотела ответить на вопрос, мучивший меня долгое время: не прячутся ли в недрах Земли какие-то странные существа, способные изменить наши представления о жизни как таковой? Давайте займемся этим вопросом?