Чем больше я исследую Вселенную и изучаю детали ее строения, тем больше нахожу свидетельств, что Вселенная в каком-то смысле знала о нашем приходе.

(Фримэн Дайсон)

Быть живым существом нелегко. Нам пока известно единственное место во всей Вселенной, незаметное поселение на окраине Млечного Пути, называемое планетой Земля, которое поддерживает наше существование, да и оно бывает весьма суровым.

Ото дна самой глубокой океанской впадины до высочайшей горной вершины — в этом поясе обитают почти все известные нам формы жизни — всего около двадцати километров. Не так уж много, если сопоставить с тем, что вмещает космос.

Для представителей человеческого рода дела обстоят еще хуже, поскольку так получилось, что мы принадлежим к той части живых существ, которые 400 млн лет назад приняли слишком поспешное, но смелое решение выползти из моря и стать дышащими кислородом обитателями суши. В результате, согласно одной из оценок, нам закрыт доступ не менее чем в 99,5 % обитаемого пространства.

Не просто потому, что мы не можем дышать в воде, а в силу того, что мы не смогли бы выдержать ее давление. Из-за того что вода в 800 раз тяжелее воздуха, давление при погружении быстро растет — приблизительно на одну атмосферу каждые десять метров глубины. Если на суше вы подниметесь на вершину 150-метровой достопримечательности — скажем, Кельнского собора или Монумента Вашингтону, — изменение давления будет настолько незначительным, что вы его не ощутите. Однако на такой же глубине под водой ваши вены сплющились бы, а легкие сжались до размеров банки из-под кока-колы. Поразительно, что люди по собственной воле, ради забавы, без аппаратуры для дыхания ныряют на эти глубины. Спорт этот известен как фри-дайвинг. Видимо, ощущение, как ваши внутренние органы грубо деформируются, вызывает приятное возбуждение (хотя, надо полагать, не так уж возбуждает, когда они возвращаются к первоначальным размерам при всплытии). Однако, чтобы достичь таких глубин, ныряльщикам надо погружаться довольно быстро, при помощи грузил. Без них самое глубокое самостоятельное погружение, после которого ныряльщик остался в живых, чтобы потом об этом рассказывать, составляет 72 м — это достижение принадлежит итальянцу Умберто Пелиццари, который в 1992 году нырнул на эту глубину, задержался там на долю секунды и пулей выскочил на поверхность. По наземным меркам 72 м — это немного меньше футбольного поля. Так что даже в наших самых головокружительных трюках мы не можем претендовать на овладение морской бездной.

Разумеется, другим живым существам удается справляться с давлением на глубине, хотя как это им удается, остается тайной[218]. Самой глубокой точкой является Марианская впадина в Тихом океане. Там, на глубине приблизительно 11,3 км, давление достигает более 1,1 тонн на квадратный сантиметр. Нам лишь однажды удалось на короткое время опустить на эту глубину человека в прочном спускаемом аппарате, тогда как там постоянно обитают колонии бокоплавов, похожих на креветок ракообразных, только прозрачных, которые выживают безо всякой защиты. Конечно, большинство океанов намного мельче, но находиться на обычной океанской глубине в 4 км равносильно тому, чтобы быть расплющенным под стопкой из 14 груженных цементом грузовиков.

Почти все, включая авторов некоторых популярных книг по океанографии, полагают, что человеческое тело будет смято чудовищным давлением океанских глубин. В действительности дело, похоже, обстоит не так. В силу того, что мы сами состоим в основном из воды, а вода, по словам Фрэнсис Эшкрофт из Оксфордского университета, «практически несжимаема, в теле поддерживается то же давление, что и в окружающей воде, и на глубине оно не будет раздавлено». Причиной неприятностей служат газы внутри тела, особенно в легких. Это они сжимаются, хотя на какой стадии сжатие становится фатальным, неизвестно. До самого недавнего времени считалось, что любой ныряющий на глубину 100 м или около того погибнет в мучениях, когда сожмутся легкие или будет раздавлена грудная клетка, однако ныряльщики неоднократно доказывали обратное. Похоже, говорит Эшкрофт, «у людей больше сходства с китами и дельфинами, чем мы думали».

Однако может случиться множество других неприятностей. Во времена водолазных костюмов — тех, что были связаны с поверхностью длинными шлангами, — водолазы порой встречались с грозным явлением, известным как «выдавливание». Это случалось, когда отказывали помпы, что вело к катастрофическому падению давления в скафандре. Воздух вырывался из скафандра с такой силой, что несчастного водолаза в самом прямом смысле высасывало в шлем и шланг. Когда его поднимали на поверхность, «в скафандре оставались лишь его кости и клочки плоти», — писал в 1947 году биолог Дж. Б. С. Холдейн, добавляя для скептиков: «Такое случалось».

(Между прочим, первоначально водолазный шлем, изобретенный в 1823 году англичанином Чарлзом Дином, предназначался не для погружения под воду, а для тушения пожаров. Он назывался «дымовым шлемом», но, изготовленный из металла, он нагревался и был тяжелым; как скоро обнаружил Дин, пожарные не горели желанием лезть в горящие строения в любом облачении, но особенно в таком, которое нагревалось, как чайник, и к тому же делало их неуклюжими. Пытаясь окупить расходы, Дин испытал шлем под водой и нашел, что он идеально подходит для спасательных работ).

Однако хуже всего кессонная болезнь — не столько из-за мучительных ощущений, хотя они действительно неприятны, сколько потому, что они намного вероятнее. Воздух, которым мы дышим, на 80 % состоит из азота. Когда человеческое тело оказывается под давлением, этот азот растворяется в крови и разносится по сосудам и тканям. Если давление будет изменяться слишком быстро — как бывает при поспешном подъеме водолаза, — этот находящийся в теле азот образует пузырьки, которые заиграют точно также, как в только что открытой бутылке шампанского, закупоривая мелкие кровеносные сосуды, лишая клетки кислорода и заставляя страдальца корчиться от мучительной боли.

Кессонной болезнью с незапамятных времен страдали сборщики губок и искатели жемчуга, но до XIX века она не привлекала особого внимания в западном мире, а потом появилась у людей, которые совсем не намокали (или в крайнем случае не очень сильно и обычно не больше, чем по колено). Это были кессонщики. Кессоны — это замкнутые сухие камеры, создававшиеся на речном дне для облегчения строительства опор мостов. Их наполняли сжатым воздухом, и часто бывало, что рабочие после длительного пребывания под повышенным давлением испытывали легкие симптомы вроде шума в ушах или кожного зуда. Но некоторые — нельзя было заранее предсказать кто — испытывали более сильную боль в суставах, а иногда падали с ног в мучениях и порой больше уже не поднимались.

Все это было крайне непонятным. Иногда рабочие ложились спать, чувствуя себя прекрасно, а утром просыпались парализованными. А порой вообще не просыпались.

Эшкрофт описывает случай с руководителями строительства нового туннеля под Темзой, устроившими незадолго до завершения работ праздничный банкет. К их удивлению, открытое в сжатом воздухе туннеля шампанское не заиграло. Однако когда они наконец вышли на свежий вечерний лондонский воздух, пузырьки вдруг заиграли, памятно оживив процесс пищеварения.

Кроме полного отказа от работы в среде высокого давления существует всего два надежных способа избежать кессонной болезни. Первый — подвергаться воздействию высокого давления очень короткое время. Именно благодаря этому фри-дайверы, о которых я упоминал раньше, без вреда могли опускаться на глубину до 150 м. Они не остаются на глубине достаточно долго, чтобы находящийся в организме азот растворился в их тканях. Другое решение заключается в том, чтобы подниматься осторожно, с остановками. Это позволяет пузырькам азота рассеиваться без вреда[219].

Очень многим из того, что нам известно о выживании в экстремальных условиях, мы обязаны необычной научной группе из отца и сына Джона Скотта и Дж. Б. С. Холдейнов. Даже по свободным критериям английских интеллектуалов, Холдейны славились своими необычайными чудачествами. Старший Холдейн родился в 1860 году в аристократической шотландской семье (его брат был виконтом Холдейном), но провел значительную часть своей научной жизни в сравнительно скромной должности профессора физиологии в Оксфорде. Он отличался поразительной рассеянностью. Однажды, когда жена послала его наверх переодеться к званому обеду, он долго не возвращался, и когда за ним поднялись, то обнаружили его спящим в пижаме. Будучи разбужен, Холдейн объяснил, что когда увидел, что раздевается, то подумал, что время ложиться спать. Поездку в Корнуолл изучать анкилостомы, кишечных паразитов, у местных горняков он считал за отпуск. Живший одно время вместе с Холдейнами прозаик Олдос Хаксли, внук Т. Г. Гексли[220], довольно жестко пародировал его в образе ученого Эдварда Тантамаунта в романе «Контрапункт».

Вкладом Холдейна в водолазное дело была разработка метода остановок при подъеме из глубины, который позволял избежать кессонной болезни, однако его интересы охватывали всю область физиологии, от изучения горной болезни у альпинистов до солнечных ударов в пустынях. Его особенно интересовало воздействие отравляющих газов на человеческий организм. Чтобы точнее разобраться, каким образом просачивавшаяся окись углерода убивала горняков, он методично отравлял сам себя, все время аккуратно отбирая и исследуя пробы своей крови. Прекратил он это, только когда почти полностью перестал владеть мышцами, а насыщение крови достигло 56 % — уровня, как отмечает Тревор Нортон[221] в своей увлекательной истории водолазного дела «Звезды под морем», который, еще немного, и обрекал на верную смерть.

Сын Холдейна Джон, известный потомкам как Дж. Б. С, был необыкновенным ребенком и проявлял интерес к трудам отца чуть ли не с младенчества. Когда ему было 3 года, слышали, как он капризно выспрашивал отца: «Так это оксигемоглобин или карбоксигемоглобин?» Все юные годы он помогал отцу с экспериментами. В то время оба частенько вместе испытывали газы и противогазы, наблюдая по очереди, как долго каждый из них мог продержаться до потери сознания.

Хотя Дж. Б. С. Холдейн не имел ученой степени в области естественных наук (в Оксфорде он занимался античной литературой), он по праву считался блестящим естествоиспытателем, работая главным образом в Кембридже по заданиям правительства. Биолог Питер Медавар[222], который всю жизнь провел в кругу выдающихся интеллектуалов, называл его «умнейшим человеком, какого я когда-либо знал». В своем романе «Шутовской хоровод» Хаксли вывел и образ младшего Холдейна, но вместе с тем положил его идею генетических манипуляций с людьми в основу сюжета романа «О дивный новый мир». Наряду со многими другими достижениями Холдейн сыграл центральную роль в соединении Дарвиновых принципов эволюции с результатами работ Грегора Менделя в области генетики, что привело к созданию концепции, которую теперь генетики называют синтетической теорией эволюции.

Возможно, младший Холдейн был единственным в своем роде среди людей, кто находил Первую мировую войну «довольно занятным приключением» и открыто признавал, что ему нравится «возможность убивать людей». Сам он был дважды ранен. После войны имел успех как научный популяризатор и написал двадцать три книги (а также более четырехсот научных статей). Его книги до сих пор вполне читабельны и поучительны, хотя их не всегда просто достать. Кроме того, он стал горячим поклонником марксизма. Намекали, не без цинизма, что в данном случае им руководил исключительно дух противоречия и что, живи он в России, стал бы там страстным монархистом. Во всяком случае, большинство его статей сначала появлялись в коммунистической «Дейли Уокер».

Тогда как его отца, главным образом, интересовали горняки и действие ядов, младший Холдейн был одержим идеей уберечь подводников и водолазов от неприятных последствий их деятельности. При материальном содействии Адмиралтейства он приобрел декомпрессионную камеру, которую окрестил «кастрюлей-скороваркой». Это был металлический цилиндр, в который можно было втиснуть троих человек и подвергать там всяческим мучительным и опасным испытаниям. От добровольцев могло потребоваться сидеть в ледяной воде и в то же время дышать в «аберрантной», то есть отклоняющейся от нормы, атмосфере или подвергаться резким изменениям давления. В одном из экспериментов Холдейн на себе имитировал опасно быстрый подъем, чтобы посмотреть, что получится. А получилось то, что разорвались пломбы в зубах. «Почти каждый эксперимент, — пишет Нортон, — заканчивался у кого-нибудь сердечным приступом, кровотечением или рвотой». Камера была практически звуконепроницаемой, так что единственным способом для обитателей сигнализировать о несчастье или бедственном положении было настойчиво стучать в стенку камеры или показывать в окошко записки.

В другой раз, отравляя себя высокими дозами кислорода, Холдейн перенес такой жестокий приступ, что пострадали несколько позвонков. Опадание легких было из разряда рядовых неприятностей. Довольно обычными были и разрывы барабанных перепонок; но, как утешительно отмечал Холдейн в одной из своих статей, «перепонка, как правило, заживает; если же дыра в ней остается и кто-то до некоторой степени глохнет, то зато он получает возможность пускать из этого уха табачный дым, что всегда обеспечит успех в компании».

Необычным во всем этом деле было не то, что Холдейн во имя науки с готовностью подвергал себя таким опасностям и неудобствам, а то, что ему ничего не стоило уговорить своих коллег и близких людей тоже забраться в эту камеру. С посаженной туда для имитации погружения его женой однажды случился приступ, продолжавшийся целых тринадцать минут. Когда она наконец перестала корчиться на полу, ее поставили на ноги и отправили домой готовить обед. Холдейн с удовольствием использовал всех, кто попадался под руку. В один прекрасный день им оказался бывший премьер-министр Испании Хуан Негрин. Потом доктор Негрин жаловался на легкий шум в ушах и «странное онемение губ», но в остальном все обошлось благополучно. Он, наверное, считал, что ему повезло. Аналогичный эксперимент с лишением кислорода привел к тому, что Холдейн на шесть лет утратил чувствительность в области ягодиц и нижней части позвоночника.

Среди многочисленных особых забот Холдейна было исследование азотной интоксикации. По все еще малопонятным причинам азот на глубине около 30 м и больше становится сильнодействующим опьяняющим газом. Известны случаи, когда водолазы под его воздействием предлагали подышать из своих шлангов проплывающим мимо рыбам или пытались устроить перекур. Он также вызывает неконтролируемые скачки настроения. Во время одного из испытаний Холдейн отмечал, как подопытный «попеременно впадал в депрессию и предавался безудержной радости, то умолял снизить давление, ибо чувствует себя «чертовски ужасно», то в следующую минуту хохотал и вмешивался в тест на быстроту мышления своего напарника». Чтобы оценить скорость ухудшения состояния подопытного, ученому нужно было входить в камеру вместе с добровольцем для проведения простых математических тестов. Но уже через несколько минут, как позднее вспоминал Холдейн, «испытатель обычно бывал в состоянии опьянения не меньше испытуемого и часто забывал нажимать кнопку своего секундомера или записывать показания». Причина такого опьянения и сегодня остается загадочной. Считают, что это то же самое, что вызывает алкогольное опьянение, но, поскольку никто точно не знает, что это такое, мы толчем воду в ступе. Во всяком случае, если, покидая поверхность, не соблюдать величайшую осторожность, легко попасть в беду.

Это возвращает нас (ну или почти возвращает) к высказанному ранее замечанию, что Земля — не слишком удобное место для обитания живых существ, пусть даже и единственное. Из малой толики поверхности планеты, достаточно сухой, чтобы на ней стоять, поразительно большая ее доля либо слишком жаркая, либо слишком холодная, слишком сухая, слишком крутая, слишком высокая, чтобы от нее была большая польза. Надо признать, что отчасти это и наша вина. Что касается приспособляемости, человеческие существа потрясающе беззащитны. Как и большинству животных, нам не слишком по вкусу по-настоящему жаркие места, но поскольку мы так обильно потеем и легко подвержены тепловым ударам, то являемся особенно уязвимыми. В наихудших условиях — передвигаясь пешком без воды в жаркой пустыне — большинство людей не позже чем через 7–8 часов тронется рассудком и свалится, чтобы, возможно, никогда больше не встать. Не менее беспомощны мы и перед лицом холода. Как все млекопитающие, люди хорошо выделяют тепло; однако — ввиду того, что мы практически безволосы, — мы не в состоянии его удерживать. Даже в сравнительно мягкую погоду половина калорий сжигается, чтобы сохранять тело теплым. Разумеется, мы в значительной мере можем противопоставить этим недостаткам одежду и жилище, но даже при этом части суши, на которых мы подготовлены или способны жить, представляются довольно скромными: всего 12 % общей площади суши и только 4 % всей поверхности Земли, если включить моря[223].

И все же, когда думаешь об условиях в других местах известной нам Вселенной, удивляет не то, что мы используем такую малую часть нашей планеты, а то, что нам удалось найти планету, где можно пользоваться хотя бы этой малой толикой. Достаточно взглянуть на собственную Солнечную систему — или на Землю в некоторые периоды ее истории, — и станет ясно, что большинство мест намного суровее и значительно менее приспособлены для жизни, нежели наш спокойный, голубой, влажный шарик.

Пока что исследователи Вселенной открыли за пределами Солнечной системы около семидесяти планет[224] — это из находящихся там, как считают, 10 миллиардов триллионов или около того, так что людям вряд ли можно со знанием дела иметь об этом суждение; но тем не менее уже ясно — чтобы получить пригодную для жизни планету, требуется невероятное везение, и чем сложнее жизнь, тем больше нужно везения. Различные исследователи выделили около двух десятков доставшихся нам на Земле особенно благоприятных обстоятельств, но в нашем беглом обзоре мы выделим только четыре основных.

Отличное местоположение. Мы чуть ли не сверхъестественным образом оказались на нужном расстоянии от подходящей звезды, которая достаточно велика, чтобы излучать большое количество энергии, но не настолько велика, чтобы быстро сгореть. Это одна из странностей физики — чем крупнее звезда, тем быстрее она сгорает. Будь наше Солнце в десять раз крупнее, оно исчерпало бы себя за 10 млн, а не за 10 млрд лет, и нас бы здесь теперь не было. Нам также повезло с орбитой. Окажись мы слишком близко, и все на Земле выкипело бы. Слишком далеко — и все бы замерзло.

В 1978 году астрофизик Майкл Харт[225] после некоторых вычислений пришел к заключению, что Земля была бы необитаемой, окажись она на один процент дальше от Солнца или на пять процентов ближе. Это совсем немного, и в действительности, эти границы слишком заужены. С тех пор они были уточнены и стали несколько шире — от 5 % ближе до 15 % дальше — таковы принимаемые на сегодня границы обитаемой зоны в Солнечной системе. Но это все равно довольно узкий пояс*.

---

* (Открытие экстремофилов в кипящих грязевых резервуарах Йеллоустона и похожих организмов в других местах способствовало пониманию, что вообще-то жизнь того или иного рода может в значительной мере выходить и за эти рамки — возможно, она существует даже под ледяным покровом Плутона. Здесь же речь идет об условиях, порождающих довольно сложные существа, обитающие на поверхности.)

Чтобы представить, насколько он узок, достаточно взглянуть на Венеру. Венера ближе нас к Солнцу всего на 40 млн км. Солнечное тепло достигает ее всего на 2 мин раньше нас. По размерам и по составу Венера очень схожа с Землей, но небольшая разница в размерах орбит явилась причиной всех существующих различий. Похоже, что в ранний период существования Солнечной системы Венера была чуть теплее Земли и, возможно, на ней были океаны. Но эти несколько лишних градусов тепла привели к тому, что Венера не смогла удержать на своей поверхности воду, что имело губительные последствия для климата. Когда вода испарилась, атомы водорода улетели в космос, а атомы кислорода соединились с углеродом, создав плотную парниковую атмосферу из углекислого газа[226]. На Венере стало очень душно. Хотя люди моего возраста помнят время, когда астрономы надеялись, что под плотными облаками Венеры может найти приют жизнь, возможно даже в виде своеобразной тропической растительности, теперь мы знаем, что окружающая среда там невыносима для любых форм жизни, какие только можно представить. Температура поверхности достигает 470 °C, достаточно, чтобы расплавить свинец, а атмосферное давление на поверхности в 90 раз выше, чем на Земле, выше, чем может выдержать любой человеческий организм. У нас нет техники для изготовления скафандров или даже космических кораблей, на которых можно было бы туда слетать. Наши знания о поверхности Венеры основываются на радиолокационных изображениях и нескольких тревожных всплесках радиосигналов с беспилотного советского зонда, с надеждой сброшенного в облака в 1972 году и проработавшего всего лишь час, прежде чем замолкнуть навсегда[227].

Вот что происходит, когда вы оказываетесь на две световые минуты ближе к Солнцу. Отодвиньтесь подальше, и проблемой станет не жара, а холод, о чем с ледяным спокойствием свидетельствует Марс. Он тоже когда-то был значительно более приемлемым местом, но не смог удержать достаточно плотную атмосферу и превратился в замерзшую пустыню[228].

Но находиться на нужном расстоянии от Солнца еще недостаточно, иначе Луна была бы прекрасной лесистой планетой, чего мы явно не наблюдаем. Для этого требуется…

Подходящая планета. Не думаю, что даже многие геофизики, если их попросить перечислить благоприятные, на их взгляд, условия, вспомнят, что мы живем на расплавленной внутри планете, однако можно с большой долей уверенности утверждать, что без бушующей под нами магмы нас бы здесь не было. Кроме всего прочего, наши активные недра способствовали формированию атмосферы и магнитного поля, которые защищают нас от космического излучения. Они также дали нам тектонику плит, которая постоянно обновляет и корежит поверхность. Если бы Земля была совершенно гладкой, ее покрывал бы слой воды в три километра толщиной. В этом безбрежном океане могла бы существовать жизнь, но наверняка не было бы футбола.

В дополнение к благотворной активности недр Земли мы еще располагаем нужными элементами, причем в правильных пропорциях. В буквальном смысле мы сделаны из подходящего материала. Это так важно для нашего благополучия, что через минуту мы собираемся поговорить об этом обстоятельнее, но сначала нам надо рассмотреть два оставшихся фактора, начиная с того, который часто упускают из виду.

Мы двойная планета. Немногие из нас считают Луну — планетой, но, по существу, это именно так. Большинство спутников очень малы по сравнению с главной планетой. Например, спутники Марса Фобос и Деймос в диаметре всего порядка десяти километров. А диаметр нашей Луны больше четверти диаметра Земли, тем самым наша планета единственная в Солнечной системе имеет спутник столь значительного относительно нее размера (Плутон не в счет, потому что он сам слишком мал[229]), и это имеет огромное значение.

Без уравновешивающего влияния Луны Земля болталась бы как останавливающийся волчок, и одному богу известно, какие последствия это имело бы для климата и погоды. Устойчивое гравитационное воздействие Луны позволяет Земле вращаться с нужной скоростью и под нужным углом, обеспечивая такую устойчивость, какая необходима для длительного и благополучного развития живых организмов. Это не будет продолжаться вечно. Луна ускользает из наших объятий со скоростью примерно 4 см в год. В следующие 2 миллиарда лет она ретируется так далеко, что не будет поддерживать нашу устойчивость, и нам придется придумывать какое-то другое решение, но пока можно размышлять о нашей спутнице как о приятной принадлежности ночного неба[230].

Долгое время астрономы предполагали, что либо Луна и Земля образовались одновременно, либо Земля захватила Луну, когда та пролетала мимо. Теперь мы считаем, как уже было сказано в одной из предшествующих глав, что около 4,4 млрд лет назад в Землю врезался объект размером с Марс, вырвав достаточно вещества, чтобы из обломков образовалась Луна. Ясно, что для нас это было большой удачей, особенно то, что все это произошло так давно. Случись это в 1896 году или в прошлую среду, мы, конечно, были бы далеко не так довольны. Это подводит нас к четвертому и во многих отношениях решающему соображению.

Выбор времени. Вселенная — поразительно непостоянное и богатое событиями место, и наше существование в ней является чудом. Если бы растянувшаяся примерно на 4,6 млрд лет невообразимо сложная последовательность событий не оборачивалась бы определенным образом в определенное время — если бы астероид, взять хотя бы один очевидный пример, не стер с лица земли существовавших тогда динозавров, — вы могли бы быть размером в несколько сантиметров, с усиками и хвостиком и читали бы все это, сидя в норке[231].

Мы этого не знаем наверняка, поскольку нам не с чем сравнить свое собственное существование, однако представляется вполне очевидным, что если вы хотите в конечном счете получить умеренно развитое общество мыслящих существ, то надо оказаться в нужном конце очень длинной цепи вытекающих друг из друга событий и явлений, включающих приемлемые периоды стабильности, перемежающиеся подходящим количеством сложных и напряженных ситуаций (на их роль как раз подходят ледниковые периоды), и при этом полностью избежать настоящих катаклизмов. Как мы увидим дальше, нам с этим очень повезло.

И после этого замечания давайте ненадолго вернемся к вопросу о составляющих нас элементах.

На Земле в природной среде встречается 92 элемента (плюс еще около 20 созданы в лабораториях), однако некоторые из них мы можем сразу же отложить в сторону, как в жизни склонны поступать и химики. Немало наших земных элементов удивительно мало изучены. Например, практически ничего не известно про астат. Он имеет название и место в периодической таблице (по соседству с полонием Марии Кюри), но, кроме этого, практически ничего. Проблема не в отсутствии интереса у ученых, а в малой распространенности. Просто его у нас не так уж много. Однако самым неуловимым из всех элементов, похоже, является франций, который настолько редок, что, как считают, на всей планете в любой данный момент насчитывается меньше 20 атомов франция[232]. В целом всего около 30 встречающихся в природе элементов широко распространены на Земле, и лишь полдюжины из них имеют особо важное значение для жизни.

Как вы могли ожидать, нашим самым распространенным элементом, составляющим чуть менее 50 % земной коры, является кислород, но далее относительное обилие часто оказывается неожиданным. Кто бы, например, подумал, что вторым, самым распространенным элементом на Земле является кремний или что титан занимает десятое место? Распространенность имеет мало общего с известностью или полезностью для нас. Многие из менее известных элементов на самом деле распространены шире более известных. Церия на Земле больше, чем меди, а неодима и лантана больше кобальта или азота[233]. Олово еле входит в пятый десяток, его затмевают такие сравнительно малоизвестные элементы, как празеодим, самарий, гадолиний и диспрозий.

Распространенность имеет мало общего и с легкостью обнаружения. Алюминий — четвертый из самых распространенных на Земле элементов, составляет почти десять процентов того, что у вас под ногами, но о его существовании даже не подозревали, пока он не был открыт в XIX веке Гэмфри Дэви, и долгое время после этого он считался редким драгоценным металлом. Конгресс чуть было не покрыл блестящей алюминиевой фольгой Монумент Вашингтона, дабы показать, какой шикарной преуспевающей страной мы стали, а французская императорская семья в то же самое время отказалась от парадного столового серебра, заменив его алюминиевым сервизом. Держаться на острие моды приходится даже ценой тупых ножей.

Распространенность также не обязательно имеет отношение к важности элемента. Углерод лишь пятнадцатый по распространенности элемент, на него приходятся весьма скромные 0,048 % земной коры[234], но без него мы бы пропали. Атом углерода бесстыдно неразборчив в связях. Подобно доступной каждому девице атомного мира, он цепляется ко множеству других атомов (включая себе подобных) и крепко держит, образуя на молекулярном уровне прочные цепочки, какие водят танцующие в веселом южно-американском конга, — тот самый трюк природы, без которого не обойтись при создании белков и ДНК. Как пишет Пол Дэвис: «Если бы не углерод, жизнь, какую мы знаем, была бы невозможна. Вероятно, была бы невозможна жизнь любого рода». И тем не менее углерода не так уж много даже в нас, крайне от него зависящих. Из каждых двухсот атомов в вашем теле 126 — атомы водорода, 51 — кислорода и только 19 — углерода*.

---

* (Из остальных четырех 3 атома азота, а оставшийся атом делится между всеми остальными элементами.)

Другие элементы важны не для сотворения жизни, а для ее поддержания. Железо требуется для производства гемоглобина, без которого мы бы погибли. Кобальт необходим для образования витамина В₁₂. Калий и совсем немножко натрия без преувеличения полезны для ваших нервов. Молибден, марганец и ванадий благотворны для ферментов. Цинк — хвала ему — окисляет алкоголь.

Мы эволюционировали таким образом, чтобы использовать эти вещества или переносить их присутствие — иначе мы вряд ли могли оказаться здесь, но, несмотря на это, мы можем существовать лишь в очень узких рамках допустимого. Для всех нас жизненно важен селен, но примите его чуточку больше, и это станет последним делом вашей жизни. Потребность организма в определенных элементах или степень их переносимости унаследованы в ходе его эволюции. Овцы и крупный рогатый скот ныне пасутся бок о бок, но, по существу, у них очень разные потребности в минералах. Нынешнему крупному скоту требуется довольно значительное количество меди, потому что они развивались в районах Европы и Африки, для которых было характерно обилие меди. Овцы, с другой стороны, развивались в бедных медью областях Малой Азии. Вполне естественно, что наша переносимость элементов, как правило, прямо пропорциональна их распространению в земной коре. Мы эволюционировали в расчете на небольшие количества редких элементов, которые накапливаются в мясной или растительной пище, которую мы потребляем, а иногда потребность в этих элементах является критической. Но стоит увеличить дозу, в ряде случаев совсем незначительно, и скоро мы можем перейти безопасный порог. Многое здесь еще не до конца понятно. Никто, например, не знает, нужно ли для нашего здоровья едва заметное количество мышьяка. Некоторые авторитеты утверждают, что нужно; другие — нет. Что известно определенно, так это то, что слишком большое его количество вас убьет.

Свойства элементов становятся еще более удивительными, если их соединить. Например, кислород и водород — два из находящихся под рукой самых легко воспламеняющихся элемента, но объедините их — и вы получите невоспламеняемую воду*.

---

* (Сам кислород не является воспламеняющимся; он лишь способствует воспламенению других предметов. Это даже хорошо, потому что, если бы кислород был воспламеняющимся, каждый раз, когда вы зажигали бы спичку, вас бы охватывало пламенем окружающего воздуха. С другой стороны, газообразный водород чрезвычайно огнеопасен, как наглядно показал несчастный случай с дирижаблем «Гинденбург», когда 6 мая 1937 года в Лейкхерсте, штат Нью-Джерси, водород, которым он был наполнен, полыхнул пламенем, унеся жизни 36 человек.)

Еще более необычным является соединение натрия, одного из самых химически активных элементов, и хлора, одного из наиболее токсичных. Бросьте кусочек чистого натрия в обычную воду и получится взрыв, достаточно сильный, чтобы убить вас. Хлор еще более опасен. Хотя в слабых концентрациях его используют для уничтожения микроорганизмов (это как раз хлором пахнет отбеливатель), в больших количествах он смертелен. В Первую мировую войну именно хлор был избран составной частью многих отравляющих газов. И как могут засвидетельствовать многие пловцы с покрасневшими глазами, даже очень слабый его раствор неблагоприятен для человеческого организма. Но соедините эти два опасных элемента, и что вы получите? Хлористый натрий — обыкновенную поваренную соль.

Как правило, если элемент не проникает в наш организм естественным путем — скажем, если он нерастворим в воде, — мы будем плохо его переносить. Свинец для нас ядовит, потому что мы никогда не подвергались его воздействию, пока не стали делать из него посуду и водопроводные трубы. (Не случайно химический символ свинца — РЬ, от латинского слова plumbum, означающего водопроводное дело). Римляне, кроме того, придавали свинцом пикантный вкус вину, что, возможно, отчасти послужило причиной того, что римляне теперь не те. Как мы видели, наши отношения со свинцом (не говоря уж о ртути, кадмии и всех других промышленных загрязнителях, дозы которых мы регулярно получаем) не оставляют много места для самодовольства. Ну а к тем элементам, которые не встречаются на Земле в естественном виде, у нас не выработано никакой переносимости, так что им свойственно быть для нас чрезвычайно токсичными, как, скажем, плутоний. Наша переносимость плутония равна 0: ни при каком уровне вам не захочется быть рядом.

Я так долго распространялся об этом, чтобы донести до вас одну небольшую истину: Земля выглядит такой чудесно приспособленной для нас в значительной мере потому, что мы на ней развивались и приспосабливались к ее условиям. Мы восхищаемся и удивляемся не тому, что она пригодна для жизни, а тому, как хорошо она подходит к нашей жизни, — а этому вряд ли стоит удивляться. Возможно, многое из того, что создает нам замечательные условия — Солнце нужных размеров, преданная нам Луна, дружелюбный углерод, невпроворот расплавленной магмы и все прочее, — представляется великолепным, потому что мы возникли именно в таких условиях. Никто не сможет ответить на этот вопрос.

Другие миры, возможно, служат убежищем существам, которые радуются серебристым озерам ртути и плывущим в небе аммиачным облакам. Обитатели, возможно, гордятся, что их планета не трясет их из-за бессмысленно трущихся друг о друга плит и не изрыгает на окрестности грязные потоки лавы, а постоянно находится в безмятежном, никакой тебе тектоники, покое. Далекие гости Земли почти наверняка были бы поражены, обнаружив, что мы обитаем в атмосфере, состоящей из азота, газа, упрямо не желающего вступать в какие-либо реакции, и кислорода, настолько пристрастного к горению, что нам приходится повсюду держать пожарные команды, дабы предохранить себя от его веселеньких последствий. Но даже если наши гости дышат кислородом, ходят на двух ногах, любят гулять по магазинам и смотреть кино, вряд ли они сочтут Землю идеальным местом. Мы даже не сможем угостить их обедом, потому что наша пища содержит следы марганца, селена, цинка и частицы других элементов, часть из которых окажутся для них ядовитыми. Земля может вовсе не показаться им сказочным местом.

Физик Ричард Фейнман любил шутить по поводу апостериорных выводов — логического хода мысли от уже известных фактов к возможным причинам. «Знаешь, со мною ночью случилась поразительная вещь, — рассказывал он. — Я видел во сне машину с номером ARW 357. Можешь себе представить? Какова вероятность увидеть именно этой ночью из множества миллионов номеров машин именно этот номер? Поразительно!» Он, конечно, имел в виду, как легко изобразить любую тривиальную ситуацию как нечто необыкновенное, если придавать ей судьбоносное значение.

Так что, возможно, что явления и обстоятельства, которые привели к возникновению жизни на Земле, не так уж необычайны, как нам нравится думать. И все же они были достаточно необычными. Бесспорно одно: им придется оставаться такими, как есть, пока мы не подыщем чего-нибудь получше.

Спасибо Всевышнему за атмосферу. Она держит нас в тепле. Без нее Земля была бы безжизненным ледяным шаром со средней температурой -50 °C. Кроме того, атмосфера поглощает подлетающие рои космических лучей, заряженные частицы, ультрафиолетовое излучение и тому подобное. В целом газовая толща атмосферы равноценна 4,5 метрам защитной стены из бетона, и, не будь ее, эти невидимые гости из космоса пронзали бы нас, подобно крошечным кинжалам. Даже дождевые капли колотили бы нас до бесчувствия, не замедляй их падения атмосфера.

Самое поразительное в отношении атмосферы состоит в том, что ее не так уж много. Она простирается до высоты примерно 190 км, что может казаться довольно порядочным, если смотреть с земной поверхности, но если сжать Землю до размеров обычного настольного глобуса, то высота атмосферы не превысит толщины пары слоев лакового покрытия[235].

В научных целях атмосфера подразделяется на четыре неравных слоя: тропосферу, стратосферу, мезосферу и ионосферу (теперь часто называемую термосферой). Тропосфера — это тот слой, который так дорог нам. Только он содержит достаточно тепла и кислорода для нашей жизнедеятельности, хотя даже он быстро становится неблагоприятным для жизни по мере подъема вверх. От уровня земли до высшей точки тропосферы (или «вращающейся сферы») около 16 км на экваторе и не более 10–11 км в умеренных широтах, там, где живет большинство из нас. 80 % массы атмосферы, практически вся вода и тем самым практически все погодные явления ограничены этим тонким, как дымка, слоем. Поистине, между вами и пустотой не так уж много места.

За тропосферой находится стратосфера. Когда на ваших глазах верхушка грозового облака сплющивается в классическую форму наковальни, вы смотрите на границу между тропосферой и стратосферой. Этот невидимый потолок известен как тропопауза. Ее открыл в 1902 году поднимавшийся на воздушном шаре француз Леон Филипп Тейсеран де Бор. «Пауза» здесь означает не кратковременный перерыв, а полное окончание; она от того же греческого корня, что и в слове «менопауза». Даже там, где высота тропосферы максимальная, тропопауза не так уж далека. Скоростной лифт, вроде тех, что работают в современных небоскребах, легко доставил бы вас к ней минут за двадцать, хотя я настоятельно не рекомендовал бы туда ездить. Такой быстрый подъем без поддержания давления в кабине по меньшей мере привел бы к тяжелым отекам головного мозга и легких, опасному избытку жидкости в тканях тела. Когда открылись бы двери смотровой площадки, все находившиеся в лифте почти наверняка были бы мертвы или при смерти. Даже более размеренный подъем сопровождался бы серьезными неудобствами. Температура на высоте 10 км может достигать минус 57 °C, к тому же вы были бы весьма признательны за лишний глоток кислорода.

После того как вы покидаете тропосферу, температура скоро снова повышается примерно до 4 °C, на этот раз благодаря поглощению излучения озоном (тоже открытому де Бором во время своего отважного подъема в 1902 году). Затем, в мезосфере, она резко падает до -90 °C, а потом, в уместно названной, но очень непостоянной термосфере, где температура между днем и ночью может колебаться в пределах 500 °C, взлетает до 1500 °C, хотя надо отметить, что «температура» на такой высоте становится до некоторой степени символическим понятием. В действительности температура — это всего лишь мера быстроты движения молекул. На уровне моря воздух наполнен молекулами так плотно, что отдельная молекула может переместиться на совсем крошечное расстояние — если быть точным, на одну десятую микрона, — а потом сталкивается с другой. Из-за непрерывных столкновений триллионов молекул происходит очень интенсивный теплообмен. Но на высоте термосферы, 80 км и выше, воздух настолько разрежен, что между любыми двумя молекулами будут в сотни тысяч раз большие расстояния, и они сталкиваются очень редко. Так что хотя каждая из молекул очень быстрая, между ними мало взаимодействия и тем самым незначительная теплопередача. Это хорошо для спутников и космических кораблей, потому что при более эффективном теплообмене любой рукотворный предмет, вращающийся на этом уровне, был бы сразу объят пламенем[236].

Но даже при этом космические корабли в верхней атмосфере должны управляться с осторожностью, особенно при возвращении на Землю, как это показала в феврале 2003 года трагедия с космическим челноком «Колумбия». Хотя атмосфера и представляется очень тонкой, если корабль спускается под слишком большим углом — более 6 градусов — или слишком быстро, он столкнется с таким количеством молекул, что их сопротивление приведет к воспламенению[237]. И наоборот, если спускающийся корабль войдет в стратосферу под слишком малым углом, он вполне может отскочить в космос, подобно прыгающему по воде камешку.

Но вам нет нужды рисковать, отправляясь на край атмосферы, чтобы лишний раз вспомнить о том, какими отчаянно цепляющимися за землю существами мы являемся. Как известно каждому пожившему в горном городке, ваш организм начинает протестовать при подъеме не так уж на много сотен метров над уровнем моря. Даже опытные альпинисты, обладающие преимуществами, которые дает общефизическая и специальная подготовка, а также баллоны с кислородом, на высоте быстро становятся подвержены тошноте, усталости, обморожениям, потере ориентации, страдают от переохлаждения, мигреней, утраты аппетита и многих других функциональных расстройств. Сотней убедительных способов человеческий организм напоминает своему хозяину, что он не приспособлен действовать так высоко над уровнем моря.

«Даже при самой благоприятной обстановке, — писал об условиях на вершине Эвереста альпинист Питер Хабелер[238], — каждый шаг на этой высоте требует колоссального усилия воли. Ты должен заставлять себя делать любое движение, например что-нибудь взять. Постоянно одолевает свинцовая, смертельная усталость». В своей книге «Другая сторона Эвереста» английский альпинист и кинорежиссер Мэтт Дикинсон рассказывает, как Говард Сомервелл[239] во время экспедиции на Эверест в 1924 году «почувствовал, что задыхается насмерть из-за оторвавшегося и застрявшего в дыхательном горле кусочка собственной плоти». Огромным усилием Сомервеллу удалось откашлять закупоривший горло кусок. Оказалось, что это «просто фрагмент слизистой его собственной гортани».

Физические страдания особенно тяжелы начиная с высоты 7500 м — уровня, известного среди альпинистов как Зона Смерти, но многие тяжело переносят уже высоту более 4500 м и даже могут опасно заболеть. Такая чувствительность имеет мало отношения к тренированности. Порой бабули резво скачут по высоченным горкам, тогда как их крепкие отпрыски беспомощно стонут, лежа пластом, пока их не спустят пониже.

Считается, что абсолютный предел высоты, на которой еще возможно постоянное пребывание человека, — примерно 5500 м, но даже люди, прошедшие специальную высотную подготовку, могут не переносить подолгу такие высоты. В книге «Жизнь в экстремальных условиях» Фрэнсис Эшкрофт отмечает, что серные рудники в Андах находятся на высоте 5800 м, но горняки предпочитают каждый вечер спускаться на 460 м и на следующий день снова подниматься наверх, вместо того чтобы постоянно жить на той высоте. У коренных обитателей высокогорья за тысячелетия зачастую развиваются непропорционально большие грудная клетка и легкие и почти на треть возрастает концентрация переносящих кислород красных кровяных клеток, хотя существует предел их концентрации, ибо кровь может стать слишком густой, чтобы свободно течь по сосудам. Кроме того, на высоте больше 5500 м даже самые адаптированные женщины из-за нехватки кислорода не могут до конца выносить плод.

Когда в 1780-х годах в Европе начались экспериментальные подъемы на воздушных шарах, воздухоплавателей удивило, что с высотой становилось заметно холоднее. Казалось бы, логика подсказывает, что чем ближе к источнику тепла, тем должно быть теплее. Ответ частично состоит в том, что вы, по существу, не приближаетесь к Солнцу. Солнце находится в 150 млн км. Приблизиться к нему на несколько сотен метров — это все равно что, находясь в Огайо, сделать шаг в сторону лесного пожара в Австралии и ожидать, что почувствуешь запах дыма. Ответ снова возвращает нас к проблеме плотности молекул в атмосфере. Солнечные лучи возбуждают атомы. Те при столкновениях выделяют полученную энергию, что и приводит к повышению температуры. Когда в летний день вы чувствуете, как солнышко пригревает спину, на самом деле это дают о себе знать возбужденные атомы. Чем выше вы поднимаетесь, тем меньше остается молекул и тем реже между ними происходят столкновения. Воздух — обманчивая штука. Мы склонны думать, что даже на уровне моря он абсолютно бесплотный и почти невесомый. На самом деле он обладает внушительной массой, и эта масса часто себя проявляет. Океанограф Уайвилль Томсон[240] более века назад писал: «Просыпаясь утром, мы иногда узнаем, что показатель барометра поднялся на дюйм, что за ночь на нас потихоньку взвалили почти полтонны, однако не испытываем неудобства, а скорее встаем бодрыми и веселыми, потому что в более плотной среде организму требуется сравнительно меньше усилий для движения»[241]. Ваше тело не оказывается раздавленным лишней половиной тонны по той же причине, что и глубоко под водой: оно в основном состоит из несжимаемых жидкостей, которые давят обратно, уравнивая давление снаружи и изнутри.

Но приведите воздух в движение, будь то ураган или даже свежий ветер, и он скоро напомнит вам, что обладает значительной массой. Всего вокруг нас около 5200 млн тонн воздуха — по 10 млн тонн на каждый квадратный километр планеты — не такая уж незначительная величина. Когда миллионы тонн атмосферы устремляются со скоростью 50–60 км/ч, вряд ли кого удивит, что ломаются сучья и слетает с крыш черепица. Как отмечает Антони Смит[242], типичный атмосферный фронт может состоять из 750 млн тонн холодного воздуха, прижатых миллиардом тонн более теплого. Стоит ли удивляться, что метеорологические последствия порой захватывают воображение.

В мире у нас над головами, безусловно, не наблюдается недостатка энергии. Подсчитано, что одна гроза может заключать в себе количество энергии, эквивалентное количеству электроэнергии, потребляемому всеми Соединенными Штатами в течение четырех дней[243]. В подходящих условиях грозовые облака могут возвышаться на 10–15 км, скорость восходящих и нисходящих токов внутри них превышает 150 км/ч. Часто они расположены рядом, потому пилоты и не хотят летать сквозь них. В ходе этого внутреннего брожения находящиеся в облаке частицы заряжаются электричеством. По не совсем еще понятным причинам более легким частицам свойственно нести положительные заряды и подниматься воздушными потоками в верхние слои. Более тяжелые частицы удерживаются у основания, накапливая отрицательные заряды. Эти отрицательно заряженные частицы неудержимо тянет к положительно заряженной Земле, и остается лишь пожелать удачи всему тому, что окажется у них на пути. Молния летит со скоростью 4 млн км/ч[244] и может нагреть окружающий воздух до весьма бодрящей температуры в 25 тысяч градусов Цельсия, в несколько раз жарче, чем на поверхности Солнца. В любой момент на земном шаре происходит в среднем 1800 гроз — около 40 тыс в день. По всей планете днем и ночью каждую секунду в землю ударяет сотня молний. Небо — довольно оживленное место.

Значительная часть наших знаний о том, что происходит там, наверху, получена на удивление недавно. Струйные течения, обычно отмечаемые на высоте 9-11 тысяч метров, способны достигать скорости 300 км/ч и в огромной степени влиять на состояние погоды целых материков, а ведь об их существовании не подозревали, пока летчики не стали залетать в них во время Второй мировой войны. Даже теперь о многих атмосферных явлениях существует весьма приблизительное представление. Время от времени в полеты самолетов вносит оживление вид волнового движения, известного в обиходе как турбулентность при ясном небе. Два десятка таких происшествий в год — достаточно серьезное дело, чтобы о нем сообщить. Эти случаи не связаны ни со строением облаков и ни с чем-либо другим, что можно обнаружить визуально или с помощью радаров. Это просто зоны внезапной турбулентности среди безмятежно спокойного неба. В одном таком случае самолет, летевший в тихую погоду из Сингапура в Сидней над центральной Австралией, вдруг упал на 90 м — достаточно, чтобы не пристегнутых к креслам пассажиров подбросило к потолку. Пострадало двенадцать человек, один серьезно. Никто не знает, что служит причиной таких опасных для целостности корабля воздушных ям.

Процесс, в результате которого воздух перемещается в атмосфере, аналогичен тому, что движет внутренним механизмом планеты, это — конвекция. В экваториальных широтах влажный теплый воздух поднимается вверх, пока не встречает препятствие в виде тропопаузы и затем распространяется вширь. Удаляясь от экватора, он остывает и опускается вниз. Достигнув нижней точки, часть воздуха стремится к областям низкого давления и, завершая кругооборот, поворачивает к экватору.

На экваторе конвекционный процесс обычно стабилен и погода, как и следует ожидать, солнечная и ясная, но вот в умеренных поясах характер погоды в большей мере определяется сезоном, местонахождением и просто случайными факторами, что приводит к бесконечному противоборству воздушных систем высокого и низкого давления. Системы низкого давления создаются поднимающимся воздухом, который уносит в небо молекулы воды, образуя облака и в конечном счете вызывая дождь. Теплый воздух может содержать больше влаги, чем холодный, потому тропические и летние ливни бывают самыми обильными. Таким образом, областям низкого давления свойственна облачная, дождливая погода, а области высокого давления несут ясные солнечные дни. Когда же обе эти системы встречаются, это часто бывает заметно по облакам. Например, слоистые облака — те самые неприятные скучные, облегающие все небо, — возникают, когда насыщенным влагой восходящим воздушным потокам не хватает сил, чтобы пробиться сквозь находящийся выше слой более плотного воздуха, и они расползаются вширь, как дым по потолку. В самом деле, если вы как-нибудь понаблюдаете за курильщиком, проследите за поднимающейся кверху в неподвижном воздухе струйкой дыма, то хорошо представите, как это происходит. Сначала дым поднимается прямо вверх (это называется ламинарным течением, запомните это слово, если хотите произвести на кого-нибудь впечатление), а затем расстилается широким волнистым слоем. Самый мощный компьютер в мире, самым тщательным образом контролирующий окружающую среду, не сможет точно предсказать, какую форму примут эти завитки дыма, так что можете представить себе трудности, стоящие перед метеорологами, когда они пытаются предсказать такие движения в кружащемся, продуваемом ветром полномасштабном мире.

Что мы знаем наверняка, так это то, что, поскольку солнечное тепло распределяется неравномерно, на планете возникает разница в атмосферном давлении. Воздух не может этого терпеть и поэтому мечется из стороны в сторону, пытаясь всюду уравнять положение вещей. Ветер — это попросту способ, которым воздух пытается поддерживать равновесие. Воздух всегда перетекает из областей высокого давления в области низкого давления (как и следует ожидать; представьте что-либо наполненное воздухом — воздушный шар, или пневматический баллон, или самолет с выбитым иллюминатором — и вспомните, как настойчиво сжатый воздух стремится вырваться наружу), и чем больше разница в давлении, тем сильнее ветер.

Между прочим, ветер набирает силу заметно быстрее, чем растет его скорость, например, при скорости 300 км/ч он не просто в десять, а в сто раз сильнее ветра скоростью 30 км/ч — и потому значительно разрушительнее. Добавьте к этому эффекту несколько миллионов тонн воздуха, и результат может получиться весьма внушительный. Тропический циклон за двадцать четыре часа способен высвободить столько энергии, сколько потребляет за год богатая страна средних размеров, такая как Англия или Франция.

О стремлении атмосферы к равновесию первым высказался Эдмонд Галлей — он поспевал всюду, — а в восемнадцатом веке эту идею последовательно развил его соотечественник Бритон Джордж Хэдли, обнаруживший, что восходящие и нисходящие токи воздуха имеют свойство создавать «ячейки» (с тех пор известные как «ячейки Хэдли»). Будучи юристом по профессии, Хэдли в то же время живо интересовался погодой (в конце концов, он же был англичанином), кроме того, он предположил наличие связи между своими ячейками, вращением Земли и наблюдаемыми отклонениями воздушных потоков, которые порождают пассаты. Однако детали этих процессов объяснил в 1835 году профессор механики Высшей политехнической школы в Париже Гюстав-Гаспар Кориолис, и теперь мы ныне называем это явление эффектом Кориолиса[245]. (Другим достижением Кориолиса в Школе было внедрение водяных охладителей, которые, по-видимому, до сих пор известны там как кориосы). На экваторе Земля вращается с порядочной скоростью 1675 км/ч, хотя по мере приближения к полюсам скорость значительно падает; например в Лондоне и Париже около тысячи км/ч. Если вдуматься, объяснение самоочевидно. Когда вы находитесь на экваторе, вращающейся Земле приходится за сутки переносить вас на весьма значительное расстояние — около 40 тыс. км, прежде чем вы вернетесь на исходное место, тогда как, стоя у полюса, вам может потребоваться всего лишь несколько метров, чтобы совершить полный оборот; хотя в обоих случаях на возврат в точку отправления потребуется 24 часа. Отсюда следует, что чем ближе к экватору, тем быстрее приходится вращаться.

Эффект Кориолиса объясняет, почему все, что движется в воздухе по прямой линии вбок от направления вращения Земли, отклоняется вправо в Северном полушарии и влево в Южном. Все дело в том, что под нами поворачивается Земля. Классический пример: представьте, что вы стоите в центре большой карусели и кидаете мяч кому-нибудь, находящемуся на краю. Когда мяч долетит до края, тот, кому вы его кидали, продвинется вперед, и мяч пролетит позади него. В его глазах это будет выглядеть так, будто мяч отклонился в сторону. Это и есть эффект Кориолиса, и именно он заставляет тропические циклоны крутиться волчком. Сила Кориолиса объясняет, почему при стрельбе из корабельных орудий делается поправка влево или вправо; иначе снаряд, летящий на 25 км, отклонится примерно на 100 м и безобидно плюхнется в море.

Принимая во внимание практическую и психологическую важность погоды почти для каждого из нас, удивительно, что метеорология не существовала как наука до самого начала XIX века (правда, сам термин «метеорология» существует с 1626 года, когда его употребил Т. Грейнджер[246] в книге о логике).

Проблема отчасти заключалась в том, что для получения удовлетворительных результатов в метеорологии нужны точные измерения температуры, а термометры долгое время было изготовлять труднее, чем можно подумать. Для получения точных показаний требовалось проделать в стеклянной трубке очень ровное отверстие, а это было нелегко. Первым, кто решил эту задачу, был голландский инструментальный мастер Габриель Даниель Фаренгейт. В 1717 году он изготовил точный термометр. Правда, по непонятным причинам он градуировал прибор таким образом, что тот обозначал точку замерзания 32 градусами, а точку кипения 212 градусами[247]. Эта числовая эксцентричность с самого начала создавала известные неудобства, и в 1742 году шведский астроном Андере Цельсий придумал конкурирующую шкалу. Как бы в доказательство того, что изобретатели редко делают все абсолютно правильно, Цельсий принял точку кипения за нуль, а точку замерзания за 100 градусов. Правда, вскоре их поменяли местами.

Чаще всего отцом современной метеорологии называют английского фармацевта Люка Хоуарда, получившего известность в начале XIX века. Сегодня о нем главным образом помнят в связи с тем, что в 1803 году он дал названия типам облаков. Хотя Хоуард был активным и уважаемым членом Линнеевского общества и применял принципы Линнея в своей новой системе, в качестве форума для сообщения о своей новой классификации он выбрал менее известное Аскезианское общество. (Вы, возможно, вспомните по одной из предыдущих глав, что члены его предавались необычным удовольствиям от вдыхания закиси азота, так что нам лишь остается надеяться, что там отнеслись к сообщению Хоуарда с незамутненным вниманием, как оно того заслуживало. В этом вопросе его биографы хранят странное молчание).

Хоуард разделил облака на три группы: слоистые для облаков, стелющихся на определенной высоте, кучевые для пушистых облаков и перистые для высоких неплотных образований, обычно предвещающих похолодание. К ним он впоследствии добавил четвертое название — дождевые. Прелесть системы Хоуарда в том, что можно свободно объединять основные компоненты, получая описание проплывающих облаков любых очертаний и размеров — слоисто-кучевых, перисто-слоистых, кучево-дождевых и так далее. Она сразу приобрела огромный успех, и не только в Англии. Система настолько захватила Гете, что он посвятил Хоуарду четыре стихотворения.

С годами система Хоуарда значительно пополнилась; настолько, что всеобъемлющий, хотя и мало читаемый «Международный атлас облаков» вырос до двух томов, но интересно, что практически все послехоуардовские типы облаков — например, мамматусы, пилеусы, небулосисы, списсатусы, флоккулы, медиокрисы — никогда не имели смысла для тех, кто не связан с метеорологией, да и в среде метеорологов, как мне говорили, они не слишком много значат. Кстати, в первом, значительно более тонком издании этого атласа, вышедшем в свет в 1896 году, облака подразделялись на десять основных типов, среди которых самые пухлые и мягкие, как подушка, — кучево-дождевые — числились под номером 9*. Видимо, отсюда и пошло английское выражение «быть на девятом облаке».

---

* (Если вас когда-нибудь удивляло, до чего изумительно резко очерчены края кучевых облаков, при том, что другие облака гораздо более расплывчаты, объяснение состоит в том, что налицо резко выраженная граница между влажной внутренностью кучевого облака и сухим воздухом снаружи. Любая молекула воды, которая выходит за край облака, тут же уносится сухим наружным воздухом, позволяя облаку сохранить четкий край. Расположенные намного выше перистые облака содержат кристаллики льда, зона между их краем и наружным воздухом не так ясно выражена, поэтому их края более расплывчаты.)

При всей мощи и неистовстве редких грозовых облаков обычное облако вообще-то кроткое и удивительно бесплотное существо. Пушистое летнее кучевое облако шириной несколько сотен метров может содержать не больше 100–150 литров воды — «достаточно, чтобы наполнить ванну», как заметил Джеймс Трефил. Некоторое представление о бесплотности облаков можно получить, побродив в тумане, который в конечном счете есть не более чем облако, которому не хватает желания взлететь. Снова процитируем Трефила: «Пройдя сотню метров сквозь обычный туман, вы соприкоснетесь лишь с половиной кубического дюйма воды[248] — не хватит даже на хороший глоток». Так что облака не являются существенными резервуарами воды. В каждый данный момент над нами проплывает всего лишь около 0,035 % имеющейся на Земле пресной воды.

В зависимости от того, куда упадет молекула воды, ее дальнейшая судьба может сложиться по-разному. Если она опустится на плодородную почву, то ее усвоят растения, и не более чем через несколько часов или дней она снова испарится. Но если она найдет путь к грунтовой воде, то может не увидать солнца много лет — тысячи лет, если проникнет по-настоящему глубоко. Когда вы глядите на озеро, то видите скопление молекул, находящихся там около десяти лет. В океане же, как считают, длительность их пребывания исчисляется примерно сотней лет. В целом приблизительно 60 % падающих с дождем молекул воды возвращается в атмосферу в течение одного-двух дней. Испарившись, они проводят на небе около недели — Драри[249] говорит, 12 дней, — прежде чем снова выпасть в виде дождя.

Испарение — скоротечный процесс, как вы можете легко оценить по участи лужицы в летний день. Даже такой большой водоем, как Средиземное море, может высохнуть, скажем, за тысячу лет, если его постоянно не пополнять. Такое явление имело место чуть менее 6 млн лет назад и привело к тому, что в науке называют Мессинским кризисом солености. А случилось то, что материковые подвижки перекрыли Гибралтарский пролив. По мере высыхания Средиземного моря его испарения выпадали в виде пресноводного дождя в другие моря, слегка уменьшая их соленость, и в результате они стали замерзать на больших, чем обычно, пространствах. Расширившаяся поверхность льда отражала больше солнечного тепла, тем самым отбрасывая Землю в ледниковый период. Так, по крайней мере, гласит теория.

О чем можно говорить с полной определенностью, так это о том, что незначительные изменения в геодинамике могут иметь последствия, которые невозможно вообразить. Одно из таких событий, как мы увидим чуть ниже, возможно, привело к нашему возникновению.

Подлинной движущей силой, определяющей состояние поверхности планеты, служат океаны. Метеорологи на деле все больше рассматривают океаны и атмосферу как единую систему, и потому мы должны сейчас уделить им немного внимания. Вода чудесно удерживает и передает тепло, притом в огромных количествах. Гольфстрим ежедневно переносит в Европу количество тепла, эквивалентное мировой добыче угля за десять лет, поэтому в Англии и Ирландии мягкие по сравнению с Канадой и Россией зимы. Но вода также медленно нагревается, поэтому в озерах и плавательных бассейнах вода холодна даже в самые жаркие дни. По этой же причине, судя по нашим ощущениям, времена года наступают с некоторым запозданием по сравнению с их официальным, астрономическим началом. В Северном полушарии весна официально начинается в марте, но в большинстве мест ощущение весны приходит самое раннее в апреле[250].

Океаны не являются единой однородной массой воды. Различия в их температуре, солености, глубине, плотности и так далее очень сильно влияют на перенос тепла, что, в свою очередь, сказывается на климате. Атлантический океан, например, солонее Тихого, что, кстати, неплохо. Чем солонее вода, тем она плотнее, а плотная вода опускается в глубину. Без дополнительного соляного бремени атлантические течения уходили бы в Арктику, обогревая Северный полюс, не лишая благотворного тепла Европу. Основным фактором переноса тепла на Земле является так называемая термосолевая циркуляция, берущая начало в медленных глубинных течениях далеко от поверхности — процессе, впервые открытом в 1797 году ученым и искателем приключений графом фон Румфордом*.

---

* (Кажется, этот термин в понимании разных людей означает целый ряд явлений. В ноябре 2002 года Карл Вунш из Массачусетского технологического института опубликовал в журнале Science доклад «Что такое термосолевая циркуляция?», в котором он отметил, что это выражение используется в ведущих журналах, дабы обозначать по крайней мере семь различных явлений (глубоководную циркуляцию, глубже 6000 метров; циркуляцию, порождаемую различиями в плотности; «меридиональную опрокидывающую циркуляцию массы» итак далее) — впрочем, все они имеют отношение к океанической циркуляции и переносу тепла в том предусмотрительно неопределенном и широком смысле, который я здесь имею в виду.)

Происходит следующее: поверхностные воды по мере приближения к Европе становятся плотнее, опускаются на большую глубину и начинают медленный обратный путь в Южное полушарие. Достигнув Антарктики, они подхватываются антарктическим циркумполярным течением и переносятся в Тихий океан. Движение это очень медленное — чтобы воде из Северной Атлантики попасть в середину Тихого океана, может потребоваться полторы тысячи лет, — однако объемы перемещаемого тепла и воды очень значительны и их влияние на климат огромно.

(Ответ на вопрос, как вообще можно определить, сколько времени потребуется капле воды, чтобы попасть из одного океана в другой, состоит в том, что ученые могут измерять содержание растворенных в воде соединений вроде хлорфторуглеродов, и на этой основе вычислять, как давно они поступили из воздуха. Сравнивая данные по множеству образцов с различных глубин и из разных мест, можно более или менее точно составить картину перемещения воды).

Термосолевая циркуляция не только переносит тепло, подъемы и опускания водных слоев также способствуют перемешиванию питательных веществ, делая огромные объемы океанов пригодными для обитания рыб и других морских существ. К сожалению, океаническая циркуляция, по-видимому, тоже может оказаться очень чувствительной к изменениям. Согласно результатам компьютерного моделирования даже незначительное снижение содержания соли в океанской воде, например из-за увеличившегося таяния гренландского ледяного щита, может катастрофически нарушить этот кругооборот.

Моря делают для нас еще одно весьма благое дело. Они поглощают огромное количество углерода и надежно держат его под замком. Одна из причуд нашей Солнечной системы состоит в том, что Солнце сегодня горит примерно на 25 % ярче по сравнению с тем временем, когда Солнечная система была молодой. Это должно было бы привести к значительному потеплению на Земле. На деле же, как пишет английский геолог Обри Мэннинг[251], хотя «это колоссальное изменение должно бы стать абсолютно катастрофическим для Земли, оно тем не менее, похоже, едва сказалось на нашем мире».

Так что же сохраняет нашу планету устойчиво прохладной? Жизнь. Триллионы и триллионы крошечных морских организмов, о которых большинство из нас никогда не слыхало — фораминиферы, кокколиты, известковые водоросли, — захватывают атмосферный углерод, попадающий к ним в форме углекислоты, растворенной в каплях дождя, и используют его (в сочетании с другими веществами) для строительства своих крошечных раковин. Надежно связывая углерод в раковинах, они удерживают его от испарения обратно в атмосферу, где он опасно накапливался, играя роль парникового газа. В конечном счете все крошечные фораминиферы, кокколиты и т. п. погибают и падают на морское дно, где спрессовываются в известняк. Когда глядишь на такую ставшую привычной природную достопримечательность, как Белые скалы Дувра в Англии, очень интересно поразмышлять над тем, что они почти целиком состоят из погибших крошечных морских организмов, но еще важнее понять, сколько углерода они в совокупности изъяли. 6-дюймовый кусочек дуврского мела будет заключать в себе намного больше тысячи литров углекислоты, от которой иначе нам не ждать бы добра. Всего в земных породах связано примерно в двадцать тысяч раз больше углерода, чем содержится в атмосфере. В конечном счете большая часть этого известняка попадет в вулканы, углерод вернется в атмосферу и выпадет на Землю с дождем, поэтому все это называется долгосрочным углеродным циклом. Этот процесс занимает очень много времени — для обычного атома углерода приблизительно полмиллиона лет[252], но в отсутствие других возмущений он прекрасно поддерживает постоянство климата.

К несчастью, люди беззаботно нарушают этот цикл, выбрасывая в атмосферу излишний углерод, не обращая внимания, готовы фораминиферы усвоить его или нет. По оценкам, с 1850 года мы выбросили в воздух около 100 млрд тонн лишнего углерода, и эта сумма ежегодно возрастает примерно на 7 млрд тонн. В целом это не так уж много. Природа — главным образом путем извержения вулканов и гниения растений — ежегодно выбрасывает в атмосферу около 200 млрд тонн углекислого газа, почти в 30 раз больше, чем мы со своими автомобилями и заводами. Но достаточно лишь взглянуть на дымку, висящую над нашими городами, над Большим Каньоном и даже иногда над Белыми скалами Дувра, чтобы увидеть, какие изменения вызывает наша деятельность.

По образцам очень старого льда нам известно, что «естественный» уровень содержания углекислого газа в атмосфере, то есть уровень до того, как мы стали увеличивать его в результате промышленной деятельности, составляет 280 частей на миллион. К 1958 году, когда люди в лабораторных халатах стали обращать на него внимание, он возрос до 315 частей на миллион. Сегодня он превышает 360 частей на миллион и растет примерно на четверть процента в год. К концу двадцать первого века он, по прогнозам, возрастет до 560 частей на миллион.

Пока что земным океанам и лесам (которые тоже консервируют много углерода) удается спасать нас от самих себя, но, как говорит Питер Кокс[253] из Британского метеорологического управления, «существует критический порог, за которым естественная биосфера перестает ограждать нас от последствий выбросов и выхлопов и, фактически, начинает их усугублять». В связи с этим есть опасение, что на Земле начнется очень быстрое потепление[254]. Не способные приспособиться, многие деревья и другие растения погибнут, высвобождая свои запасы углерода, тем самым усугубляя проблему. Такие явления время от времени имели место в далеком прошлом даже без участия человека. Хорошая новость состоит в том, что даже в подобном положении природа способна творить чудеса. Почти определенно можно утверждать, что углеродный цикл заявит о себе и вернет Землю в состояние равновесия и благоденствия. Когда такое случилось в прошлый раз, это заняло всего 60 тысяч лет.

Вообразите, что пытаетесь жить в мире с преобладанием дигидрида кислорода, соединения, не имеющего ни вкуса, ни запаха, и с настолько изменчивыми свойствами, что, не будучи, как правило, опасным, в другое время оно неожиданно вызывает быструю смерть. В зависимости от состояния оно может вас ошпарить или заморозить. В присутствии определенных органических молекул образует углеродистые кислоты настолько едкие, что способны лишать деревья листвы и разъедать лица у статуй. В больших количествах, если привести его в движение, оно может бить с таким неистовством, что не выдерживает ни одно человеческое сооружение. Даже для тех, кто научился с ним жить, оно зачастую оказывается смертоносным. Мы называем его водой.

Вода есть повсюду. Картофель состоит из воды на 80 %, корова — на 74 %, бактерия — на 75 %. В помидоре с его 95 % содержится мало чего, кроме воды. Даже люди на 65 % состоят из воды, так что мы больше жидкие, чем твердые, в соотношении почти два к одному. Вода — довольно странная штука. Она не имеет формы и прозрачна, тем не менее нам очень хочется побыть около нее. Она безвкусна, тем не менее нам очень нравится ее вкус. Мы едем в далекие края и платим большие деньги, чтобы поглядеть на нее в солнечном освещении. И хотя мы знаем, что находиться в ней опасно и ежегодно в ней тонут десятки тысяч людей, нам не терпится в ней порезвиться.

Поскольку вода есть повсюду, мы склонны не замечать, какое это необычное вещество. Из того, что мы о ней знаем, почти ничто не дает возможности достоверно предсказывать свойства других жидкостей, и наоборот. Если бы вы ничего не знали о воде и строили свои предположения исходя из свойств химически наиболее близких к ней соединений — особенно гидроселенида и гидросульфида, — то можно было бы ожидать, что она закипит при минус 93 °C и будет газом при комнатной температуре.

Большинство жидкостей при охлаждении сжимается примерно на 10 %. Вода тоже, но только до определенной температуры. Но подойдя вплотную к точке замерзания, она начинает — против всех правил, совершенно невероятным образом — расширяться. После затвердевания она становится почти на десятую часть объемнее, чем была прежде. Из-за этого расширения лед плавает на поверхности воды — «крайне странная причуда», по словам Джона Гриббина[255]. Не обладай он этим великолепным своенравием, лед тонул бы и озера с океанами начинали бы замерзать со дна. Не плавай лед на поверхности, тепло уходило бы из воды, делая ее еще холоднее и порождая еще больше льда. Скоро даже океаны замерзли бы, и почти наверняка очень надолго, если не навсегда, остались бы в таком состоянии, вряд ли благоприятном для того, чтобы взлелеять жизнь. К счастью для нас, вода, видимо, не подозревает о правилах химии и законах физики.

Каждый знает, что химическая формула воды — Н₂0 — означает, что она состоит из одного довольно большого атома кислорода и прикрепленных к нему двух атомов поменьше — водорода. Атомы водорода цепко держатся за своего хозяина — атом кислорода, но, кроме того, время от времени сцепляются с другими молекулами воды. Молекулам воды по природе свойственно как бы вступать в танец друг с другом, ненадолго расходясь, а затем продолжая движение в бесконечной смене партнеров по кадрили, если воспользоваться изысканным сравнением Роберта Кунцига[256]. Стакан с водой, возможно, не выглядит очень оживленным местом, однако каждая молекула в нем меняет партнеров миллиарды раз в секунду. Вот почему молекулы воды держатся вместе, образуя водоемы вроде луж и озер, но в то же время легко расступаются, когда вы, например, ныряете в бассейн с водой. В каждый отдельный момент друг с другом соприкасаются всего лишь 15 % молекул.

И все же в некотором смысле связь эта очень прочная — когда молекулы поднимаются вверх, качаемые насосом, или когда капли остаются на капоте автомашины, демонстрируя необыкновенную решимость держаться вместе с партнерами. По той же причине вода обладает поверхностным натяжением. Находящиеся на поверхности молекулы сильнее притягиваются к подобным себе молекулам под ними и рядом с ними, чем к молекулам воздуха над ними. Это ведет к образованию мембраны, достаточно прочной, чтобы вода выдерживала вес насекомых или прыгающих камешков. По той же причине бывает больно, если, ныряя, плюхнешься животом[257].

Вряд ли стоит подчеркивать, что без воды мы бы пропали. Лишенный воды человеческий организм быстро разваливается. Как говорится в одном описании, в считанные дни губы исчезают, «будто их ампутировали, десны чернеют, нос наполовину усыхает, кожа вокруг глаз стягивается, препятствуя морганию». Из-за чрезвычайной важности воды для нашей жизни легко упустить из виду что вся вода на Земле за самым малым исключением ядовита для нас — смертельно ядовита — из-за растворенных в ней солей.

Для жизни соль нам нужна, но только в очень небольших количествах, а морская вода содержит значительно — примерно в 70 раз — больше соли, чем мы можем без вреда усвоить. В литре обычной морской воды содержится всего 2,5 чайной ложки обыкновенной соли — той, которой мы подсаливаем еду — но значительно большее количество других элементов, соединений и растворенных твердых веществ, которые в собирательном смысле известны как соли. Количественное соотношение этих солей и минералов в наших тканях необыкновенно схоже с составом морской воды — мы потеем и плачем, как заметили Маргулис и Саган[258], морской водой, — но удивительно, что не переносим принимать ее внутрь. Стоит употребить большое количество соли, и скоро обмен веществ будет критически нарушен. Из каждой клетки, как добровольные пожарные, поспешат молекулы воды, чтобы растворить и вывести наружу внезапный выброс соли. Это опасно, поскольку лишает клетки необходимого для их нормального функционирования количества воды. Словом, они обезвоживаются. В экстремальных ситуациях обезвоживание приведет к потере сознания и повреждению головного мозга. А тем временем перегруженные клетки крови переносят соль в почки, которые в конце концов переполняются и перестают работать. Если отказывают почки, мы погибаем. Вот почему мы не пьем морскую воду.

На Земле 1,3 млрд км³ воды, и это все, что у нас есть на будущее. Система замкнута: в сущности говоря, ничего нельзя добавить или отнять. Вода, которую вы пьете, находится здесь, делая свое дело, с младенчества Земли. Океаны достигли нынешних объемов 3,8 млрд лет назад (по крайней мере, приблизительно).

Царство воды, называемое гидросферой, почти целиком океаническое. 97 % всей имеющейся на Земле воды находится в океанах и морях, по большей части в Тихом океане, который один больше всей суши, вместе взятой. Тихий океан в целом содержит чуть больше половины морской воды (51,6 %); Атлантический — 23,6 % и Индийский — 21,2 %, оставляя всем остальным 3,6 %. Средняя глубина океанов составляет 3,86 км, причем Тихий океан в среднем на 300 метров глубже Атлантического и Индийского. 60 % поверхности планеты покрыты океанскими водами глубиной более 1,6 км. По замечанию Филипа Болла, нашу планету лучше называть не Землей, а Водой.

Из 3 % земной воды, которая является пресной, большая часть существует в виде ледников. Лишь самое незначительное количество — 0,36 % — находится в озерах, реках и водоемах, и еще меньшая часть — всего 0,001 % — существует в виде облаков или испарений. Почти 90 % льда планеты находится в Антарктике, а большая часть остального — в Гренландии. Поезжайте на Южный полюс, и там вы будете стоять более чем на 3 км льда, на Северном полюсе его всего лишь метров пять. В одной Антарктике находится 24 млн км³ льда — если весь его растопить, этого хватит, чтобы поднять уровень океана на 75 м. А если вся находящаяся в атмосфере вода равномерно выпадет дождем, то океаны станут глубже лишь на пару сантиметров.

Между прочим, уровень моря — почти целиком номинальное понятие. Океаны и моря вовсе не находятся на одном уровне. Приливы и отливы, ветры, эффект Кориолиса и другие воздействия значительно изменяют уровень воды от океана к океану и даже в пределах океанов. Уровень Тихого океана вдоль западного края примерно на полметра выше вследствие центробежной силы, создаваемой вращением Земли. Так же как вода откатывается в другой конец, словно не желая идти к вам, когда вы тянете на себя таз с водой, вращение Земли в восточном направлении поднимает воду к западному краю океана[259].

Учитывая извечное значение для нас океанов и морей, поразительно, что мир так долго не проявлял к ним научного интереса. Еще в начале XIX века большая часть знаний об океанах основывалась на том, что выбрасывалось на берег или приносилось рыболовными сетями, и почти все написанное строилось скорее на слухах и догадках, чем на материальных свидетельствах. В 1830-х годах английский естествоиспытатель Эдвард Форбс[260] обследовал дно Атлантического океана и Средиземного моря и заявил, что на глубине больше 600 метров в море нет никакой жизни. Это предположение представлялось разумным. На такой глубине нет света, а потому нет растительности, к тому же было известно, что давление воды на такой глубине очень велико. Так что когда в 1860 году с глубины более 3 км подняли для ремонта один из первых трансатлантических телеграфных кабелей и обнаружили, что он густо оброс кораллами, моллюсками и другой живностью, это было нечто вроде сюрприза.

Первое по-настоящему организованное исследование морей было предпринято лишь в 1872 году, когда Британский музей, Королевское общество и Британское правительство направили из Портсмута на бывшем военном судне «Челленджер» совместную экспедицию. Она странствовала по миру три с половиной года, забирая пробы воды, отлавливая сетями рыбу и черпая драгой осадочные породы. Работа, очевидно, была страшно скучной и утомительной. Из штатного состава в 240 ученых и членов экипажа каждый четвертый сбежал с корабля, а восемь человек скончались или сошли с ума — по словам историка Саманты Вайнберг[261], «доведенные до отчаяния годами отупляющей, монотонной работы». Однако они покрыли почти 70 тысяч морских миль, собрали более 4700 образцов новых морских организмов, набрали достаточно сведений для пятидесятитомного доклада (на составление которого ушло 19 лет) и дали миру название новой научной дисциплины — океанографии. Они также обнаружили, посредством измерения глубин, что посреди Атлантического океана, по-видимому, имеются подводные горы, подтолкнув некоторых обозревателей к возбужденным спекуляциям относительно открытия пропавшего материка Атлантиды.

Из-за того, что официальный научный мир по большей части обходил вниманием океаны и моря, рассказать нам о том, что там, внизу, досталось преданным делу — и очень редким — энтузиастам-любителям. Современные глубоководные исследования начинаются в 1930 году с Чарлза Уильяма Биба и Отиса Бартона. Хотя они были равными партнерами, благодаря более яркой личности Биб всегда удостаивался значительно большего внимания в печати. Биб родился в 1877 году в состоятельной нью-йоркской семье, изучал зоологию в Колумбийском университете, потом поступил на работу птицеводом в Нью-Йоркском зоологическом обществе. Когда надоело, решил вести жизнь искателя приключений, и следующие четверть века много странствовал по Азии и Южной Америке в сопровождении привлекательных особ женского пола, которых он изобретательно представлял как «историков и техников» или «помощниц по ихтиологии». Свои старания он подкреплял чередой популярных книжек вроде «Край джунглей» и «Дни в джунглях», правда, помимо них он издал несколько неплохих книг по живой природе и орнитологии.

В середине 1920-х годов во время поездки на Галапагосские острова Биб открыл «прелести зависания в воде», как он называл глубоководное ныряние с аквалангом. Вскоре он объединился с Бартоном, происходившим из еще более состоятельной семьи, также учившимся в Колумбийском университете и также обожавшим приключения. Хотя почти всегда заслуги приписывают Бибу на самом деле первую батисферу (от греческого «глубокий») сконструировал Бартон и вложил в ее постройку 12 тысяч долларов. Это была очень маленькая и по необходимости прочная чугунная камера со стенками толщиной 4 сантиметра с двумя небольшими кварцевыми иллюминаторами толщиной почти 8 сантиметров. Она вмещала двух человек, если те были способны очень тесно уживаться друг с другом. Даже по критериям того времени аппаратура была технически простой. Шар не обладал маневренностью — он просто висел на длинном тросе; система, обеспечивающая дыхание, была самой примитивной: для нейтрализации выдыхаемого углекислого газа они установили открытые жестяные банки с натровой известью, а для поглощения влаги открыли небольшой бочонок с хлоридом кальция, над которым для поддержания химической реакции время от времени помахивали пальмовыми ветвями.

Но маленькая безымянная батисфера делала дело, для которого была предназначена. При первом погружении, в июне 1930 года на Багамах, Бартон и Биб установили мировой рекорд, погрузившись на 183 метра. К 1934 году они отодвинули рекорд до 900 метров, и он продержался до конца Второй мировой войны. Бартон был уверен в безопасности аппарата до глубины 1400 метров, хотя нагрузка на каждый запор, на каждую заклепку ощущалась на слух с каждым метром погружения. На любой глубине это был мужественный, рискованный труд. На глубине 900 метров их маленький иллюминатор подвергался давлению в 3 тонны на квадратный сантиметр. Перейди они границу прочности, смерть на такой глубине была бы мгновенной, о чем Биб не забывал упомянуть в своих многочисленных книгах, статьях и радиопередачах. Однако предметом их главной заботы была корабельная лебедка, удерживающая металлический шар, и две тонны стального каната. Случись что с ней, и двое храбрецов упали бы на морское дно. В таком случае их ничто не могло бы спасти.

Спуски не давали только одного — более или менее значительного количества приличного научного материала. Хотя они сталкивались со многими неведомыми ранее живыми существами, ограниченная видимость и то обстоятельство, что оба акванавта не были подготовленными океанографами, означало, что они часто были не в состоянии достаточно обстоятельно описать полученные данные, как того хотелось бы профессиональным ученым. У шара не было наружного источника света, так что они подносили к иллюминатору 250-ваттную лампочку, но на глубине более 150 метров в воде практически нет света, и поэтому все то, что они надеялись рассмотреть через 8 сантиметров кварца, в не меньшей мере интересовалось ими, находившимися внутри шара. В итоге почти все их результаты сводились к тому, что там, внизу, уйма незнакомых вещей. При одном погружении в 1934 году Биб с испугом разглядел гигантского змея «больше 6 метров длиной и очень толстого». Змей промелькнул очень быстро, словно тень. Что бы это ни было, с тех пор никто ничего подобного не видел. Вот из-за такой неопределенности ученые обычно пренебрегали их отчетами.

После рекордного спуска в 1934 году Биб потерял интерес к этим занятиям и стал искать другие приключения, но Бартон упорно продолжал погружения. Надо отдать ему должное, Биб всегда говорил тем, кто интересовался, что подлинной «головой» в задуманном ими деле являлся Бартон, но Бартон, казалось, был не способен выйти из тени. Правда, он тоже сочинял захватывающие описания своих подводных приключений и даже сыграл главную роль в голливудском фильме «Титаны глубин», показывавшем батисферу и изображавшем множество в значительной мере вымышленных схваток с агрессивным гигантским кальмаром и другими подобными существами. Он даже рекламировал сигареты «Кэмел» («Они не дают мне паниковать»). В 1948 году он наполовину увеличил рекорд глубины, погрузившись на 1370 метров в Тихом океане близ Калифорнии, но мир, кажется, решил его не замечать. Один газетный обозреватель фильма «Титаны глубин» фактически полагал, что главную роль в фильме играл Биб. В наши дни уже хорошо, если кто вообще вспомнит имя Бартона.

Во всяком случае, его вскоре полностью затмили два швейцарца, отец и сын Огюст и Жак Пикары, которые разработали новый вид исследовательского аппарата, названного батискафом (что означало «глубоководное судно»). Получивший имя «Триест», по итальянскому городу, где он строился, новый аппарат самостоятельно маневрировал, правда, в основном в направлении вверх и вниз. Во время одного из первых погружений в начале 1954 года он опустился на глубину более 4 тысяч метров, почти в три раза превысив рекорд Бартона, достигнутый шестью годами раньше. Однако глубоководные погружения требовали значительных расходов, и Пикары постепенно разорялись.

В 1958 году они заключили соглашение с Военно-морскими силами США, которое давало флоту право собственности на оборудование, но оставляло руководство за ними. Располагая теперь значительными средствами, Пикары перестроили аппарат, утолщив стенки почти до 13 см и уменьшив иллюминаторы всего до 5 см в диаметре — чуть больше смотрового глазка. Но теперь аппарат был достаточно прочен, чтобы выдерживать действительно чудовищные давления, и в январе 1960 года Жак Пикар и лейтенант американских ВМС Дон Уолш медленно опустились на дно самого глубокого океанского ущелья, Марианской впадины, в западной части Тихого океана примерно в 400 км от острова Гуам (открытую, к слову сказать, Гарри Гессом с помощью его эхолота). Потребовалось почти четыре часа, чтобы опуститься на 10 918 метров, или почти на 7 миль. Хотя давление на этой глубине приближалось к 11 тоннам на квадратный сантиметр, они с удивлением заметили, что при касании дна вспугнули обитавшую там плоскую рыбу вроде камбалы. У них не было аппаратуры для фотографирования, так что наглядного свидетельства этого явления нет.

После примерно двадцатиминутного пребывания в самой глубокой точке Земли они вернулись на поверхность. Это был единственный случай, когда люди опускались так глубоко.

Спустя 40 лет, естественно, возникает вопрос: почему с тех пор никто туда не возвращался? Начать с того, что против дальнейших погружений решительно выступал вице-адмирал Хайман Дж. Риковер[262], человек темпераментный, волевой и, главное, распоряжавшийся чековой книжкой ведомства. Он считал подводные исследования напрасной тратой средств, говорил, что военно-морской флот это не научно-исследовательский институт. Кроме того, из-за космических полетов и стремления послать человека на Луну этим исследованиям предстояло быть почти полностью свернутыми. Но решающим стало то, что погружение «Триеста» фактически не дало ощутимых результатов. Как много лет спустя заметил один из должностных лиц Военно-морских сил: «Мы не так уж много узнали из погружения, если не считать того, что можем его осуществить. К чему заниматься этим снова?» Короче говоря, такой способ увидеть камбалу был чересчур долгим и дорогим. Как подсчитали, повторение этой прогулки сегодня обошлось бы по меньшей мере в 100 млн долларов.

Когда до исследователей подводных глубин дошло, что Военно-морской флот не намерен продолжать обещанную программу исследований, последовали обиды и протесты. Отчасти для того, чтобы успокоить своих критиков, Военно-морской флот выделил средства для более совершенного погружаемого аппарата, который бы эксплуатировался Океанографическим институтом штата Массачусетс в Вудз Хоул. Он получил название «Элвин» в честь океанографа Эллина Вайна[263] и задумывался как полностью маневренная мини-субмарина, хотя по глубине погружения значительно уступал «Триесту». Возникла лишь одна проблема: конструкторы не могли найти, кто бы взялся его построить. Как писал в книге «Вселенная под нами» Уильям Дж. Броад:[264] «Ни одна крупная компания, вроде «Дженерал дайнэмикс», не желала браться за проект, который ставили под сомнение и Бюро кораблестроения, и адмирал Риковер — боги-покровители военно-морских сил». В конечном, чтобы не сказать невероятном, итоге «Элвин» был построен на заводе компании «Дженерал миллз», где изготовлялось оборудование, производившее зерновые смеси для завтрака.

Что до всего остального, то о нем имеется весьма смутное представление. Вплоть до середины 1950-х годов самые лучшие карты, доступные океанографам, в подавляющем большинстве основывались на немногих нанесенных на них деталях, взятых из спорадических изысканий, относившихся к 1929 году, а по существу, на океане догадок. У Военно-морских сил США имелись отличные морские карты, позволяющие подводным лодкам проходить по ущельям и обходить крутые возвышенности, но они не желали, чтобы эти сведения попали в советские руки, так что сведения оставались засекреченными. Ученым поэтому приходилось довольствоваться отрывочными и устаревшими съемками или полагаться на обнадеживающие предположения. Даже сегодня наши знания об океанском ложе по-прежнему поразительно бедны деталями. Если вы посмотрите на Луну в обыкновенный любительский телескоп, то увидите крупные кратеры — Фракастор, Бланканус, Цах, Планк и многие другие, хорошо известные исследователям Луны; их бы не знали, находись они на дне наших собственных океанов. Карты Марса у нас лучше, чем карты нашего морского дна.

Да и что касается поверхности, исследования порой также носят случайный характер. В 1994 году с корейского грузового судна во время шторма в Тихом океане за борт смыло 34 тысячи хоккейных перчаток. Перчатки выбросило морем повсюду, от Ванкувера до Вьетнама, что помогло океанографам проследить течения точнее, чем когда-либо прежде.

Сегодня «Элвину» почти 40 лет, но он остается главным исследовательским судном. На сегодня нет глубоководных аппаратов, способных опускаться до глубин, близких к Марианской впадине, и в наличии только 5, включая «Элвин», способных достигнуть так называемых абиссальных равнин — океанского дна, охватывающего более половины земной поверхности[265]. Эксплуатация обычного глубоководного аппарата обходится примерно в 250 тысяч долларов в день, так что их вряд ли спускают на воду ради простой прихоти, не говоря уж о выходе в море в надежде случайно наткнуться на что-нибудь, представляющее интерес. Это все равно что получить достоверные сведения о сухопутном мире на основе изысканий 5 парней, отправившихся на поиски на огородных тракторах после наступления темноты. По словам Роберта Кунцига, человечество разглядело, «может быть, миллионную или миллиардную долю того, что скрыто в морской тьме. Возможно, меньше. Возможно, значительно меньше».

Но океанографы — ничто без трудолюбия, и они, располагая ограниченными средствами, сделали ряд важных открытий, включая относящееся к 1977 году одно из важнейших и поразительных открытий XX века в области биологии. В тот год «Элвин» обнаружил у Галапагосских островов участки вокруг донных горячих источников, кишащие крупными живыми существами — трубчатыми червями длиной 3 м, моллюсками размером 30 см, креветками и мидиями в изобилии, извивающимися червями. Все они существовали благодаря огромным колониям бактерий, извлекающих энергию из сульфидов водорода — крайне токсичных для сухопутных существ соединений, которые непрерывно выбрасывались из этих скважин. Существовал мир, не зависевший от солнечного света, кислорода и всего остального, обычно ассоциирующегося с жизнью. Это была жизненная система, основывающаяся не на фотосинтезе, а на хемосинтезе, явлении, которое прежде биологи отвергли бы как нелепость, найдись кто-нибудь с достаточно богатым воображением, чтобы предположить такое.

Из этих скважин выбрасывается огромное количество тепла. Пара дюжин выделяет столько же энергии, сколько вырабатывает крупная электростанция, а перепад температур вокруг них поистине чудовищный. Температура в точке выброса может достигать 400 °C, тогда как в паре метров от нее вода может быть всего на 2–3 градуса выше нуля. Обнаружен один вид червей, живущих на самой грани, где у головы температура воды на 78 °C теплее, чем у хвоста. До этого считалось, что ни один сложный организм не может выжить в воде при температуре выше 54 °C, а здесь налицо было существо, выдерживающее куда более высокую температуру и вдобавок крайне низкую. Это открытие изменило наши представления об условиях, необходимых для жизни.

Оно также дало ответ на одну из величайших загадок океанографии — хотя многие из нас и не представляли, что это загадка, — а именно, почему океаны со временем не становятся солонее. Рискуя высказать прописную истину, повторюсь: в море уйма соли, ее достаточно, чтобы похоронить всю сушу до последнего кусочка под слоем толщиною примерно 150 метров. Сотни лет известно, что реки выносят в море минералы и что эти минералы соединяются в океане с ионами, образуя соли. Пока все ясно. Но озадачивало то, что соленость моря остается стабильной. Ежедневно из океана испаряются миллионы кубометров пресной воды, оставляя там свои соли, так что было бы логично, если бы с годами моря становились все более солеными, а они не солонеют. Что-то выводит из воды столько соли, сколько ее туда попадает. Долгое время никому не удавалось разобраться, что же это такое.

Открытие «Элвином» глубоководных скважин дало ответ. Геофизики поняли, что горячие источники во многом действовали подобно фильтрам в цистерне для живой рыбы. Проникшая в земную кору вода освобождается от соли и впоследствии через горячие источники возвращается обратно. Процесс этот не быстрый — чтобы очистить океан, может потребоваться до десятка миллионов лет, — но если вы не торопитесь, он поразительно эффективен.

Пожалуй, ничто так ясно не свидетельствует о нашей психологической отдаленности от океанских глубин, как то, что сформулированная для океанографов на Международный геофизический год (1957/58) основная цель заключалась в изучении возможности «использования глубин океана для сброса радиоактивных отходов». Представляете, это было не секретное задание, а открытая публичная похвальба. И на деле, хотя и без широкой огласки, до 1957/58 г. сброс радиоактивных отходов с неослабным рвением продолжался уже более десяти лет. Начиная с 1946 года Соединенные Штаты вывозили 55-галлонные бочки с радиоактивным мусором к Фалларонским островам примерно в 50 км от побережья Калифорнии близ Сан-Франциско и там просто бросали за борт.

Все это совершалось страшно небрежно. Бочки по большей части были точно такими, какие ржавеют позади автозаправочных станций или за заводскими воротами, не имели никакой защитной облицовки. Если они не тонули, что было обычным делом, стрелки с военных кораблей решетили их пулями, чтобы вода попала внутрь (и, конечно же, плутоний, уран и стронций выходили наружу). До того как в 1990-х годах сбросы прекратились, Соединенные Штаты выбросили многие сотни тысяч бочек примерно в 50 точках океана — почти 50 тысяч только у Фалларонских островов. Однако Соединенные Штаты никоим образом не были одни. Среди других охотников сбрасывать в море радиоактивные отходы были СССР, Китай, Япония, Новая Зеландия и почти все европейские страны.

А какое воздействие оказало все это на обитателей моря? Ну, мы надеемся, что оно невелико, но, в сущности, об этом нет ни малейшего представления. Мы потрясающе, великолепно, ослепительно невежественны относительно жизни в морских глубинах. Мы поразительно мало знаем даже о самых значительных морских существах, включая самого могучего из них — большого синего кита, создания таких гигантских размеров, что (пользуясь словами Дэвида Аттенборо[266]) «язык его достигает веса слона, сердце размером с автомобиль, а некоторые кровеносные сосуды настолько широки, что в них можно плавать». Это самое огромное животное, которое породила на свет Земля, даже больше самых громадных динозавров. Тем не менее жизнь этих китов в значительной мере остается для нас тайной. Мы не знаем, где они проводят большую часть своей жизни, например куда уходят размножаться и какими путями туда идут. То немногое, что о них известно, почти целиком получено путем подслушивания их пения, но даже оно остается тайной. Синие киты иногда прерывают песню, а потом снова возобновляют ее точно на том же месте полгода спустя. Иногда начинают новую, которую никто из компании раньше не слыхал, но которую все уже знают. О том, как и почему у них это получается, нет даже отдаленного представления. А ведь это животные, которые, чтобы дышать, должны регулярно всплывать на поверхность.

Что касается животных, которым не надо подниматься на поверхность, неизвестность может быть еще более удручающей. Судите сами, что мы знаем о легендарном гигантском кальмаре. Хотя ему далеко до голубого кита, это животное определенно внушительных размеров с глазами с футбольный мяч и щупальцами до 18 метров длиной. Весит он почти тонну и является самым большим на Земле беспозвоночным. Однако ни один ученый — насколько мы знаем, ни один человек, — никогда не видел живого гигантского кальмара. Некоторые зоологи всю жизнь пытались поймать или хотя бы взглянуть на живого гигантского кальмара и всегда терпели неудачу[267]. О гигантских кальмарах, главным образом, знали по выброшенным на берег трупам — особенно, по непонятным причинам, на побережье Южного острова Новой Зеландии. Они должны быть многочисленны, поскольку являются основным предметом питания кашалотов, а кашалотам требуется много еды*.

---

* (Неперевариваемые части гигантского кальмара, особенно клювы, скапливаются в желудках кашалотов в виде вещества, известного как амбра, которое используется как фиксатив в парфюмерии. Когда вы в следующий раз будете пользоваться «Шанель № 5» (предположим, что это ваши духи), то, возможно, пожелаете поразмышлять над тем, что орошаете себя дистиллятом, полученным из переработки тканей невиданного морского чудовища.)

Согласно одной из оценок, возможно, насчитывается 30 млн видов живущих в море животных, причем большинство еще остаются неоткрытыми. Первый намек на то, насколько обильна жизнь в глубинах моря, появился лишь в 1960-х годах с изобретением придонного трала — черпающего устройства, захватывающего живые существа не только около и на поверхности морского дна, но и те, что скрываются в глубине осадочных отложений. Всего за час траления вдоль континентального шельфа на глубине около 1,5 километров океанографы из Вудз Хоул Говард Сэндлер и Роберт Хесслер поймали более 25 тысяч существ — червей, морских звезд, голотурий и т. п., представлявших 365 видов. Даже на глубине почти 5 км они обнаружили около 3700 существ, относившихся почти к 200 видам. Однако драгой захватываются только не слишком шустрые и сообразительные существа, которые не успевают уйти с дороги. В конце 1960-х годов у гидробиолога Джона Айзекса возникла мысль прикреплять к погружаемой съемочной камере наживку, и он обнаружил много других видов, особенно густые скопления извивающихся миксин, схожих с угрями примитивных существ, а также кишащих на мелководьях долгохвостов (макрурусов). Там, где вдруг появляется источник пищи, например, когда на дно опускается туша мертвого кита, было обнаружено 390 видов морских существ, собравшихся на пиршество. Интересно, что многие из этих созданий, как было установлено, приплыли от горячих источников, находящихся на расстоянии до 1600 км. Среди них различные виды моллюсков, которых вряд ли назовешь хорошими путешественниками. Теперь считают, что личинки некоторых существ могут переноситься водой, пока благодаря неизвестным химическим рецепторам они не обнаруживают существование источника пищи и тогда оседают на нее.

Так почему же, если моря столь обширны, мы без труда истощаем их ресурсы? Ну, начать с того, что моря на Земле не одинаково обильны. В целом менее десятой части морей и океанов считаются естественно плодородными. Большинство видов водных организмов предпочитают находиться на мелководье, где есть тепло, свет и обилие органических веществ, которые служат началом пищевой цепи. Коралловые рифы, например, охватывают заметно меньше 1 % океанских просторов, но здесь обитает 25 % морских рыб.

В других местах океаны и моря далеко не так богаты. Возьмите Австралию. С 36 735 км береговой линии и более чем 23 млн км² территориальных вод у ее берегов плещется больше морей, чем у берегов любой другой страны, и, тем не менее, как отмечает Тим Флэннери, она даже не входит в число первых пятидесяти рыболовных стран. Действительно, Австралия является крупным импортером морепродуктов. Это потому, что большая часть австралийских вод, как и большая часть самой Австралии, по существу, представляет собой пустыню. (Достойным внимания исключением служит Большой Барьерный риф у Квинсленда, обильно заселенный и плодородный). Из-за скудости почвы в море выносится мало питательных веществ.

Но даже процветающая жизнь зачастую чрезвычайно чувствительна к нарушениям равновесия. В 1970-х годах австралийские и в меньшей мере новозеландские рыбаки обнаружили косяки малоизвестной рыбы, обитающей на глубине 800 метров на континентальных шельфах их стран. Ее назвали оранжевой рафи (от англ. «шершавый»), она оказалась весьма приятной на вкус и водилась в огромных количествах. Вскоре рыболовные флотилии стали вылавливать до 40 тыс тонн в год. Потом гидробиологи стали делать тревожные открытия. Рафи поразительно долго живут и медленно созревают. Некоторые, возможно, насчитывают 150 лет; любая из рыбок, что вы съели, вполне могла родиться в период правления королевы Виктории. Рафи восприняли этот весьма неторопливый образ жизни из-за того, что вода, в которой они обитают, чрезвычайно бедна кормовыми ресурсами. Ясно, что такого рода популяции не в состоянии выдержать серьезных нарушений равновесия. К несчастью, когда это поняли, запасы уже сильно истощились. Даже при хорошем хозяйствовании для восстановления популяции потребуются десятилетия, если она вообще восстановится.

Правда, в других местах злоупотребления богатствами морей являются скорее злостными, нежели неумышленными. Многие рыбаки обрезают плавники у акул, а самих акул выбрасывают в море умирать. В 1998 году акульи плавники продавались на Дальнем Востоке более чем по 110 долларов за килограмм, а тарелка супа из акульих плавников стоила в Токио 100 долларов. Всемирный фонд охраны дикой природы в 1994 году подсчитал, что ежегодно убивают от 40 до 70 млн акул.

К 1995 году примерно 37 тысяч больших рыболовных судов и около миллиона судов помельче, вместе взятые, вылавливали в морях в 2 раза больше рыбы, чем всего за 25 лет до того. Теперь траулеры порой бывают размером с пассажирский лайнер и тянут за собой сети, в которые вполне поместится дюжина аэробусов. Некоторые из них даже пользуются самолетами для поиска косяков рыбы.

По оценкам, каждая выбранная из моря сеть на четверть содержит «прилов» — рыбу, которую не к чему выгружать на берег, потому что она слишком мелкая, или не того вида, или поймана не в сезон. Как заметил в журнале «Экономист» один обозреватель, «мы все еще живем в Средневековье. Просто забрасываем сеть и смотрим, что вытащили». Ежегодно в море выбрасывается, возможно, до 22 млн тонн такой ненужной рыбы, в основном дохлой. На каждый килограмм добытых креветок уничтожается около четырех килограммов рыбы и других морских существ.

Большие участки дна Северного моря облавливаются подчистую бортовыми траулерами до семи раз в год — такого нарушения равновесия не выдержит ни одна экосистема. По многим оценкам, в Северном море истощены запасы по крайней мере двух третей видов рыб. Не лучше обстоят дела и по ту сторону Атлантики. Когда-то у побережья Новой Англии палтус водился в таком изобилии, что за день с лодок можно было наловить до 10 тонн. Теперь у северо-восточного побережья палтус практически исчез.

Однако ничто не сравнится с судьбой трески. В конце XV века мореплаватель Джованни Кабото[268] обнаружил неимоверное количество трески у берегов Северной Америки, у восточных банок — мелководий, излюбленных придонными рыбами вроде трески. Рыба обитала в таких количествах, изумленно сообщал Кэбот, что матросы черпали ее корзинами. Некоторые из банок были весьма обширные. Банки Джорджес у побережья Массачусетса превосходят по размерам сам штат. Большие банки у острова Ньюфаундленда еще крупнее, и веками они были густо населены треской. Считали, что запасам ее не будет конца. Конечно, все оказалось совсем не так.

К 1960 году количество нерестившейся в Северной Атлантике трески упало, по оценкам, до 1,6 миллиона тонн. А к 1990 году оно снизилось до 22 тысяч тонн. В промысловом отношении трески больше не существует. «Рыбаки, — пишет Марк Курлянски[269] в своем захватывающем повествовании «Треска», — выловили ее всю». Западная Атлантика, возможно, утратила треску навсегда. В 1992 году лов трески на Больших банках прекратился полностью, но к осени 2002 года, согласно отчету в журнале Nature, запасы все еще не показали возвращения к прежнему положению. Курлянски отмечает, что рыбное филе и палочки первоначально изготавливали из трески, затем ее заменили пикшей, потом морским окунем, а в последнее время тихоокеанской сайдой. В наши дни, сухо замечает он, «рыбой» служит «все, что осталось».

Многое из сказанного относится и к целому ряду других морепродуктов. На морских промыслах в Новой Англии у Род-Айленда когда-то было в порядке вещей добывать лангустов весом 9 кг. Иногда они достигали 13 кг. В безопасности лангусты могут жить десятки лет — возможно, до 70 лет — и не перестают расти. Ныне редкие из вылавливаемых лангустов бывают больше килограмма. «Биологи, — по словам «Нью-Йорк таймс», — полагают, что 90 % лангустов вылавливаются в течение года после достижения ими установленных законом минимальных размеров в возрасте примерно 6 лет». Несмотря на снижение уловов, рыбаки Новой Англии по-прежнему пользуются федеральными налоговыми льготами и льготами штатов, поощряющими, а в ряде случаев практически вынуждающими их приобретать более крупные суда и интенсивнее добывать дары моря. Сегодня рыбакам Массачусетса остается ловить отвратительную миксину на которую есть небольшой спрос на Дальнем Востоке, но даже ее количество сокращается.

Мы поразительно невежественны в отношении движущих сил, управляющих жизнью обитателей моря. Если истощенные избыточным ловом участки беднее морскими организмами, чем надо, то в некоторых естественно скудных районах значительно больше живых организмов, чем можно было бы ожидать. В южных морях вокруг Антарктиды содержится лишь около 3 % мировых запасов фитопланктона — казалось бы, слишком мало для поддержания сложной экосистемы, и тем не менее его хватает. Тюлени-крабоеды не относятся к тем видам животных, о которых слыхало большинство из нас, но они, возможно, представляют второй на Земле по численности вид крупных животных после людей. На паковом льду вокруг Антарктиды их может насчитываться до 15 миллионов. Кроме того, там обитают предположительно 2 млн тюленей Уэдделла, по крайней мере 0,5 млн императорских пингвинов и, вероятно, около 4 млн пингвинов Адели.

Все это весьма окольный путь показать, что мы очень мало знаем о самой большой экосистеме Земли. Но, как мы увидим дальше, стоит начать разговор о жизни как таковой, как обнаружится, что мы вообще еще очень многого о ней не знаем, и не в последнюю очередь о том, как она зародилась.

В 1953 году аспирант Чикагского университета Стэнли Миллер взял две колбы — одну, содержавшую немного воды, изображавшую первозданный океан, и другую со смесью метана, аммиака и сероводорода, представлявшую раннюю атмосферу Земли, — соединил их резиновыми трубками и стал пропускать электрические искры, изображавшие молнии. Через несколько дней вода в колбах позеленела и пожелтела, образовав крепкий бульон из аминокислот, жирных кислот, сахаров и других органических соединений. «Если Бог не сделал это именно так, — восхищенно заметил научный руководитель Миллера, нобелевский лауреат Гарольд Юри, — то он упустил хороший шанс».

В прессе того времени проблема представлялась так, будто достаточно кому-нибудь как следует встряхнуть колбы, и оттуда поползут живые существа. Как показало время, все обстоит далеко не так просто. Несмотря на полстолетия дальнейших исследований, мы сегодня не стали ближе к синтезу живых организмов, чем были в 1953 году, — и намного дальше от представлений, что нам это по силам. В настоящее время ученые довольно твердо убеждены, что ранняя атмосфера совсем не походила на ту, что Миллер с Юри приготовили для своего газированного бульона, и, скорее, была гораздо менее химически активной смесью азота и углекислого газа. Повторение опытов Миллера с этими менее удобными составляющими пока позволило получить только одну весьма несложную аминокислоту. Но в любом случае получение аминокислот — это еще не решение проблемы. Проблемой являются белки.

Белки получаются при соединении аминокислот, и их требуется очень много. Никто по-настоящему не знает, сколько, но в организме человека может находиться целый миллион видов белков, и каждый является маленьким чудом. По всем законам вероятности, белки не должны были бы существовать. Чтобы изготовить белок, требуется собрать аминокислоты (которые традиция предписывает мне обязательно назвать здесь «кирпичиками жизни») в определенном порядке, во многом подобно тому, как в определенном порядке собирают буквы, чтобы написать слово. Проблема в том, что слова, записанные аминокислотным алфавитом, зачастую бывают невероятно длинными. Чтобы записать слово «коллаген», название широко распространенного белка, требуется в определенном порядке расположить восемь букв. А чтобы создать коллаген, вам требуется соединить 1055 аминокислот в строго определенной последовательности[270]. Однако — и здесь наступает очевидный, но решающий момент — создаете его не вы. Он создается сам, самопроизвольно, без руководящих указаний. Вот здесь-то и возникают невероятности.

Шансы самосборки молекулы, подобной коллагену, из соединенных в определенной последовательности 1055 элементов, откровенно говоря, равны нулю. Это просто не должно случиться. Чтобы осознать, насколько мало тут шансов на успех, представьте себе обычный игорный автомат типа «однорукий бандит», но значительно расширенный — если быть точным, примерно до 27 м, — чтобы вместить 1055 колес вместо обычных трех-четырех с двадцатью знаками на каждом (по одному на каждую из общеизвестных аминокислот)*.

---

* (Фактически, на Земле известны 22 встречающиеся в природе аминокислоты; возможно, ждут своего открытия и другие, однако 20 из них необходимы для создания нас и большинства других живых существ. Двадцать вторая аминокислота, названная пирролизином, была открыта в 2002 году исследователями из Университета штата Огайо и найдена только в одном виде архей (так называют одну из самых ранних форм животной и растительной жизни, о чем мы поговорим чуть ниже), носящем научное название Methanosarcina barkeri.)

Сколько времени вам придется дергать ручку, прежде чем все 1055 знаков выпадут в нужном порядке? Фактически вечно. Даже если вы сократите число колес до двухсот, что является более обычным количеством аминокислот в белке, вероятность выстраивания всех двухсот в предписанном порядке составит 1 к 10²⁶⁰ (т. е. к единице с 260 нулями), много больше числа всех атомов во Вселенной.

Словом, белки — это очень сложные вещества. Гемоглобин длиною всего в 146 аминокислот, по белковым меркам, — карлик, но и он предоставляет собой одну из 10¹⁹⁰ возможных комбинаций аминокислот, потому химику из Кембриджского университета Максу Перутцу потребовалось 23 года — можно сказать, вся творческая жизнь, — чтобы расшифровать его строение. При случайном протекании процессов создание даже единственного белка должно было бы представляться совершенно невероятным — вроде пронесшегося над кладбищем старых автомобилей смерча, который оставил за собой собранный до последней гайки авиалайнер. Этим красочным сравнением мы обязаны астроному Фреду Хойлу.

Но речь ведь идет о нескольких сотнях тысяч видов белков, возможно, даже о миллионе, каждый из них уникален и каждый, насколько известно, имеет жизненно важное значение для того, чтобы вы были здоровы и счастливы. И это еще только начало. Чтобы от него была польза, белок должен не только соединять аминокислоты в должной последовательности, но и затем, занявшись своего рода химическим оригами, сложиться в строго определенную фигуру, подобно тому, как складывают фигурки из бумаги. Но даже одолев эту конструктивную сложность, белок будет для вас бесполезен, если он не сможет себя воспроизводить, а белки этого не умеют. Для этого требуется ДНК. Молекула ДНК владеет непревзойденным мастерством самовоспроизведения — она копирует себя за считанные секунды, — но не может практически ничего другого. Так что получается парадоксальная ситуация. Белки не могут существовать без ДНК, а ДНК без белков теряет свое назначение. Должны ли мы предположить, что они возникли одновременно ради того, чтобы поддерживать друг друга? Если так — это просто из ряда вон!

И это еще не все. ДНК, белки и другие компоненты жизни не могут благополучно существовать без особого рода оболочки, которая их содержит. Ни один атом или молекула не могут стать живыми сами по себе. Выдерните из своего тела любой атом, и он будет не живее песчинки. Только когда эти разнообразные вещества собираются вместе в питательной среде клетки, они могут принять участие в поразительном танце, называемом жизнью. Без клетки они не более чем интересные химические соединения. Но без этих соединений клетка теряет смысл. Как пишет Дэвис: «Если каждому элементу требуются все прочие, как тогда вообще в первый раз возникло это сообщество молекул?» Пожалуй, похоже на то, как если бы все продукты у вас на кухне каким-то образом собрались вместе и спеклись в пирог — к тому же в такой пирог, который по мере надобности выдает еще пирогов. Неудивительно, что мы называем это чудом жизни. И неудивительно, что мы едва начали это чудо постигать.

Так чем же объясняется вся эта поразительная сложность? Одна из возможностей состоит в том, что сложность на самом деле не настолько уж невообразимая, как это кажется поначалу. Взять хотя бы эти чудовищно маловероятные белки. Наше удивление по поводу их сборки возникает из предположения, что они предстали перед нами полностью сформировавшимися. А что, если белковые цепочки собирались не сразу? Что, если в великом игорном автомате творения некоторые из колес можно было придержать? Что, если, другими словами, белки не сразу появились на свет, а эволюционировали!

Представьте, что вы собрали все компоненты человеческого существа — углерод, водород, кислород и так далее, сложили их в сосуд с водой, хорошенько перемешали, и оттуда выходит готовый человек. Это было бы потрясающе. Но, по существу, именно об этом говорят Хойл и другие (включая многих рьяных креационистов), когда внушают мысль, будто белки образовались спонтанно, причем все сразу. Нет, так они не могут. Ричард Докинс[271] в «Слепом часовщике» доказывает, что, должно быть, имел место своего рода кумулятивный процесс, давший возможность аминокислотам собираться в группы. Возможно, две или три аминокислоты соединялись с какой-нибудь простой целью, а потом со временем сталкивались с другим схожим пучком и «открывали» какое-то дополнительное улучшение.

Химические реакции вроде тех, что ассоциируются с жизнью, в сущности, довольно обычны. Нам, может быть, не по силам состряпать их в лаборатории в духе Стэнли Миллера и Гарольда Юри, но Вселенная делает это без особого труда. В природе множество молекул собираются вместе, образуя длинные цепочки, называемые полимерами. Сахара постоянно собираются вместе, образуя крахмалы. Кристаллам тоже свойствен ряд процессов, сходных с теми, что присущи жизни, — репликация, реакция на воздействие окружающей среды, способность принимать сложные узорчатые формы. Разумеется, сами они никогда не достигали жизни, но неоднократно демонстрировали, что сложность представляет собой естественное, самопроизвольное, вполне достоверное явление. Возможно, жизнь часто встречается во Вселенной, возможно, редко, но упорядоченной самосборки в ней вполне хватает — от ошеломительной симметрии снежинок до правильных колец Сатурна.

Эта естественная тенденция к собиранию вместе настолько сильна, что многие ученые ныне считают возникновение жизни куда более неизбежным явлением, чем мы обычно думаем. Говоря словами бельгийского биохимика, нобелевского лауреата Кристиана де Дюва[272], жизнь является «обязательным проявлением материи, непременно возникающим всюду где есть соответствующие условия». Де Дюв считал, что такие условия могут встречаться миллионы раз в каждой галактике.

Разумеется, в приводящих нас в движение химических соединениях нет ничего столь уж экзотического. Если бы вы пожелали создать еще одно живое существо, будь то золотая рыбка, листики салата или человек, вам по существу потребовалось бы всего четыре основных элемента: углерод, водород, кислород и азот, — плюс небольшое количество немногих других, главным образом серы, фосфора, кальция и железа. Соедините их примерно в три десятка комбинаций, чтобы получить кое-какие сахара, кислоты и другие основные соединения, и вы сможете создать что-то такое, что живет. Как замечает Докинс: «В веществах, из которых состоят живые существа, нет ничего особенного. Живые существа, как и все прочее, представляют собой наборы молекул».

В конечном счете жизнь удивительна, приятна и, возможно, это даже чудо, но едва ли она невероятна — что многократно подтверждается нашим собственным скромным существованием. Конечно, многие тонкие детали истоков жизни остаются довольно неопределенными. Каждый сценарий необходимых условий возникновения жизни, который вы когда-либо читали, обязательно требует наличия воды — от «маленького теплого пруда», в котором, как полагал Дарвин, брала начало жизнь, до бьющих из морского дна скважин, которые теперь являются самыми популярными кандидатами на признание их истоками жизни, — но во всех примерах упускается тот факт, что соединение мономеров в полимеры[273] (то самое, что дает начало белкам) включает реакцию, известную в биологии как «синтез с выделением воды». Как отмечается в одном крупном труде по биологии, не без нотки смущения, «исследователи сходятся во мнении, что в силу закона действующих масс такие реакции не были бы энергетически выгодными в первозданном море и, по существу, в любой водной среде». Это отдаленно похоже на то, чтобы сыпать сахарный песок в стакан с водой и там превращать его в кусочек сахара. Из этого ничего не должно получиться, но в природе каким-то образом получается. Химические подробности всего этого для нас несколько сложноваты, но достаточно лишь знать, что если намочить мономеры, они не превращаются в полимеры — за исключением возникновения жизни на Земле. Как и почему это случилось тогда, но не происходит в других случаях, — один из больших, не получивших ответа вопросов биологии.

Одной из самых больших неожиданностей в науках о Земле за последние десятилетия стали открытия, касающиеся периода земной истории, в котором возникла жизнь. До 1950-х годов считалось, что жизнь существует менее 600 млн лет. К 1970-м годам несколько смельчаков сочли, что она, возможно, берет начало 2,5 млрд лет назад. Но вот ныне признаваемый срок в 3,85 млрд лет представляется потрясающе ранним. Поверхность Земли затвердела только 3,9 млрд лет назад[274].

«Из такой быстроты мы можем лишь заключить, что жизни бактериального уровня "не трудно" развиваться на планетах, имеющих соответствующие условия», — отмечал в 1996 году на страницах «Нью-Йорк таймс» Стивен Джей Гоулд. Или, как он выразился в другом случае, трудно не прийти к заключению, что «жизни, возникающей при первой возможности, химически предначертано быть».

Жизнь действительно возникла так быстро, что некоторые авторитеты думают, что ей, должно быть, помогли — возможно, сильно помогли. Идея, что земная жизнь пришла из космоса, имеет удивительно долгое и даже порой знатное прошлое. Сам знаменитый лорд Кельвин поставил вопрос о такой возможности еще в 1871 году на собрании Британской ассоциации содействия развитию науки, предположив, что «зародыши жизни могли быть занесены на Землю каким-нибудь метеоритом». Но эта идея оставалась не более чем предположением, пока в одно сентябрьское воскресенье 1969 года десятки тысяч австралийцев не были напуганы серией громовых ударов и прочертившим небо с востока на запад болидом. Летевший болид вызывал странное потрескивание и оставлял запах, который некоторые сравнивали с запахом метилового спирта, а другие считали просто отвратительным.

Болид разрушился над Мурчисоном, городишком в 600 жителей в долине Гоулберна к северу от Мельбурна, и выпал дождем осколков, некоторые весом до 5 кг. К счастью, никто не пострадал. Метеорит был редкой разновидности, известной как углеродистые хондриты, а жители городка помогли собрать и сдать около 90 кг осколков. Момент оказался, как никогда, подходящим. Менее чем за 2 месяца до этого на Землю на корабле «Аполлон-11» вернулись астронавты с полным мешком лунных пород, так что лаборатории всего мира были готовы — даже требовали — получить образцы внеземного происхождения.

Было определено, что Мурчисонскому метеориту 4,5 млрд лет и что он усеян аминокислотами — всего 74 вида, 8 из которых участвуют в образовании земных белков. В конце 2001 года, более чем через 30 лет после его падения, Эймсовский научно-исследовательский центр в Калифорнии сообщил, что мурчисонские обломки содержали также сложные группы сахаров, называемых полиолами, которые раньше вне Земли не обнаруживали.

После 1969 года с Землей повстречались еще несколько углеродистых хондритов — один из них, упавший близ озера Тагиш на плато Юкон в Канаде в 2000 году видели над большей частью Северной Америки, — и они также подтвердили, что Вселенная на самом деле богата органическими соединениями. Ныне считают, что комета Галлея примерно на 25 % состоит из молекул органических веществ. Упади достаточное число этих молекул на подходящее место — скажем, на Землю, — и вот вам основные элементы, нужные для жизни[275].

С панспермией, как называют теории внеземного происхождения жизни, возникают две проблемы. Первая состоит в том, что она не дает ответа ни на один вопрос о возникновении жизни, а лишь переносит ответ куда-то еще. Вторая состоит в том, что панспермия иногда толкает даже самых почтенных ее приверженцев на такие спекуляции, которые вполне можно назвать безрассудными. Один из первооткрывателей структуры ДНК Фрэнсис Крик и его коллега Лесли Орджел высказали предположение, что Землю «преднамеренно засеяли жизнью разумные инопланетяне», — идею, о которой Гриббин говорит, что она «находится на грани научного приличия», или, иными словами, это фантазия, которую сочли бы совершенно безумной, если бы ее высказал не нобелевский лауреат, а кто-нибудь другой. Еще больше подорвали восторги по поводу панспермии Фред Хойл и его коллега Чандра Викрамасингхе, высказав мысль, о которой упоминалось в главе 3, будто из космоса к нам занесена не только жизнь, но и множество болезней, таких как грипп и бубонная чума, идею, без труда опровергнутую биохимиками.

Но что бы ни подтолкнуло к появлению жизни, это случилось лишь единожды. Самое необычайное явление в биологии и, пожалуй, самый удивительный известный нам факт. Все, что когда-либо жило — растение или животное, — берет начало от одного и того же первичного движения. В какой-то момент невообразимо далекого прошлого некий маленький мешочек химических веществ дернулся, ожил. Он поглотил какие-то питательные вещества, тихо запульсировал и короткое время жил. Такое, может быть, случалось и раньше, возможно, много раз. Но этот первичный мешочек совершил что-то дополнительное и необычайное: он разделился и произвел на свет наследника. Крошечный пучок генетического материала перешел из одного живого существа в другое, и с тех пор это движение не прекращалось. То был момент сотворения всех нас. Биологи иногда называют его Большим Рождением[276].

«Куда бы в мире вы ни отправились, на какое бы животное, растение, насекомое ни посмотрели, если оно живое, то будет пользоваться одним и тем же словарем и будет знакомо с одним и тем же кодом. Вся жизнь есть одно», — говорит Мэтт Ридли[277]. Все мы — результат одного генетического трюка, передаваемого из поколения в поколение на протяжении почти 4 млрд лет, до такой степени, что можно взять фрагмент генетического кода человека, залатать им поврежденную дрожжевую клетку, и она примет его в работу как свой собственный. В самом глубоком смысле он и есть ее собственный.

Начало жизни — или что-то очень близкое к нему — лежит на полке в кабинете приветливого геохимика Виктории Беннетт, которая работает с изотопами, в корпусе наук о Земле Австралийского национального университета в Канберре. Американка госпожа Беннетт приехала в университет из Калифорнии по двухлетнему контракту в 1989 году и остается здесь до сих пор. Когда в 2001 году я побывал у нее, она дала мне подержать увесистый кусок породы, состоявший из тонких полосок белого кварца, перемежающихся с серовато-зеленым веществом, клинопироксеном. Порода получена с острова Акилия у побережья Гренландии, где в 1997 году были обнаружены особенно древние породы. Им 3,85 млрд лет, и они представляют древнейшие морские отложения из когда-либо найденных.

«У нас нет уверенности, что обломок, который вы держите в руках, когда-то содержал живые организмы, потому что для выяснения этого его надо растереть в порошок, — рассказывает мне Беннетт. — Но эта порода из того же отложения, где были обнаружены следы древнейших живых организмов, так что, возможно, в ней была жизнь». Но сколько ни старайтесь, вы не найдете в ней окаменелых микробов. Увы, любые простейшие организмы спеклись бы в однородную массу в ходе процессов, превративших океанскую грязь в камень. Вместо них, если раскрошить породу и исследовать ее на микроскопическом уровне, мы увидели бы химические остатки этих организмов — изотопы углерода и один из видов фосфата, называемый апатитом, которые вместе служат убедительным свидетельством, что в породе когда-то находились колонии живых существ. «Мы можем только догадываться, как могли выглядеть эти организмы, — говорит Беннетт. — Вероятно, они были самыми простейшими, какие только может породить жизнь — но все же это была жизнь. Они жили. Они размножались».

И в конечном счете они привели к нам.

Если вы увлекаетесь очень древними породами, что, несомненно, относится к госпоже Беннетт, Австралийский национальный университет уже давно является самым подходящим для вас местом. В значительной мере благодаря человеку по имени Билл Компстон, который сейчас на пенсии, но в 1970-х годах создал первый в мире «Чувствительный ионный микрозонд высокого разрешения», или SHRIMP, как его ласково именуют по начальным буквам английского названия[278]. Этот прибор измеряет интенсивность распада урана в крошечных частицах минерала, называемого цирконом. Циркон встречается в большинстве пород, кроме базальта, и он чрезвычайно устойчив и долговечен, сохраняясь во всех природных процессах, кроме субдукции. Большая часть земной коры в какой-то момент соскальзывала обратно в раскаленные недра, но кое-где, например в Западной Австралии и Гренландии, геологи нашли обнажения пород, которые всегда оставались на поверхности. Прибор Компстона позволил определить возраст этих пород с небывалой точностью. Опытный образец прибора SHRIMP был изготовлен в мастерских факультета наук о Земле и выглядел так, будто собран в гараже из разрозненных запчастей, но работал он великолепно. При первом официальном испытании в 1982 году он определил возраст древнейшего из когда-либо найденных образцов — куска породы из Западной Австралии — 4,3 млрд лет.

«В то время это произвело сенсацию, — рассказывает Беннетт. — Открыть нечто важное, так быстро и с помощью новейшей научной аппаратуры».

Она привела меня к нынешней модели, SHRIMP II[279]. Это было большое массивное устройство из нержавеющей стали, метра три с половиной длиной и метра полтора в высоту, прочно слаженный, как глубоководный аппарат. У пульта перед ним, следя за непрерывно меняющимися цепочками цифр, стоял Боб, исследователь из новозеландского Кентерберийского университета. Он сказал, что находится здесь с четырех утра. Шел десятый час, в распоряжении Боба аппарат был до двенадцати. SHRIMP II работает 24 часа в сутки; так много пород ожидают определения возраста. Спросите наугад пару геохимиков, как действуют подобные устройства, и они начнут взахлеб, хотя и не слишком доходчиво, распространяться о распространенности изотопов и уровнях ионизации. В итоге, однако, можно понять, что аппарат, бомбардируя образец породы потоком ионов, способен уловить едва заметные различия в количестве свинца и урана в цирконовых вкраплениях и тем самым дает возможность точно определить возраст породы. Боб объяснил, что для обмера одного циркона требуется примерно семнадцать минут, а для получения надежных результатов надо обработать десятки цирконов из одного куска породы. На практике это дело можно сравнить с походом в прачечную самообслуживания как по объему хлопот, так и по количеству усилий, чтобы заставить себя это сделать. Однако Боб, казалось, был страшно доволен; новозеландцы, впрочем, в большинстве своем такие.

Университетский корпус наук о Земле странным образом сочетает в себе разные службы — частью офис, частью лаборатория, частью механическая мастерская. «Мы здесь все делали сами, — говорит Беннетт. — У нас даже был свой стеклодув, но теперь он на пенсии. А вот двое камнедробилыциков у нас все еще работают. — Поймав мой удивленный взгляд, она добавила: — Мы обрабатываем уйму породы. И образцы требуется очень тщательно подготовить. Приходится принимать меры против загрязнения от предыдущих образцов — никакой пыли и мусора. Довольно скрупулезный процесс». Она показала мне камнедробильные станки, которые действительно отличались чистотой, хотя сами камнедробильщики, кажется, ушли пить кофе. Рядом со станками стояли большие ящики с камнями всех форм и размеров. В Австралийском национальном университете и вправду имеют дело с большим количеством горных пород.

Вернувшись в кабинет Беннетт после экскурсии, я заметил висевший на стене плакат с нарисованным художником и не лишенным фантазии красочным изображением Земли, как она могла выглядеть 3,5 млрд лет назад, как раз когда предстояло зарождение жизни, в древнюю эру, известную в геологии как архей. На плакате чуждый ландшафт с огромными, весьма активно действующими вулканами и испаряющимся, отливающим медью морем под режущим глаз красным небом.

Мелководья на переднем плане заполнены строматолитами, каменными продуктами жизнедеятельности бактерий. Все это не очень похоже на место, подходящее для сотворения и взращивания жизни. Я спросил Беннетт, корректно ли изображение.

«Как сказать, одна школа придерживается мнения, что в действительности тогда было прохладно, поскольку солнце грело намного слабее». (Позднее я узнал, что биологи, когда у них игривое настроение, называют это явление «проблемой китайского ресторана» — имея в виду полумрак из-за более тусклого Солнца в те времена[280]). «Без атмосферы ультрафиолетовые лучи даже более слабого Солнца вели бы к разрушению любых появляющихся связей между молекулами. И тем не менее как раз здесь, — она постучала пальцем по строматолитам, — живые организмы обитают почти на поверхности. Загадка». — «Значит, мы не знаем, каким тогда был мир?» — «М-м-м», — задумчиво согласилась она. «В любом случае он не выглядит особенно подходящим для жизни». Она мирно кивнула: «Но все-таки там должно было быть что-то подходящее для жизни. Иначе мы не стояли бы здесь».

Нам он наверняка бы не подошел. Если бы вы вышли из машины времени в этот древний архейский мир, то очень быстро юркнули бы обратно, потому что необходимого для дыхания кислорода на Земле тогда было не больше, чем теперь на Марсе. На ней также было полно ядовитых паров соляной и серной кислот, достаточно насыщенных, чтобы проникнуть сквозь одежду и покрыть волдырями кожу. Не открывались бы и яркие отчетливые перспективы, изображенные на плакате в кабинете Виктории Беннетт. Химическое варево, которым была в то время атмосфера, пропускало на Землю очень мало солнечного света. То малое, что мы могли бы увидеть, только на короткое время освещалось бы частыми ослепительными вспышками молний. Словом, это была Земля, но такая, какую мы не признали бы своей.

В архейском мире важные события случались редко. На протяжении двух миллиардов лет единственной формой жизни были микроорганизмы. Они жили, размножались, кишели, но не проявляли особой склонности переходить на другой, более перспективный уровень существования. В какой-то момент в первый миллиард лет существования жизни цианобактерии, или сине-зеленые водоросли, научились извлекать широкодоступный источник питания — водород, содержащийся в поразительном изобилии в воде. Они поглощали молекулы воды, под действием солнечной энергии извлекали из нее водород, а кислород шел в отходы; тем самым был изобретен фотосинтез. Как отмечают Маргулис и Саган, фотосинтез, «несомненно, является важнейшим нововведением в области обмена веществ за всю историю жизни на планете» — и его придумали не растения, а микроорганизмы.

По мере быстрого размножения цианобактерии мир стал наполняться О₂, к ужасу организмов, которые находили его ядовитым, — в те времена такими были все. В анаэробном (не потребляющем кислород) мире кислород чрезвычайно ядовит. Наши белые кровяные тельца для уничтожения вторгающихся микробов фактически используют кислород. Что кислород по сути своей токсичен, часто вызывает удивление у тех из нас, кто считает его таким благотворным для нашего здоровья, но это только потому, что мы эволюционировали таким образом, чтобы использовать его. Для других он страшен. Именно от него горкнет масло и ржавеет железо. Даже мы переносим его лишь до определенной точки. Его содержание в клетках нашего организма составляет лишь десятую часть от содержания в атмосфере[281].

У новых, потреблявших кислород организмов было два преимущества. Кислород был более эффективным источником энергии и к тому же поражал соперничавшие организмы. Часть из них отступила в илистый анаэробный мир на дне болот и озер. Другие поступили сходным образом, но позднее (намного позднее), переселившись в пищеварительные тракты существ, подобных нам с вами. Довольно много таких первозданных организмов живут в вашем теле прямо сейчас, помогая вам переваривать пищу, и они терпеть не могут даже намека на О₂. Бессчетное количество других не смогло адаптироваться и погибло.

Цианобактериям страшно повезло. Поначалу выделяемый ими лишний кислород не скапливался в атмосфере, а соединялся с железом, образуя оксиды, которые оседали на дно первобытных морей. Миллионы лет мир буквально ржавел — явление, отчетливо увековеченное в ленточных железистых отложениях, которые в наши дни дают столько добываемой в мире железной руды. Многие десятки миллионов лет происходило не так уж много более существенного. Если вернетесь в этот мир раннего протерозоя, то найдете мало признаков будущей жизни на Земле. Возможно, кое-где в тихих водоемах встретите пленку живого вещества или едва заметный зеленовато-бурый налет на прибрежных камнях, но больше жизнь никак себя не проявляет.

Но около 3,5 млрд лет назад появилось нечто более бросающееся в глаза. Там, где море было помельче, стали возникать заметные глазу образования. Постепенно химически видоизменяясь, цианобактерии становились немного клейкими и благодаря этому стали улавливать микрочастицы ила и песка, связывать их, образуя причудливые, но прочные сооружения — строматолиты, те, что на плакате в кабинете Виктории Беннетт изображены на переднем плане на отмелях. Строматолиты были разных форм и размеров. Иногда они были похожи на огромные кочаны цветной капусты, иногда на пушистые матрацы («строматолит» происходит от греческого слова, означающего «матрац»); иногда они поднимались в виде колонн на десятки метров над поверхностью воды — в некоторых случаях даже до 100 м. Во всех своих проявлениях они были своего рода живыми камнями и представляли собой первое в мире совместное предприятие, где одни разновидности простейших организмов прямо на поверхности, а другие внизу, пользовались удобствами, создававшимися другими. Мир обрел первую экосистему.

Много лет ученые знали о строматолитах по ископаемым формациям, но в 1961 году настоящим сюрпризом для них стало открытие колонии живых строматолитов в заливе Шарк Бей на далеком северо-западном побережье Австралии. Оно оказалось настолько неожиданным, что только спустя несколько лет до ученых дошло, что же они на самом деле открыли. Сегодня Шарк Бей стал туристической достопримечательностью — в той мере, в какой вообще может быть привлекательным место, расположенное за сотни миль от крупных городов и за десятки миль от ближайших проявлений цивилизации. В залив проложили дощатые мостки, чтобы посетители могли пройти над водой и хорошенько разглядеть строматолиты, спокойно дышащие как раз под поверхностью. Они тускло-серого цвета и, как я писал в одной из предыдущих книг, похожи на очень большие коровьи лепешки. Но испытываешь поразительное ощущение, когда подумаешь, что видишь живых обитателей Земли, какими они были 3,5 млрд лет назад. Как сказал Ричард Форти: «Это настоящее путешествие во времени, и, если бы мир был приучен ценить подлинные чудеса, это место было бы таким же знаменитым, как пирамиды Гизы». Хотя вы никогда бы не догадались, эти неприметные камни кишат живыми существами, на каждый квадратный метр камня предположительно приходится 3 млрд отдельных микроорганизмов. Иногда, если посмотреть внимательнее, можно увидеть поднимающиеся к поверхности тоненькие цепочки пузырьков — это водоросли отдают кислород. За два миллиарда лет такие почти незаметные старания повысили уровень кислорода в атмосфере Земли до 20 процентов, подготавливая условия для открытия следующей, более сложной главы в истории жизни.

Полагают, что цианобактерии в заливе Шарк Бей могут быть самыми медленно эволюционирующими организмами на Земле, и, конечно, они сегодня одни из редчайших. Открыв путь более сложным формам жизни, они затем почти всюду были полностью съедены теми самыми организмами, чье существование они сделали возможным. (В Шарк Бей они сохранились благодаря тому, что вода в нем слишком соленая для существ, которые обычно ими питаются).

Одна из причин того, что жизни для обретения сложных форм потребовалось так много времени, состояла в том, что миру пришлось ждать, пока более простые организмы достаточно насытят атмосферу кислородом. Как выразился Форти: «Животные были не в состоянии набрать энергии для своей деятельности». Потребовалось около 2 млрд лет, приблизительно 40 % истории Земли, чтобы содержание кислорода в атмосфере достигло примерно нынешнего уровня. Но когда условия были подготовлены, видимо, довольно скоро, возник совершенно новый вид клетки, содержавшей ядро и другие компоненты, обобщенно называемые органеллами (от греческого слова, означающего «маленькие инструменты»). Считают, что процесс начался, когда какая-то дефектная или склонная к риску бактерия либо захватила, либо сама была захвачена другой бактерией, и оказалось, что это устраивает их обеих. Считают, что захваченная бактерия стала митохондрией. Это внедрение митохондрии (или, как любят говорить биологи, эндосимбиотическое событие) сделало возможным существование сложных живых организмов. (В растениях аналогичное внедрение дало начало хлоропластам, которые позволяют осуществлять фотосинтез).

Митохондрии манипулируют кислородом таким образом, что он высвобождает энергию из пищи. Без этого остроумного и эффективного приема жизнь на Земле сегодня была бы представлена не более чем грязными пятнами простейших микробов. Митохондрии очень малы — на одной песчинке их может поместиться миллиард[282], — но притом очень прожорливы. Почти все, чем вы питаетесь, идет в пищу им.

Без них мы не прожили бы и двух минут, и тем не менее даже спустя миллиард лет митохондрии ведут себя так, словно считают, что между нами не может быть ничего общего. У них свои собственные ДНК, РНК и рибосомы. Они размножаются в разное время с содержащими их клетками. Они выглядят как микроорганизмы, делятся как микроорганизмы и иногда реагируют на антибиотики как микроорганизмы. Они даже не говорят на одном генетическом языке с клеткой, в которой живут. Словом, держат свои чемоданы упакованными. Как будто вы пустили в дом постороннего, но он остается здесь уже миллиард лет.

Новый тип клеток стали называть эукариотами (что означает «содержащие ядро») в противоположность старому типу, известному как прокариоты («безъядерные»). Видимо, эукариоты появились в среде палеосуществ внезапно. Древнейшие из известных эукариот, носящие название Grypania, были обнаружены в железистых отложениях в Мичигане в 1992 году. Такого рода ископаемые были найдены только раз, далее на отрезке времени протяженностью 500 млн лет больше ничего подобного не встречалось[283].

Земля сделала первый шаг к тому, чтобы стать действительно интересной планетой. По сравнению с новыми эукариотами старые прокариоты, заимствуя выражение британского геолога Стивена Драри, были чуть более чем «мешки с химикатами». Эукариоты были крупнее, со временем они стали в десять тысяч раз больше своих более простых родственников и могли вмещать в тысячу раз больше ДНК. Постепенно благодаря этим важным изменениям жизнь стала сложной и породила два вида живых организмов: выделяющих кислород (как растения) и потребляющих его (как мы с вами).

Одноклеточные эукариоты называют «протозоа», или «простейшими». По сравнению с древними бактериями эти новые простейшие являют собой чудесные утонченные конструкции. Простая амеба, состоящая всего из одной клетки и не имеющая иных стремлений, кроме как жить, содержит в ДНК четыреста миллионов бит информации[284] — достаточно, как заметил Карл Саган, чтобы заполнить 80 500-страничных книг.

В конечном счете эукариоты усвоили еще более замечательный трюк. На это ушло много времени — около миллиарда лет, но когда его освоили, он оказался весьма к месту. Они научились организовываться в сложные многоклеточные существа. Благодаря этому новшеству стало возможным появление больших, сложных, видимых глазом существ вроде нас. Планета Земля была готова подняться на следующую грандиозную ступень развития.

Но прежде чем мы отдадим дань восхищения этому факту, надо напомнить, что наш мир, как мы сейчас увидим, все еще принадлежит очень малым созданиям.

Пожалуй, не очень хорошо проявлять излишний интерес к собственным микробам. Но великий французский химик и бактериолог Луи Пастер увлекся этим до того, что взял за привычку критически разглядывать в лупу каждое поданное ему блюдо. Вряд ли эта привычка добавила ему повторных приглашений на обед.

Прятаться от своих микробов, в сущности, нет смысла, ибо они постоянно обитают на вас и вокруг вас в количествах, которые трудно себе представить. Если вы находитесь в добром здравии и нормально соблюдаете гигиену, то на просторах вашего тела пасется примерно триллион микробов — около 50 млн на каждом квадратном сантиметре кожи[285]. Они кормятся десятком миллиардов или около того кожных чешуек, которые вы ежедневно сбрасываете, плюс всякими вкусными жирами и укрепляющими минеральными веществами, сочащимися из каждой поры и щели. Вы для них полный буфет, к тому же обеспечиваете теплом и являетесь постоянным средством передвижения. В благодарность они оставляют вам запах тела.

И это только микробы, населяющие вашу кожу. Триллионы их скрываются в вашем кишечнике и носовых каналах, прилипают к волосам и ресницам, плавают по поверхности глаз, дырявят зубную эмаль. Одна ваша пищеварительная система служит жилищем для ста с лишним триллионов микробов и бактерий по меньшей мере 400 видов. Одни имеют дело с сахаром, другие с крахмалом, некоторые нападают на других микробов. Поразительное множество вроде вездесущих кишечных спирохет не выполняют никаких известных функций. Похоже, что им просто нравится быть с вами. Организм каждого человека состоит приблизительно из 10 триллионов клеток, но служит хозяином для примерно 100 триллионов бактериальных и микробных клеток. Словом, они составляют заметную часть нас самих. С точки зрения микробов и бактерий, мы, разумеется, являемся малой частью их самих[286].

Из-за того что мы, люди, достаточно большие и умные, чтобы производить антибиотики и пользоваться дезинфицирующими средствами, нам легко убедить себя, что микробы нашими усилиями оттеснены на обочину жизни. Не верьте этому. Возможно, микробы и бактерии не строят городов и не ведут интересную светскую жизнь, но они останутся здесь и когда взорвется Солнце[287]. Это их планета, а мы находимся на ней лишь с их позволения.

Не забывайте, что микробы и бактерии миллиарды лет обходились без нас. А мы без них не могли бы прожить и дня. Они перерабатывают наши отходы и делают их снова пригодными для употребления; без их усердного жевания не было бы гниения и разложения. Они очищают нашу воду и сохраняют плодородие почвы. В нашем кишечнике микробы и бактерии синтезируют витамины, превращают продукты питания в полезные сахара и полисахариды и воюют с проникающими по пищеводу чужими микробами.

Мы полностью зависим от бактерий, получая из воздуха азот и преобразуя его в полезные для нас нуклеотиды и аминокислоты. Это огромный самоотверженный труд. Как отмечают Маргулис и Саган, чтобы сделать то же самое промышленными методами (как при производстве удобрений), пришлось бы нагревать исходные материалы до 500 градусов Цельсия и подвергать их давлению, в 300 раз превышающему нормальное. Бактерии делают то же самое без лишней суеты, и слава богу, ибо ни одно крупное живое существо не могло бы существовать без получаемого благодаря им азота. Но, самое главное, микроорганизмы продолжают снабжать нас воздухом, которым мы дышим, поддерживая постоянный состав атмосферы. Микроорганизмы, включая современные разновидности цианобактерий, доставляют планете большую часть пригодного для дыхания кислорода. Водоросли и другие крошечные организмы, пускающие в море пузыри, ежегодно выдыхают около 150 млрд тонн этого вещества.

И они поразительно плодовиты. Самые неистовые из них могут производить на свет новое поколение менее чем за 10 минут; Clostridiumperfringens, неприятное микроскопическое существо, вызывающее газовую гангрену, репродуцируется за 9 минут и тут же начинает делиться снова. При таких темпах одна бактерия теоретически могла бы за 2 дня произвести на свет больше отпрысков, чем насчитывается протонов во Вселенной. «При наличии достаточного количества питательных веществ одна бактериальная клетка может произвести 280 000 млрд особей за один-единственный день», — утверждает бельгийский биохимик, нобелевский лауреат Кристиан де Дюв. За то же время человеческая клетка может разделиться всего лишь раз.

Примерно раз в миллион делений они производят мутанта. Обычно для мутанта это несчастье — ибо для живого существа изменения всегда опасны, но время от времени новая бактерия неожиданно наделяется каким-нибудь преимуществом, таким, как способность избегать удара антибиотиков или не реагировать на него. Эта способность эволюционировать влечет за собой другое, еще более страшное преимущество. Бактерии делятся информацией. Любая бактерия может взять у любой другой часть генетического кода. По выражению Маргулиса и Сагана, все бактерии, по существу, плавают в одном генном пруду, общем генофонде. Любые приспособительные изменения, происходящие в одной части мира бактерий, могут распространиться на другую. Вроде того, как если бы человек позаимствовал у насекомых генетический код выращивания крыльев или хождения по потолку. Это означает, что в генетическом смысле бактерии стали единым суперорганизмом — незаметным, рассеянным, но непобедимым.

Они охотно питаются почти всем, что вы проливаете или стряхиваете. Дайте им всего каплю жидкости, и они, возникнув словно из ничего, станут в ней кишеть. Они охотно поедают дерево, обойный клей, металлы в засохшей краске. В Австралии ученые обнаружили микробы Thiobacillus concretivorans, которые питались концентрированной серной кислотой, способной растворять металл, и они не могут без нее жить. Вид Micrococcus radiophilus счастливо обитает в емкостях с отходами ядерных реакторов, объедаясь плутонием и чем-то там еще. Некоторые бактерии разрушают химические вещества, не извлекая, насколько известно, никакой пользы для себя.

Их обнаружили в кипящих грязевых котлах и в озерах едкого натра, в глубине горных пород, на морском дне, в скрытых озерцах ледяной воды в долинах Мак-Мердо в Антарктиде и на 11-километровой глубине в Тихом океане, где давление в тысячу раз больше, чем на поверхности, — это все равно что быть раздавленными под 50 аэробусами. Некоторые из них, кажется, практически неразрушимы. Согласно журналу «Экономист» микроб Deinococcus radiodurans «почти невосприимчив к радиоактивности». Разрушьте его ДНК облучением, и отдельные части тут же восстановятся, «подобно оторванным конечностям оживающего чудовища из фильма ужасов».

Пожалуй, самым удивительным примером выживания служат бактерии-стрептококки, колонию которых извлекли из загерметизированного объектива фотоаппарата, простоявшего 2 года на Луне, и она оказалась жизнеспособна. Словом, имеется мало таких сред, для жизни в которых бактерии не подготовлены. «Теперь при опускании зондов в скважины на дне океана с такой температурой, что начинают плавиться приборы, обнаруживается, что даже там есть бактерии», — говорила мне Виктория Беннетт.

В 1920-х годах двое ученых Чикагского университета, Эдсон Бастин и Фрэнк Грир, сообщили, что выделили из нефтяных скважин штаммы бактерий, обитающих на глубине 600 метров. Это заявление сразу было отвергнуто как совершенно нелепое — ничто не может жить на глубине 600 метров, — и на протяжении 50 лет считалось, что их пробы были загрязнены микробами с поверхности. Теперь мы знаем, что в глубине Земли обитает масса микробов, многие из которых не имеют абсолютно ничего общего с традиционным органическим миром. Они питаются горными породами или скорее находящимися в них веществами — железом, серой, марганцем и т. п. И дышат они тоже странными вещами — железом, хромом, кобальтом и даже ураном. Такие процессы могли бы играть важную роль в обогащении пород золотом, медью и другими ценными металлами, а возможно, и в формировании залежей нефти и природного газа. Высказывалось даже предположение, что эта их неустанная трапеза и создала земную кору.

Некоторые ученые ныне считают, что у нас под ногами может жить до 200 триллионов тонн бактерий, образующих так называемые подповерхностные литоавтотрофные микробные экосистемы, сокращенно SLiME. Томас Голд из Корнелльского университета подсчитал, что если достать все бактерии из глубины Земли и вывалить их на поверхность, то они покроют планету слоем толщиной 1,5 метра. Если его подсчеты верны, то под Землей жизни может оказаться куда больше, чем на поверхности.

В глубине микробы уменьшаются в размерах и становятся страшно инертными. Самые активные из них могут делиться не чаще, чем раз в столетие, некоторые, возможно, не чаще, чем раз в 500 лет. Как пишет журнал «Экономист», «похоже, ключ к долгой жизни в том, чтобы не слишком много работать». Когда обстоятельства принимают действительно крутой оборот, бактерии готовы заглушить все системы и ждать лучших времен. В 1997 году в музее Тронхейма в Норвегии ученые успешно активизировали споры возбудителя сибирской язвы, находившиеся в состоянии покоя восемьдесят лет. Другие микроорганизмы вернулись к жизни после открытия консервной банки с мясом возрастом 118 лет и бутылки пива, которой было 166 лет. В 1996 году ученые Российской академии наук заявили, что оживили бактерии, пребывавшие в вечной мерзлоте Сибири 3 млн лет. Но рекордом долговечности пока что является, как утверждали в 2000 году Рассел Фриланд с коллегами из Вестчестерского университета в Пенсильвании, оживленная ими 250-миллионно-летняя бактерия, названная Bacilluspermians, которая была погребена в соляных залежах на глубине 600 метров в Карлсбаде, штат Нью-Мексико. Если так, то этот микроб старше материков.

Сообщение было встречено с понятным сомнением. Многие биохимики настаивали, что за такой период компоненты микроба деградировали бы до полной непригодности, если только бактерия время от времени не пробуждалась. Однако, если бактерия время от времени действительно двигалась, не было подходящего внутреннего источника энергии, которого бы хватило на такой длительный срок. Самые сомневающиеся ученые высказывали мысль, что образец мог быть загрязнен, если не в ходе исследования, то, возможно, еще будучи захороненным. В 2001 году группа ученых Тель-Авивского университета доказывала, что В. permians почти идентична роду современных бактерий Bacillus marismortui, обнаруженных в Мертвом море. Отличались только две генетические последовательности, да и те лишь незначительно.

«Должны ли мы считать, — писали израильские исследователи, — что за 250 млн лет В. permians накопила столько же генетических отличий, сколько можно получить в лаборатории за 3–7 дней?» Фриланд ответил предположением, что «в лаборатории бактерии эволюционируют быстрее, чем в природе».

Может быть[288].

Поразительно, что даже в космический век в большинстве школьных учебников живой мир делился всего на две категории — растительный и животный. Микроорганизмы почти не принимаются в расчет. Амебы и подобные им одноклеточные организмы считаются простейшими животными, а водоросли — простейшими растениями. Бактерии обычно валят в одну кучу с растениями, хотя каждому было известно, что они к ним не относятся. Еще в конце девятнадцатого века немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель[289] высказывал мысль, что бактерии заслуживают помещения в отдельное царство, которое он назвал «монера», но эта идея не пользовалась расположением биологов до 1960-х годов, да и потом к ней обращались лишь немногие. (Замечу, что мой надежный настольный словарь «Америкэн Херитидж» 1969 года издания не знает этого термина).

Многие другие организмы тоже плохо укладываются в традиционную классификацию. Грибы, класс, включающий собственно грибы, плесени, дрожжи и грибы-дождевики, почти всегда считались объектами ботаники, хотя фактически почти ничто в них — ни то, как они размножаются и дышат, ни процесс их формирования — не похоже на то, как это бывает в растительном мире. В структурном отношении они имеют больше общего с животными, в том смысле, что строят свои клетки из хитина, вещества, которое придает им характерную текстуру. То же вещество используется в образовании панцирей насекомых и когтей млекопитающих, хотя в жуке-олене оно не такое вкусное, как в трюфелях. Прежде всего, в отличие от всех растений грибам не свойствен фотосинтез, так что у них нет хлорофилла, и потому они не зеленые. Вместо этого они растут непосредственно на источнике пищи, которая может быть почти чем угодно. Грибы будут выедать серу из бетонной стены или отмирающие ткани у вас между пальцами ног — ни того, ни другого растения никогда делать не станут. Чуть ли не единственное их сходство с растениями состоит в том, что они пускают корни.

Еще труднее поддавалась классификации своеобразная группа организмов, официально называемых миксомицетами, но больше известных как слизевики. Это не слишком ясное и яркое название вряд ли в полной мере отражает всю необъяснимость этих созданий. Гораздо живее звучал бы например такой термин: «блуждающая самоактивизирующаяся протоплазма» — он не так похож на то, что вы находите в глубине засоренной канализационной трубы, и почти наверняка принес бы этим необычным существам более весомую долю заслуженного внимания, потому что слизевики, несомненно, относятся к числу самых интересных организмов в природе. В благоприятных условиях они существуют как одноклеточные особи, во многом похожие на амеб. Но когда наступают тяжелые времена, они сползаются в место сбора и почти чудом становятся слизевиком. Слизевик далеко не блещет красотой и передвигается не слишком далеко — обычно всего лишь снизу кучи гниющих листьев наверх, где чуть просторнее, однако миллионы лет это, возможно, было самым ловким трюком во Вселенной.

Но этим дело не кончается. Перебравшись в более подходящее место, слизевик снова меняет свою внешность, принимая форму растения. Вследствие какого-то удивительного упорядоченного процесса клетки реорганизуются подобно музыкантам маленького марширующего оркестра, образуют стебель, наверху которого формируется луковица, известная как плодоносящее тело. Внутри нее находятся миллионы спор, которые в подходящий момент разносятся по ветру, чтобы стать одноклеточными организмами и начать процесс заново.

Многие годы зоологи относили слизевиков к простейшим животным, а микологи считали их грибами, хотя большинству исследователей было очевидно, что они не принадлежат ни к тем, ни к другим. Когда же пришло время генетических исследований, люди в лабораторных халатах с удивлением обнаружили, что слизевики настолько уникальны и необычны, что не имеют в природе никаких аналогов и порой даже резко отличаются друг от друга.

В 1969 году, пытаясь навести какой-то порядок в обрастающей несоответствиями классификации, эколог из Корнелльского университета Р. Х. Уиттакер опубликовал в журнале Science предложение поделить живые организмы на 5 основных ветвей — известных как царства, — названных Animalia, Plantae, Fungi, Protista и Monera[290]. Protista было видоизменением более раннего термина, Protoctista, предложенного столетием раньше шотландским биологом Джоном Хоггом и предназначенного для определения всех организмов, не являвшихся ни растениями, ни животными.

Хотя новое построение Уиттакера было значительным улучшением, Protista оставались недостаточно определенными. Некоторые систематизаторы зарезервировали этот термин для крупных одноклеточных организмов-эукариот, но другие рассматривали его как своего рода ящик для разного хлама, помещая туда все, что больше никуда не укладывалось. Сюда относили (в зависимости от текста, в который вы заглядывали) слизевиков, амеб и даже, среди многого другого, морские водоросли. По одному из подсчетов здесь обреталось аж 200 тысяч различных видов организмов. Поистине горы хлама.

По иронии судьбы, как раз когда Уиттакерова классификация из пяти царств начинала пробивать себе путь в учебники, один скромный научный сотрудник Иллинойсского университета нащупывал путь к открытию, которое поставит все под вопрос. Его звали Карл Воуз, и начиная с середины 1960-х годов — или примерно с того времени, как появилась такая возможность, — он спокойно изучал генетические последовательности бактерий. Раньше это было чрезвычайно трудоемким занятием. Работа с единственной бактерией вполне могла занять целый год. Тогда, по словам Воуза, было известно лишь около 500 видов бактерий, что меньше числа видов у вас во рту. Сегодня это число примерно в 10 раз больше, хотя оно все еще много меньше, чем 26 900 видов водорослей, 70 000 видов грибов и 30 800 видов амеб и других родственных организмов, чьи жизнеописания заполняют анналы биологии.

Общее число бактерий было невелико не из-за отсутствия интереса. Бактерии иногда страшно трудно выделить и исследовать. Только один процент из них будет расти на питательной среде. Принимая во внимание, как необыкновенно легко они приспособляются в естественных условиях, странно, что единственным местом, где они не желают жить, похоже, является чашка Петри. Уложите их на слой агар-агара, ублажайте их чем угодно, но большинство будет просто лежать, отвергая любые побуждения к росту. Всякая бактерия, процветающая в лаборатории, по определению является отклонением от нормы, и тем не менее почти исключительно такие организмы изучаются микробиологами. По словам Воуза, это все равно что «изучать животных, посещая зоопарки».

Впрочем, гены дали возможность Воузу взглянуть на микроорганизмы под другим углом. В ходе исследования Воузу стало ясно, что в мире микробов различия куда существеннее, чем предполагали. Множество малых организмов, которые выглядели и вели себя как бактерии, на самом деле были чем-то совсем другим — ответвившимся от бактерий очень давно. Воуз назвал эти существа архебактериями, а позднее, сокращенно, — археями.

Надо сказать, что свойства, отличающие архей от бактерий, не из тех, которые заставляют учащаться пульс у кого-нибудь, кроме биологов. Это большей частью различия в липидах и отсутствие некоего вещества, называемого пептидогликаном. Но на деле они составляют совсем иной мир. Археи отличаются от бактерий больше, чем мы с вами, от крабов и пауков. Воуз в одиночку открыл никем не предполагавшееся разделение живых организмов, столь фундаментальное, что оно оказалось выше уровня царств, находившихся у самого корня Всемирного Древа жизни, как иногда возвышенно называют классификацию всего живого.

В 1976 году он всполошил мир — или по крайней мере ту небольшую часть его, которая обратила на это внимание, — перерисовав Древо жизни, которое теперь вместо 5 главных подразделений включало 23. Он сгруппировал их в 3 основных категории: бактерии, археи и эукарии, которые получили название доменов или надцарств. Новая классификация сводилась к следующему:

— бактерии: цианобактерии, пурпурные бактерии, грамположительные бактерии, зеленые несерные бактерии, флавобактерии и термотогалы (thermotogales);

— археи: галофильные археи, метаносарцины (methanosarcina), метанобактерии, метанококки, термоселеры (thermoceler), термопротеи (thermoproteus) и пиродиктиумы (pyrodictium);

— эукарии: дипломонадиды, микроспориды, трихомонады, жгутиковые, слизевики, ресничные, растения, грибы и животные[291].

Новая классификация Воуза не завоевала биологический мир. Некоторые отвергли его систему как отдающую слишком большой перевес микробному миру. Многие просто ее не заметили. Воуз, по словам Фрэнсис Эшкрофт, «был горько разочарован». Но его новая система стала понемногу находить благодатную почву среди микробиологов. Ботаники и зоологи значительно медленнее признавали ее достоинства. Нетрудно понять почему. В модели Воуза мирам ботаники и зоологии отводится лишь несколько прутиков на самой крайней ветви эукариотного ствола. Все остальное принадлежит одноклеточным.

«Эти люди научены классифицировать в масштабах крупных морфологических сходств и различий, — говорил Воуз инетрвьюеру в 1996 году. — Многим из них трудно освоиться с мыслью, что то же самое можно делать на уровне молекулярных последовательностей». Словом, если они не могут увидеть разницу глазом, то им это не по нраву. Посему они продолжали придерживаться более привычной классификации из 5 царств, о которой Воуз, будучи в добром настроении, говорил, что от нее «мало пользы», а в остальное время называл «явно вводящей в заблуждение». «Биология, как до нее физика, — писал Воуз, — достигла уровня, когда представляющие интерес объекты и их взаимодействие часто нельзя постичь путем непосредственного наблюдения».

В 1998 году виднейший и убеленный сединами гарвардский зоолог Эрнст Майр (которому тогда шел девяносто четвертый год, а ко времени моей работы над книгой он приближается к ста, и все еще бодр и крепок) еще больше накалил страсти, заявив, что должно быть всего два основных подразделения живых организмов — он назвал их «империями». В работе, опубликованной в «Трудах Национальной академии наук», Майр утверждал, что выводы Воуза интересны, но в конечном счете неверны, отмечая что «Воуз по образованию не биолог и, вполне естественно, не обладает обширными познаниями касательно основ классификации». Это уже близко к тому, что один маститый ученый утверждает, что другой не знает, о чем говорит.

Детали критических замечаний Майра носят в основном технический характер — среди многого прочего они касаются вопросов полового размножения (мейоза), кладификации (выделения таксонов) по Хеннигану и спорных интерпретаций генома Methanobacterium thermoautrophicum, но, по существу, критика сводится к тому, что классификация Воуза нарушает равновесие Древа жизни. Царство бактерий, отмечает Майр, состоит не более чем из нескольких тысяч видов, а архей — всего из 175 получивших название разновидностей; возможно, откроют еще несколько тысяч — «но вряд ли более того». По сравнению с ними царство эукариот, то есть сложных организмов с клетками, содержащими ядро, вроде нас, уже насчитывает миллионы видов. Во имя «принципа равновесия» Майр выступает за объединение простых микроорганизмов в одну категорию — прокариот, и помещение остальных, более сложных и «высокоразвитых», в империю эукариот, которая будет с ней на равных. Иначе говоря, он выступает за то, чтобы оставить все в основном как есть. Это различие между простыми и сложными клетками и «есть тот великий раздел в мире живых существ».

Если классификация Воуза чему-то нас учит, так это тому, что живой мир многообразен и большая часть этого многообразия принадлежит малым, одноклеточным и неведомым существам. Для людей естественно рассматривать эволюцию как длинную, никогда не прекращающуюся цепь усовершенствований, направленную в сторону крупных и сложных форм, — словом, в нашу с вами сторону. Мы себе льстим. Подлинное многообразие эволюции заключено в мире малых масштабов. Мы, крупные существа, всего лишь счастливая случайность, интересная побочная ветвь. Из тех 23 главных подразделений живого мира только 3 — растения, животные и грибы — достаточно велики, чтобы разглядеть их невооруженным глазом, и даже они включают виды микроскопических размеров. В самом деле, согласно Воузу если суммировать всю биомассу планеты — все живое, включая растения, микробы, составят по крайней мере 80 %, а то и больше. Мир принадлежит очень малым — и очень давно.

Тогда зачем, рано или поздно непременно спросите вы, микробам так часто хочется причинить нам вред? Какое удовольствие микробу от того, что у вас лихорадка, или озноб, или вы обезображены язвами, более того, умерли? Ведь в конечном счете мертвый хозяин вряд ли будет долго проявлять гостеприимство.

Во-первых, не следует забывать, что большинство микроорганизмов нейтральны и даже полезны для здоровья человека. Самый заразный микроорганизм на Земле — бактерия, носящая название вольбахия, не причиняет людям — а по существу, всем другим позвоночным — никакого вреда, но, если вы креветка, или червяк, или плодовая мушка, вы пожалеете, что появились на свет[292]. Согласно журналу National Geographic, в целом примерно лишь один микроб из тысячи является патогенным для людей; хотя зная проявления некоторых из них, нас можно простить за то, что мы и это считаем вполне достаточным. Даже если большинство микробов к нам милосердны, они все еще остаются убийцей № 3 в западном мире, и, хотя многие из них не убивают нас, мы все же глубоко сожалеем, что они существуют.

Заболевание хозяина дает микробам определенные преимущества. Симптомы заболевания часто помогают распространению болезни. Рвота, чиханье и понос — отличные способы покинуть одного хозяина и получить жилье и питание в другом. Самый эффективный способ из всех существующих — заручиться помощью подвижной третьей стороны. Заразные микроорганизмы очень любят комаров, потому что комариный укус доставляет их прямо в кровоток, где они могут взяться за дело еще до того, как защитные механизмы жертвы раскусят, кто нанес удар. Вот почему так много опасных заболеваний — малярия, желтая лихорадка, лихорадка денге, энцефалит и около сотни других не столь известных, но подчас свирепых болезней — начинаются с комариного укуса. По счастливой для нас случайности вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), болезнетворное начало СПИДа, не фигурирует среди них, по крайней мере пока — вирусные частицы, которые высасывает комар во время своих странствий, разрушаются в ходе его собственного обмена веществ. Настоящая беда придет, если в результате мутации вирус найдет способ обойти это препятствие[293].

Однако было бы ошибкой подходить к этому вопросу, излишне полагаясь на логику, потому что микроорганизмы явно не принадлежат к расчетливым существам. Им безразлично, что они делают с вами, так же как и вас не волнует, какие бедствия несете им вы, миллионами истребляя их мылом или дезодорантами. Ваше здоровье важно для патогенных микробов лишь в одном случае: когда они, перестаравшись, убивают вас насмерть. Если они уничтожат вас до того, как переселятся, то вполне могут умереть сами. История, отмечает Джаред Даймонд[294], изобилует примерами болезней, которые «когда-то вызывали ужасающие эпидемии, а потом исчезали также непостижимо, как появлялись». Он приводит пример тяжелой, но, к счастью, скоротечной английской потовой лихорадки, свирепствовавшей с 1485 по 1552 год, убившей, прежде чем сгореть самой, десятки тысяч людей[295]. Излишнее рвение не идет на благо заразному микроорганизму.

Заболевание в значительной мере возникает не из-за того, что сделал с вами микроорганизм, а из-за того, что пытается сделать с ним ваш организм. Стремясь избавиться от патогенов, иммунная система иногда уничтожает клетки или повреждает важные ткани, так что часто, когда вы плохо себя чувствуете, это реакция не на патогены, а на вашу собственную иммунную систему. Во всяком случае, плохое самочувствие — это вполне разумная реакция на инфекцию. Заболевшие ложатся в постель, тем самым представляя меньше опасности для более широкого круга людей.

Из-за того, что существует так много вещей, потенциально способных причинить вам вред, ваш организм содержит множество разновидностей защитных белых кровяных телец — всего где-то около десяти миллионов типов. Каждый из них предназначен для распознавания и уничтожения конкретного вида посягателей на ваше здоровье. Было бы недопустимым расточительством содержать десять миллионов отдельных постоянных армий, так что каждая разновидность белых кровяных телец держит в боевой готовности только несколько разведчиков. Когда в организм вторгается болезнетворный агент — называемый антигеном, — соответствующие разведчики распознают напавшего и обращаются за подкреплениями нужного вида. Пока ваш организм создает эти силы, вы, скорее всего, чувствуете себя отвратительно. Выздоровление начинается, когда войска наконец вступают в бой.

Белые кровяные тельца безжалостны и будут преследовать и уничтожать патогены всех до последнего. Чтобы избежать полного истребления, нападающие выработали два основных приема. Они либо наносят быстрый удар и переходят к новому хозяину, как при обычных инфекционных заболеваниях, вроде гриппа, либо маскируются, так что белым тельцам не удается их выследить, как в случае с ВИЧ, вирусом-возбудителем СПИДа, который может много лет, не причиняя вреда, таиться в ядре клетки, прежде чем начнет действовать.

Одна из странностей инфекционных заболеваний состоит в том, что микробы, обычно абсолютно безобидные, порой могут попасть не в те части тела и, по выражению доктора Брайена Марша, инфекциониста медицинского центра Дартмут-Хичкок в городе Ливан, штат Нью-Гемпшир, «словно сходят с ума». «Это постоянно случается во время автомобильных катастроф, когда у пострадавших бывают повреждены внутренние органы. Микробы, обычно неопасные во внутренних органах, попадают в другие части тела, например в кровеносный сосуд, и производят ужасные опустошения».

В настоящее время самой страшной, самой трудно контролируемой болезнью, вызываемой бактериями, является заболевание под названием некротизирующий фасциит, при котором бактерии, по существу, съедают жертву изнутри наружу, пожирая внутренние ткани и оставляя за собой ядовитую мякоть. Заболевшие часто приходят с незначительными жалобами — как правило, на сыпь и жар, — но затем наступает резкое ухудшение. При вскрытии часто обнаруживается, что они просто съедены. Единственным способом лечения служит «радикальное хирургическое иссечение» — удаление всей пораженной области. Семьдесят процентов жертв погибают; многие из выживших остаются страшно обезображенными. Носителями инфекции является семейство бактерий, называемых стрептококками группы А, которые обычно вызывают не более чем острый фарингит. Очень редко некоторые из них по неизвестным причинам проникают сквозь слизистую гортани и попадают в собственно ткани, где учиняют настоящее опустошение. Они совершенно не поддаются антибиотикам. В Соединенных Штатах имеет место до тысячи таких случаев в год, и никто не может сказать, что положение не станет хуже.

Точно так же бывает с менингитом. По крайней мере 10 % молодежи и, возможно, 30 % подростков являются носителями смертоносной менингококковой бациллы, но она довольно безобидно обитает в гортани. Только изредка — у одного юноши или девушки из 100 тысяч — она попадает в кровеносные сосуды и вызывает по-настоящему серьезное заболевание. В худших случаях смерть может наступить через 12 часов. Это ужасающе быстро. «Может случиться, что за завтраком человек абсолютно здоров, а к вечеру уже мертв», — говорит Марш.

Мы бы много успешнее боролись с бактериями, если бы не так расточительно пользовались лучшим средством борьбы с ними — антибиотиками. Как ни удивительно, но, по одной из оценок, около 70 % антибиотиков в развитых странах скармливается сельскохозяйственным животным, обычно с кормом, просто для ускорения роста или в профилактических целях. Такое применение предоставляет бактериям блестящую возможность развивать сопротивляемость к лекарствам. И они с радостью ухватились за эту возможность.

В 1952 году пенициллин был настолько эффективен против всех штаммов стафилококковых бактерий, что в начале 1960-х годов руководитель ведомства здравоохранения США Уильям Стюарт уверенно заявил: «Пришло время закрыть книгу инфекционных заболеваний. Мы в Соединенных Штатах в основном ликвидировали инфекции». Однако даже в то время, когда он это говорил, около 90 % тех самых бактерий, о которых шла речь, уже находились в процессе выработки устойчивости к пенициллину. Скоро один из новых штаммов, названный Staphylococcus aureus, стойкий к метициллину, стали обнаруживать в больницах. Эффективным против него оставался единственный антибиотик — ваномицин, но в 1997 году одна из больниц в Токио сообщила о появлении штамма, который не поддавался даже ему. За несколько месяцев он распространился еще на шесть японских больниц. Микробы повсюду начали снова выигрывать войну: только в американских больницах от полученных там инфекций ежегодно погибает около четырнадцати тысяч человек. На страницах журнала «Нью-Йоркер» Джеймс Суровицки[296] как-то отметил, что, имея выбор между разработкой антибиотиков, которые будут приниматься ежедневно в течение двух недель, и антидепрессантами, которые будут приниматься ежедневно всю жизнь, фармацевтические компании, естественно, выбирают последнее. Хотя кое-какие антибиотики стали чуть сильнее, фармацевтическая промышленность с 1970-х годов не дала нам никаких принципиально новых антибиотиков.

Наша беспечность еще более вызывает тревогу после того, как было открыто, что многие другие болезни могут иметь бактериальное происхождение. Такие открытия начались в 1983 году, когда врач Барри Маршалл из Перта, штат Западная Австралия, обнаружил, что многие случаи рака желудка и большинство язв желудка вызываются бактерией Helicobacter pylori. И, хотя его открытие было легко проверить, такая точка зрения была настолько неожиданной, что прежде чем она получила общее признание, прошло больше десяти лет. Американский национальный институт здравоохранения, к примеру, официально не одобрял эту идею до 1994 года. «Сотни, а то и тысячи, должно быть, умерли от язвы, чего могло бы не быть», — говорил в 1999 году Маршалл репортеру журнала «Форбс»[297].

Проведенные с тех пор дальнейшие исследования показали, что микробный компонент присутствует или вполне может играть роль при множестве других заболеваний — при болезнях сердца, астме, артрите, рассеянном склерозе, нескольких видах психических расстройств, многих видах рака и даже, как пишут (в журнале Science), при ожирении. Возможно, недалек тот день, когда нам позарез понадобится эффективный антибиотик, а его не окажется.

Возможно, некоторым утешением станет тот факт, что и сами бактерии могут заболеть. Они иногда заражаются бактериофагами (или просто фагами), разновидностью вирусов. Вирус — это необычный и неприятный организм, по незабываемому выражению нобелевского лауреата Питера Медавара, «частица нуклеиновой кислоты, завернутая в плохие новости». Вирусы меньше и примитивнее бактерий и сами по себе не являются живыми. Будучи изолированными, они инертны и безобидны. Но введите их в подходящего хозяина, и они бурно принимаются за дело — начинают жить. Известно около 5000 видов вирусов и многие сотни вызываемых ими болезней — от гриппа и обычной простуды до самых неприятных: оспы, бешенства, желтой лихорадки, эболы, полиомиелита и СПИДа.

Вирусы процветают, захватывая управление живыми клетками и используя их для создания новых вирусов. Они в бешеном темпе размножаются, а затем вырываются наружу в поисках новых клеток для вторжения. Не будучи сами живыми организмами, они могут позволить себе быть крайне примитивными. Многие из них, включая ВИЧ, имеют десяток генов, а то и меньше, тогда как простейшей бактерии требуется несколько тысяч. Кроме того, они очень малы, настолько малы, что их невозможно увидеть в обычный микроскоп. Лишь в 1943 году благодаря электронному микроскопу ученые впервые взглянули на них. Но ущерб причинить они могут громадный. Только в XX столетии оспа унесла жизни около 300 млн человек.

Они также обладают пугающей способностью врываться в мир в новом неожиданном виде, а затем исчезать так же внезапно, как появились. В 1916 году в одном таком случае жители Европы и Америки стали подвергаться странной сонной болезни, получившей известность как летаргический энцефалит. Жертвы засыпали и не просыпались. Их можно было без особого труда разбудить, чтобы поесть и сходить в туалет, они разумно отвечали на вопросы — понимали, кто они и где находятся, хотя постоянно оставались апатичными. Однако, как только их оставляли в покое, они сразу погружались в глубокий сон и находились в таком состоянии, пока их не трогали. Некоторые, прежде чем умереть, пребывали в этом состоянии месяцами. Лишь очень немногие выжили и восстановили сознание, но не прежнюю бодрость. Они находились в состоянии глубокой апатии, «подобно потухшим вулканам», по словам одного из врачей. За десять лет болезнь унесла около 5 млн человек, а затем тихо ушла. Она не привлекла продолжительного внимания, потому что тем временем по миру прокатилась еще более страшная эпидемия — фактически самая страшная в истории.

Иногда ее называют эпидемией «испанки», и она была ужасной. В Первую мировую войну за четыре года погиб 21 млн человек; испанка унесла столько же за первые четыре месяца. Почти 80 % американских потерь в I мировую войну были результатом не огня противника, а инфлюэнцы. В некоторых подразделениях уровень смертности достигал 80 %.

Испанка возникла весной 1918 года как обычный, не смертельный грипп, но каким-то образом в последующие месяцы — никто не знает, как и где, — мутировала в нечто более серьезное. У пятой части жертв были лишь легкие симптомы, но остальные болели тяжело, и многие умерли. Некоторые погибали за считанные часы; другие держались несколько дней.

В Соединенных Штатах первые летальные исходы были отмечены среди моряков в Бостоне в конце августа 1918 года, но эпидемия быстро распространилась на все районы страны. Закрылись школы, развлекательные заведения, люди везде носили маски. Но это слабо помогало. С осени 1918 года и до весны следующего в Америке от гриппа умерли 548 452 человека, в Англии — 220 тысяч, сопоставимые потери наблюдались во Франции и Германии. Никто не знает мировых потерь, поскольку сведения о ситуации в третьем мире были зачастую очень скудными. Число погибших наверняка было не менее 20 млн, но более вероятно, что оно достигало 50 млн. А по некоторым оценкам, общие потери в мире были на уровне 100 млн человек.

Пытаясь получить вакцину, медицинские власти проводили эксперименты над добровольцами в военной тюрьме на Оленьем острове в Бостонском заливе. Заключенным обещали помилование, если те выживут после серии испытаний. Испытания были суровыми, если не сказать больше. Сначала подопытным делали инъекцию вытяжки из зараженной легочной ткани умершего, затем опрыскивали зараженными аэрозолями глаза, нос и рот. Если они еще не поддавались, то им смазывали гортань выделениями, взятыми непосредственно у больных и умирающих. Когда ничто не действовало, их сажали с открытым ртом рядом с приподнятым на подушках тяжелым больным, заставляя его кашлять в лицо испытуемому.

Из 300 — поразительно число — добровольцев врачи выбрали для испытаний 62 человека. Никто не заразился гриппом — ни один. Единственным заболевшим оказался палатный врач, который скоро умер. Возможное объяснение состоит в том, что эпидемия задела эту тюрьму несколькими неделями раньше, и добровольцы, которые все перенесли этот визит, приобрели естественный иммунитет.

Многое относительно эпидемии гриппа 1918 года не вполне ясно или вовсе непонятно. Одна из тайн — каким образом она разразилась внезапно, повсюду, в местах, разделенных океанами, горными хребтами и другими естественными препятствиями. Вне организма хозяина вирус живет не более нескольких часов. Как же он смог появиться в Мадриде, Бомбее и Филадельфии в одну и ту же неделю?

Возможно, ответ заключается в том, что он инкубировался и разносился людьми, у которых были лишь незначительные симптомы или их совсем не было. Даже при обычных вспышках гриппа около 10 % людей в любом коллективе переносят заболевание, не подозревая об этом, потому что не ощущают никаких симптомов. А поскольку они продолжают вращаться среди других, то служат весьма активными распространителями инфекции.

Этим можно объяснить широкое распространение эпидемии, но не то, как ей удалось затаиться на несколько месяцев, прежде чем разразиться повсюду так бурно и почти одновременно. Еще более загадочно то, что самой опустошительной она оказалась среди людей в расцвете лет. Грипп обычно тяжелее всего переносят малолетние дети и пожилые люди, но в 1918 году смертность от эпидемии значительно преобладала среди двадцати-, тридцатилетних. Пожилые люди, возможно, приобрели сопротивляемость благодаря предыдущим заражениям тем же штаммом, но тогда почему болезнь пощадила самых юных? И все же самая большая загадка — почему грипп 1918 года имел такую чудовищную летальность, какой не наблюдалось во время предыдущих эпидемий? До сих пор мы не имеем об этом никакого представления.

Время от времени отдельные штаммы вируса возвращаются. Неприятный «русский вирус», известный как H1N1, вызвал серьезные вспышки заболевания в 1933 году затем в 1950-х годах и снова в 1970-х. Где он находился в промежутках, неясно. Одно из предположений сводится к тому, что вирусы скрываются незамеченными в популяциях диких животных, прежде чем испытать свою силу на новых поколениях людей. Никто не может исключить возможность того, что когда-нибудь «испанка» снова поднимет голову[298].

А если не она, то могут появиться другие. Новые ужасные вирусы возникают постоянно. Лихорадки эбола, ласская и марбургская — все они вспыхивали и угасали, но никто не может сказать, что они не мутируют тихо где-то вдали и не выжидают новую удобную возможность снова разразиться катастрофой. Теперь очевидно, что и СПИД бытовал среди нас дольше, чем кто-либо первоначально предполагал. Исследователи в Манчестерской королевской лечебнице обнаружили, что у матроса, умершего от загадочного неизлечимого заболевания в 1959 году, был СПИД. Однако по неизвестным причинам болезнь практически не проявляла себя еще 20 лет.

Каким-то чудом не свирепствуют пока другие подобные болезни. Ласская лихорадка, впервые обнаруженная в Западной Африке лишь в 1969 году, крайне заразна и плохо изучена. В 1969 году врач, изучавший ласскую лихорадку в лаборатории Йельского университета в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, заболел ею. Он выжил, но, что еще тревожнее, не имевший с ним прямых контактов технический сотрудник одной из соседних лабораторий также заразился и умер.

К счастью, вспышка болезни на этом остановилась, но мы не можем постоянно рассчитывать на такое везение. Наш образ жизни способствует эпидемиям. Путешествия по воздуху позволяют с поразительной легкостью разносить инфекционных возбудителей по планете. Вирус эболы может начать день, скажем, в Бенине, а закончить его в Нью-Йорке, или в Гамбурге, или в Найроби, или во всех трех городах сразу. Это означает, что органам здравоохранения необходимо быть в курсе практически всех существующих в других местах заболеваний, однако ничего подобного пока, конечно, нет. В 1990 году проживавший в Чикаго нигериец во время поездки на родину заразился ласской лихорадкой, но симптомы не проявлялись до его возвращения в Соединенные Штаты. Он скончался в Чикагской больнице без диагноза, никто не принял особых мер предосторожности при его лечении и не догадывался, что это одна из самых смертельных и заразных болезней на планете. Чудом больше никто не заболел. В следующий раз может так не повезти.

И на этой отрезвляющей ноте нам пора вернуться к миру видимых глазу живых существ.

Стать ископаемым нелегко. Участь почти всех живых организмов — более 99,9 % из них — превратиться в компост и исчезнуть. Когда искра вашей жизни погаснет, каждая ваша молекула будет либо съедена, либо смыта, чтобы войти в состав какой-нибудь другой системы. Так уж оно устроено. Даже если вы попадете в малую толику организмов, в те менее 0,1 %, которые не будут переварены, шансы стать окаменелостью все равно очень малы.

Для этого вам надо удовлетворять целому ряду условий. Во-первых, следует закончить жизнь в нужном месте — ископаемые останки сохраняются лишь в 15 % горных пород, так что бесполезно откидывать копыта на площадке из твердого гранита. В интересах дела усопший должен быть похоронен в осадочной породе, где он может оставить отпечаток, подобно древесному листу на жидкой грязи, или разложиться без доступа кислорода, давая возможность растворенным минералам заместить молекулы костей и твердых (и очень редко мягких) тканей для создания окаменелой копии оригинала. Далее, если осадочные породы, в которых находятся окаменелости, небрежно сдавливаются, сминаются или расталкиваются в процессе формирования земной коры, ископаемое должно тем или иным образом ухитриться сохранить узнаваемые очертания. Наконец, и это самое важное, будучи скрытым от глаз на десятки, а то и сотни миллионов лет, оно, наконец, должно быть найдено и признано чем-то заслуживающим сохранения.

Считается, что лишь примерно одна кость из миллиарда превращается в окаменелость. Если это так, то значит, что от живущих ныне американцев — это 270 млн человек, с 206 костями каждый, — останется только около 50 костей, четверть полного скелета. Это, конечно, не значит, что какую-нибудь из этих костей вообще найдут. Принимая во внимание то, что они могут быть похоронены где угодно на площади более 9,3 млн км² и сколь мало из этого когда-либо будет перекопано и тем более изучено, было бы чудом, если бы там хоть что-нибудь нашли. Ископаемые останки во всех отношениях являются исчезающе редкими. Большинство тех, кто когда-то обитал на Земле, не оставили никаких следов. Полагают, что менее одного вида из 10 тысяч внесли свою запись в летописи окаменелостей. Это уже само по себе потрясающе мало. Правда, если принять распространенную оценку, что Земля за свою бытность породила 30 млрд видов живых созданий, и утверждение Ричарда Лики и Роджера Левина[299] (в книге «Шестое вымирание»), что среди ископаемых насчитывается 250 тысяч видов существ, соотношение составит всего один на 120 тысяч[300]. В любом случае то, чем мы располагаем, — это всего лишь ничтожная часть оставшихся нам образцов живых созданий, которые обитали на нашей планете.

Более того, имеющиеся у нас данные безнадежно неравномерны. Большинство обитавших на суше животных, разумеется, погибали не в осадочных породах. Они падали в открытых местах, и их съедали или оставляли гнить под небом до полного исчезновения. В результате данные об ископаемых чуть ли не до нелепости отклоняются в сторону морских существ. Примерно 95 % всех находящихся в нашем распоряжении ископаемых остатков относятся к животным, которые когда-то обитали под водой, главным образом на морских мелководьях.

Я упоминаю обо всем этом для того, чтобы объяснить, почему пасмурным февральским днем отправился в Лондоне в Музей естественной истории на встречу с веселым, чуть небрежно одетым и очень располагающим к себе палеонтологом Ричардом Форти.

Форти знает страшно много о страшно многом. Он автор блестящей ироничной книги, озаглавленной «Жизнь: несанкционированная биография», охватывающей всю панораму развития живого мира. Но его первой любовью были трилобиты — вид морских существ, которые когда-то кишели в морях ордовикского периода, но не дожили до нашего времени, разве что только в виде окаменелостей. Все трилобиты имели одинаковое основное строение: они состояли из трех частей или долей: головы, хвоста, торакса, иначе грудной клетки, — отсюда и название. Форти нашел своего первого трилобита, когда мальчишкой карабкался по скалам у залива Сент-Дэвид в Уэльсе. И они захватили его на всю жизнь.

Он провел меня в галерею, уставленную металлическими шкафами. Все шкафы были заполнены неглубокими выдвижными ящиками, а ящики полны окаменевшими трилобитами — в общей сложности 20 тысяч образцов.

«Кажется, что много, — согласился Форти. — Но если помнить, что миллионы и миллионы трилобитов жили в древних морях миллионы и миллионы лет, то 20 тысяч не так уж много. И большинство из них лишь неполные образцы. Найти целого окаменевшего трилобита все еще большая удача для палеонтолога».

Трилобиты впервые появились — полностью сформировавшимися, словно из ниоткуда, — около 540 млн лет назад, вблизи начала огромного всплеска сложных форм жизни, который в популярной литературе называют кембрийским взрывом. А затем, спустя примерно 300 млн лет, они исчезли вместе со многими другими организмами во время величайшего и до сих пор загадочного пермского вымирания. Как и в отношении всех исчезнувших созданий, существует соблазн считать их неудачниками, но фактически они относятся к самым успешным животным из когда-либо обитавших на Земле. Они царствовали 300 млн лет — в 2 раза дольше динозавров, которые сами пережили очень многих в истории. Люди, подчеркивает Форти, пока что прожили полпроцента этого срока.

Имея в своем распоряжении столько времени, трилобиты достигли поразительного разнообразия. По большей части они оставались небольшими, величиной с нынешних жуков, но некоторые достигали размеров тарелки. Вместе они составляли по меньшей мере пять тысяч родов и шестьдесят тысяч видов — хотя все время обнаруживаются новые. Форти недавно был на конференции в Южной Америке. Там к нему обратилась сотрудница одного небольшого провинциального аргентинского университета. «У нее была коробка, полная интереснейших вещей — трилобитов, которые никогда не встречались в Южной Америке, да и где бы то ни было еще, и многого другого, но не было условий для их изучения и средств для сбора других образцов. Огромные области мира все еще остаются неисследованными». — «В смысле трилобитов?» — «Нет, во всех смыслах».

На протяжении всего XIX века трилобиты были чуть ли не единственной известной формой ранних сложных живых существ, и по этой причине их усердно собирали и изучали. Большой загадкой было их внезапное появление. Даже теперь, говорил Форти, когда проходишь сквозь породу эру за эрой, не обнаруживая никаких видимых признаков живых существ, может произойти поразительная вещь — «в ваши нетерпеливо ждущие находок руки вдруг вывалится целый Profallotaspis или Elenellus размером с краба». Это были создания, имевшие конечности, жабры, нервную систему, щупающие усики, «что-то вроде мозга», по словам Форти, и самые необычные в мире глаза. Они состояли из палочек кальцита, того же вещества, что образует известняк, и были самым древним зрительным органом. Более того, древнейшие трилобиты составляли не какой-нибудь один отважный вид, они насчитывали десятки видов и обитали не в одном-двух местах, а повсюду. Многие люди, размышлявшие над этим явлением в девятнадцатом веке, видели в нем доказательство Божьего творения и опровержение эволюционных идей Дарвина. Если эволюция протекает медленно, говорили они, тогда как он объяснит внезапное появление сложных, полностью сформировавшихся существ? Говоря по правде, он не мог этого сделать.

И так бы оно всегда и оставалось, если бы однажды в 1909 году, за 3 месяца до 50-летия выхода в свет Дарвинова «Происхождения видов», палеонтолог Чарлз Дулиттл Уолкотт не сделал в канадских Скалистых горах выдающегося открытия.

Уолкотт родился в 1850 году в Ютике, штат Нью-Йорк, в семье со скромным достатком, который стал еще более скромным после внезапной смерти отца, когда Чарлз был еще ребенком. В детстве Уолкотт обнаружил способность находить ископаемые окаменелости, особенно трилобитов, и собрал приличную коллекцию, которую купил Луис Агассиз для своего музея в Гарварде за кругленькую сумму — около 45 тысяч долларов в деньгах того времени. Хотя Уолкотт всего лишь закончил среднюю школу, а в естественных науках был самоучкой, он стал крупным специалистом по трилобитам и первым установил, что они относятся к членистоногим, типу, включающему современных насекомых и ракообразных.

В 1879 году Уолкотт поступил полевым изыскателем в только что созданную Геологическую службу Соединенных Штатов и после пятнадцати лет безупречной работы возглавил ее. В 1907 году он был назначен секретарем Смитсоновского института, и на этом посту оставался до своей кончины в 1927 году. Несмотря на административные обязанности, он продолжал выезжать в поле и очень много писал. «Его книги занимают в библиотеке целую полку», — отмечает Форти. Не случайно он также был одним из директоров-основателей Национального консультативного комитета по аэронавтике, который со временем стал Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства — НАСА и тем самым справедливо может считаться дедушкой космического века.

Но за что его помнят и ныне, так это за многообещающую, хотя и случайную находку поздним летом 1909 года в Британской Колумбии, высоко в горах над городком Филд. Традиционная версия состоит в том, что Уолкотт с женой ехали по горной тропе, когда конь жены заскользил на рассыпанных камнях. Спешившись, чтобы помочь, Уолкотт обнаружил, что конь выворотил кусок глинистого сланца, содержавший окаменелости ракообразных, очень древние и необычного вида. Шел снег — в канадских Скалистых горах зима приходит рано, — так что они не стали задерживаться, но на следующий год Уолкотт при первой же возможности вернулся на это место. Проследив предполагаемый путь оползня, он вскарабкался на 250 метров ближе к вершине. Там, на высоте 2,5 тысячи метров над уровнем моря, он нашел обнажение сланца размером с городской квартал, содержавшее непревзойденный по разнообразию выбор окаменелостей, относившихся к периоду бурного расцвета сложных форм жизни — знаменитому кембрийскому взрыву. Уолкотт, по существу, нашел Святой Грааль палеонтологии. Обнажение стало известно как Берджесские сланцы, по имени горного хребта, на котором оно было обнаружено, и долгое время служило «единственной панорамой начала современной жизни во всей ее полноте», — так писал в своей популярной книге «Удивительная жизнь» покойный Стивен Джей Гоулд.

Всегда дотошный Гоулд, прочитав дневники Уолкотта, обнаружил, что история открытия Берджесских сланцев, похоже, несколько приукрашена — Уолкотт нигде не упоминает ни о поскользнувшейся лошади, ни о снегопаде, но, бесспорно, это было выдающееся открытие.

Нам, чье пребывание на Земле ограничено пролетающими, как легкий ветерок, несколькими десятилетиями, невозможно по достоинству оценить, каким далеким от нас по времени был кембрийский взрыв. Если бы было возможно полететь в прошлое со скоростью одного года в секунду, то путь до времени рождения Христа занял бы полчаса, а до появления на Земле человека чуть более трех недель. Но чтобы достичь начала кембрийского периода, потребовалось бы двадцать лет. Другими словами, это было очень давно, и мир был тогда совсем другим.

Прежде всего, 500 и более миллионов лет назад, когда формировались Берджесские сланцы, он находился не на вершине горы, а у ее подножия. Точнее, на океанском мелководье у основания крутой скалы. Моря в то время кишели жизнью, но обычно животные не оставляли после себя следов, потому что их тела были мягкими и после гибели разлагались. Но в Берджессе обвалилась скала, и погребенные под илом и рухнувшими обломками существа оказались спрессованными, как цветочки в книге; их очертания сохранились во всех подробностях.

Во время ежегодных летних поездок с 1910 по 1925 год (к тому времени ему было 75 лет) Уолкотт откопал и доставил в Вашингтон для дальнейших исследований десятки тысяч образцов (Гоулд утверждает, что восемьдесят тысяч; обычно безупречные в отношении проверки фактов сотрудники National Geographic называют 60 тысяч). И по количеству образцов, и по их разнообразию коллекция не имела себе равных. У некоторых окаменелостей были панцири, но у многих не было. Некоторые существа были зрячими, другие слепыми. Разновидностей было огромное количество — 140 видов, согласно одному из подсчетов. «Берджесские сланцы охватывали такое разнообразие анатомического строения существ, какого никогда больше не встречалось и с которым не сравнятся даже все современные создания, живущие в мировом океане», — писал Гоулд.

К сожалению, согласно Гоулду Уолкотт не сумел понять значения своего открытия. «Превращая победу в поражение, — писал Гоулд в другой книге «Восемь поросят», — Уолкотт принялся всячески искажать суть своих потрясающих находок». Он поместил своих ископаемых в современные классы, превратив их в предшественников сегодняшних червей, медуз и других существ, тем самым не сумев оценить их своеобразие. «При таком толковании, — печально отмечал Гоулд, — жизнь начиналась с зародышевой незатейливости и непреклонно, предсказуемо развивалась дальше, к большему и лучшему».

В 1927 году Уолкотт умер, и о берджесских ископаемых в основном забыли. Почти полвека они оставались запертыми в ящиках Американского музея естественной истории в Вашингтоне; о них редко кто наводил справки, никто не изучал их внимательно. Затем в 1973 году посмотреть коллекцию приехал аспирант Кембриджского университета Саймон Конвей Моррис и был поражен увиденным. Ископаемые были много разнообразнее и великолепнее, чем давал понять в своих трудах Уолкотт. В биологической систематике типами называют совокупности видов, у которых совпадают общие черты в строении организма. Но здесь, как убедился Конвей Моррис, ящик за ящиком были полны неповторимыми анатомическими особенностями. Было поразительно и непостижимо, почему они остались нераспознанными нашедшим их ученым.

Конвей Моррис вместе со своим руководителем Гарри Уиттингтоном и коллегой аспирантом Дереком Бриггсом несколько лет приводили в систему всю коллекцию и, делая открытие за открытием, выпускали одну за другой увлекательные монографии. Многие существа имели строение тела, не похожее ни на что встречавшееся до или после. У одного из них, Opabinia, было пять глаз и нечто вроде хобота с клешнями на конце. Другое, названное Peytoia, комически напоминало круглый ломтик ананаса. Третье, видимо ковылявшее на подобных ходулям ногах, выглядело таким страшным и нелепым, что получило название Hallucigenia. В коллекции было столько неожиданных новинок, что однажды Конвей Моррис, открывая очередной ящик, пробормотал ставшее знаменитым: «Твою мать, только не новый таксон!»

Анализ коллекции, выполненный группой английских ученых, показал, что кембрий был временем небывалых новаторств и экспериментирования в области строения организмов. Почти 4 млрд лет жизнь попусту теряла время, без всяких видимых порывов к усложнению, а потом вдруг за какие-то 5-10 млн лет создала все основные формы строения организмов, существующие и поныне. Назовите любое существо, от круглого червя до Кэмерон Диас, и увидите, что все они имеют строение, впервые появившееся на кембрийском празднике жизни.

Однако, что еще более удивительно, нашлось много вариантов строения тела, которым, так сказать, не выпал счастливый жребий, и их никто не унаследовал. Среди берджесских животных, по словам Гоулда, насчитывалось по крайней мере пятнадцать, а то и двадцать таких, которые не принадлежат ни к одному признанному таксону. (В некоторых популярных описаниях это число вскоре выросло до сотни — много больше того, о чем когда-либо говорили кембриджские ученые). «История жизни, — писал Гоулд, — это история массового устранения форм, с последующей дифференциацией немногих выживших линий, а вовсе не привычная повесть о непрерывном совершенствовании, усложнении и многообразии». Выходит, эволюционный успех — это что-то вроде лотереи.

У одного вида, которому удалось проскользнуть сквозь сито эволюции, небольшого, похожего на червя существа, названного Pikaia gracilens, нашли зачаточный позвоночный столб, что делает его самым древним из известных предков всех более поздних позвоночных, включая нас самих. Pikaia отнюдь не изобиловал в берджесской коллекции ископаемых, так что одному богу известно, насколько близки они были к вымиранию. Гоулд не оставляет тени сомнения, что считает нашу наследственную линию счастливой случайностью. Он пишет: «Перемотайте пленку жизни обратно к первым дням Берджесских сланцев; проиграйте снова с той же начальной точки, и шансы становятся такими исчезающе малыми, какие только соблаговолит представить человеческий разум».

«Удивительная жизнь» Гоулда вышла в свет в 1989 году под всеобщее одобрение критиков и имела большой коммерческий успех. Что не было широко известно, так это то, что многие ученые были совершенно не согласны с выводами Гоулда и что скоро все это приобретет весьма некрасивый оборот. А само слово «взрыв» в отношении кембрия будет скорее применимо к современным страстям, чем к особенностям физиологии допотопных существ.

Как мы теперь знаем, сложные организмы в действительности существовали по крайней мере за 100 млн лет до кембрия. И мы должны были бы узнать об этом значительно раньше. Примерно через сорок лет после открытия Уолкотта в Канаде на другой стороне планеты, в Австралии, молодой геолог по имени Реджинальд Спригг открыл нечто еще более древнее и по-своему не менее удивительное.

В 1946 году Спригг, молодой помощник геолога, состоявший на государственной службе в штате Южная Австралия, был послан обследовать заброшенные шахты в Эдиакарских холмах хребта Флиндерса, в малолюдном, выжженном солнцем крае в 500 километрах от Аделаиды.

Целью было посмотреть, нет ли там старых шахт, которые можно бы с выгодой разрабатывать, применяя новую технику, так что Спригг вовсе не занимался изучением горных пород на поверхности, тем более ископаемыми организмами. Но однажды, присев закусить, Спригг машинально перевернул кусок песчаника и был — мягко выражаясь — удивлен, увидев, что вся поверхность камня усеяна хрупкими ископаемыми остатками, скорее чем-то вроде отпечатков листьев на грязи. Эти породы относились к периоду, который предшествовал кембрийскому взрыву. Спригг наблюдал первые проявления видимой глазом жизни.

Спригг послал статью в Nature, но ее отклонили. Тогда он зачитал ее на очередном ежегодном собрании Австрало-Новозеландской ассоциации содействия развитию науки, но не нашел поддержки у главы ассоциации, который сказал, что эдиакарские отпечатки — всего лишь «случайные следы неорганического происхождения», узоры, оставленные ветром, дождями или приливами и отливами, но только не живыми существами. Все еще не потеряв надежду, Спригг поехал в Лондон и представил свои открытия Международному геологическому конгрессу 1948 года, но и здесь не встретил интереса или понимания. В конце концов, не найдя ничего лучшего, он опубликовал результаты своих открытий в «Трудах Королевского общества Южной Австралии». Потом ушел с государственной службы и занялся поисками нефти.

9 лет спустя, в 1957 году, школьник, которого звали Роджер Мейсон, гуляя в Чарнвудском лесу в Центральной Англии, нашел камень с неизвестным ископаемым, напоминавшим морское перо и в точности походившим на один из образцов, которые обнаружил Спригг и с тех пор пытался поведать о них миру. Школьник передал его палеонтологу из Лестерского университета. Тот сразу определил его докембрийское происхождение. Юный Мейсон передал снимок своей находки в газеты и стал не по годам прославленным героем дня; он по сию пору фигурирует во множестве книг. Находку назвали в его честь Charnia masoni.

Сегодня некоторые первоначальные эдиакарские находки Спригга вместе со многими из других пятнадцати тысяч образцов, собранных с тех пор на хребте Флиндерса, можно увидеть в стеклянном стенде в зале на верхнем этаже внушительного и красивого Южно-Австралийского музея в Аделаиде, но они не привлекают особого внимания. Изящные узоры не слишком отчетливы, чтобы приковывать к себе взгляды неподготовленных посетителей. Большинство из них невелики, имеют форму круга с редкими извилистыми полосками. Форти описывал их как «мягкотелые диковины».

До сих пор среди ученых очень мало согласия относительно того, что представляли собой эти существа и каким образом они существовали. У них, насколько можно судить, не было рта или анального отверстия, посредством которых можно было бы поглощать пищу и удалять переваренные вещества, не было и никаких внутренних органов, которыми можно было бы эти вещества перерабатывать. «При жизни, — говорит Форти, — большинство из них, вероятно, просто лежало на поверхности песчаных отложений, подобно мягким, бесформенным неподвижным камбалам». Самые активные из них не превосходили подвижностью медуз. Все эдиакарские существа были диплобластическими, то есть состояли из двух слоев ткани. За исключением медуз все животные ныне являются триплобластическими.

Некоторые специалисты считают, что они вообще были не животными, а скорее чем-то вроде растений или грибов. Различия между растениями и животными не всегда ясны даже теперь. Современная губка проводит жизнь, прикрепившись к одному месту, у нее нет глаз, мозга или работающего сердца, и все же она животное. «В докембрии различия между растениями и животными, вероятно, были еще менее отчетливыми, — говорит Форти. — Нет такого критерия, который бы убедительно отделял одно от другого».

Нет согласия и в отношении того, что эдиакарские существа являются предками чего-либо живущего ныне (за исключением, возможно, некоторых видов медуз). Многие авторитеты видят в них неудачный эксперимент, несостоявшуюся попытку усложнения, возможно, из-за того, что инертные эдиакарские существа были сожраны или вытеснены более гибкими, приспособляемыми и сложными животными кембрийского периода.

«Среди нынешних существ нет ничего даже близко похожего на них, — пишет Форти. — Их вообще трудно расценивать как предков тех, кто последует за ними».

Складывалось впечатление, что в конечном счете они не сыграли такой уж важной роли в развитии жизни на Земле. Многие авторитеты считали, что на грани докембрия и кембрия имело место массовое вымирание и что всем эдиакарским существам (за исключением, возможно, некоторых медуз) не удалось перейти на следующую ступень развития. Другими словами, подлинное развитие сложной жизни началось с кембрийского взрыва. Во всяком случае, так представлял себе Гоулд.

Что касается ревизии ископаемых из Берджесских сланцев, то почти сразу подобные интерпретации стали ставить под сомнение, в особенности трактовку этих интерпретаций Гоулдом. «С самого начала нашлись ученые, сомневавшиеся в правильности оценки, данной Стивом Гоулдом, как бы ни восхищались они манерой ее изложения», — писал Форти в журнале «Лайф». И это еще мягко сказано.

«Если бы Стивен Гоулд мог мыслить так же ясно, как пишет!» — внес свою лепту в этот лай ученый муж из Оксфорда Ричард Докинс в первой же строке своей рецензии на «Удивительную жизнь» (в газете «Санди телеграф»). Докинс признавал, что книга «захватывающая» и «написана искусным пером», но обвинял Гоулда в «высокопарности и близких к нечестности» неправильных толкованиях фактов, представлявших дело таким образом, будто бы пересмотр берджесской коллекции ошеломил мир палеонтологов. «Точки зрения, на которую он нападает — что эволюция неумолимо движется к такой кульминации, как человек, — не придерживаются уже полсотни лет», — кипел Докинс.

Между тем именно так были склонны описывать ситуацию многие журналисты-обозреватели. Один из них, публикуясь в «Нью-Йорк таймс бук ревью», балагурил о том, что после книги Гоулда ученые «отбрасывают некоторые предрассудки, которые они не проверяли много поколений. Нехотя или с восторгом, но они признают, что человек в той же мере является случайным порождением природы, как и результатом последовательного развития».

Но настоящий накал направленных против Гоулда страстей возник из убеждения, что многие его выводы были просто ошибочными или же безответственно раздуты. Докинс в журнале Evolution атаковал утверждение Гоулда о том, что «эволюция в кембрийский период была процессом иного рода, чем ныне», и с раздражением отмечал неоднократные упоминания Гоулда, что «кембрий был периодом эволюционного „эксперимента“, эволюционных „проб и ошибок“, эволюционных „фальстартов“… Это было плодородное время, когда возникли все великие "основные формы строения организма". В наше время эволюция просто подправляет старые формы. Тогда, в кембрии, возникли новые таксоны и новые классы. В наши дни мы получаем лишь новые виды!»

Отмечая, как часто повторяют эту мысль — о том, что нет новых форм строения организма, — Докинс пишет: «Получается вроде того, что садовник, взглянув на дуб, озадаченно замечает: „Не странно ли, что вот уже много лет на этом дереве не появляется новых крупных сучьев? Теперь весь новый прирост состоит из тонких веточек“».

«Удивительное было время, — говорит теперь Форти, — особенно когда вспоминаешь, что все вертелось вокруг того, что происходило 500 млн лет назад, но страсти действительно разбушевались. В одной из книг я в шутку заметил, что, прежде чем взяться за кембрийский период, мне хочется надеть защитную каску, но в самой шутке была известная доля истины».

Но самой странной была реакция одного из героев «Удивительной жизни», Саймона Конвея Морриса, который поразил многих палеонтологов, обрушившись на Гоулда в собственной книге «Тигель творения». «Я никогда не встречал такой озлобленности в книге интеллигентного человека, — писал позднее Форти. — Случайный читатель «Тигля творения», не знакомый с предысторией, ни за что не догадается, что когда-то взгляды автора приближались к взглядам Гоулда (если вообще не совпадали с ними)».

Когда я спросил об этом Форти, тот ответил: «Что тут сказать, все это выглядело довольно странно, даже гадко, потому что Гоулд очень лестно отзывался о нем. Могу лишь предположить, что Саймон смутился. Знаете, наука меняется, а книги остаются, и я полагаю, что он сожалел, что так непоправимо связан со взглядами, которые теперь он не во всем разделял. Там было упоминание о той истории с «Твою мать, только не новый таксон!», и я предполагаю, он сожалел, что приобрел из-за нее такую славу. Читая книгу Саймона, никогда не подумаешь, что его взгляды когда-то были почти идентичны взглядам Гоулда».

Все дело было в том, что начался период критической переоценки ископаемых раннего кембрия. Форти и Дерек Бриггс, еще один из главных героев книги Гоулда, применили для сравнения различных берджесских ископаемых метод, известный как кладистика. Несколько упрощенно, кладистика — это систематизация организмов по общим характерным чертам. Форти в качестве примера приводит идею сравнить землеройку со слоном. Если принять во внимание удивительный хобот и большие размеры слона, можно сделать вывод, что у него мало общего с крошечной землеройкой. Но если бы вы сравнили их обоих с ящерицей, то увидели бы, что слон и землеройка имеют очень много общего в строении тела. По сути, Форти имеет в виду, что там, где Гоулд видел слонов и землероек, они с Бриггсом видели млекопитающих. По их мнению, берджесские существа не столь уж необычны и разнообразны, как это кажется на первый взгляд. «Они подчас не удивительнее трилобитов, — говорил мне Форти. — Просто почти за сто лет мы привыкли к трилобитам. Хорошее знакомство, знаете ли, порождает немного пренебрежительное отношение».

Следует заметить, что все это не было результатом небрежности или невнимательности. Объяснение форм и родства древних животных часто на основании деформированных и фрагментарных находок — дело весьма мудреное. Эдвард О. Вильсон отметил, что если отобрать отдельные виды современных насекомых и представить их как ископаемых вроде берджесских, никто ни за что не догадается, что все они принадлежат к одному таксону, настолько различно их строение. Важную роль в пересмотре также сыграло открытие еще двух мест с раннекембрийскими окаменелостями — в Гренландии и в Китае, а также несколько разрозненных находок, которые вместе ввели в оборот много новых и порой даже лучших образцов.

В результате выяснилось, что берджесские ископаемые, в конце концов, не так уж сильно разнятся. Оказалось, что Hallucigenia была реконструирована вверх ногами. Ее похожие на ходули ноги фактически были шипами и располагались вдоль спины. Обнаружилось, что Peytoia, похожее на ломтик ананаса странное существо, было не отдельным организмом, а лишь частью более крупного животного, названного Anomalocaris. Многие берджесские образцы теперь отнесены к существующим таксонам — тем самым, куда их с самого начала поместил Уолкотт. Считается, что Anomalocaris и некоторые другие родственны Onychophora, группе гусеницеподобных животных. Другие были переклассифицированы как предшественники современных кольчатых червей. Фактически, говорит Форти, «имеется сравнительно немного кембрийских моделей, которые были бы совершенно оригинальными. Чаще они оказываются просто интересными разновидностями уже хорошо известных форм». «Нет ничего более странного, чем нынешний усоногий рак, и более фантастического, чем матка у термитов», — писал он в «Лайф».

Так что в конечном счете образцы из Берджесских сланцев были не такими уж впечатляющими. Но от этого, как писал Форти, «они не сделались менее интересными или необычными, просто стали более объяснимыми». Причудливое строение их тел было своего рода буйством юности — эволюционный эквивалент шипов в волосах или пирсинга в языке. В конце концов с возрастом их формы обрели более уравновешенный, устойчивый характер.

Но все еще оставался вечный вопрос: откуда взялись все эти животные, как они вдруг появились из ниоткуда? Увы, оказывается, кембрийский взрыв мог вовсе и не быть таким уж бурным. Животные кембрийского периода, как теперь считают, вероятно, существовали долгое время, но просто были слишком малы, чтобы их разглядеть. Снова ключ к разгадке дали трилобиты — особенно в отношении того казавшегося окруженным таинственностью более или менее одновременного появления различных типов трилобитов на далеко разбросанных по всему земному шару местонахождениях.

На первый взгляд кажется, что внезапное появление множества полностью сформировавшихся, но разнообразных существ по всему миру добавляет загадочности кембрийскому взрыву, но на самом деле все как раз наоборот. Одно дело, если хорошо сформировавшееся существо вроде трилобита появляется обособленно — это действительно нечто удивительное, — но одновременное появление множества их, весьма различных, но родственных друг другу, в таких отдаленных захоронениях окаменел остей, как Китай и Нью-Йорк, явно наводит на мысль, что нами упущена значительная часть их истории. Не могло быть более убедительного свидетельства того, что у них был общий предок — какой-нибудь дедовский вид, положивший начало линии в весьма отдаленном прошлом.

А причина того, как теперь считают, что мы не нашли более ранние виды, состоит в том, что они были слишком малы, чтобы сохраниться. Форти говорит: «Нет необходимости быть большим, чтобы представлять собой прекрасно функционирующий сложный организм. Сегодня море кишит крошечными членистоногими, у которых не найдено ископаемых предшественников». Он приводит пример мелких веслоногих, которых в современных морях насчитываются триллионы, и они собираются на мелководьях в таких количествах, что большие участки океана приобретают черный цвет. И тем не менее, все, что нам известно об их происхождении, так это единственный образчик, найденный в теле древней ископаемой рыбы.

«Кембрийский взрыв, если это подходящее слово, скорее является увеличением размеров, нежели внезапным появлением новых строений организма, — говорит Форти. — И оно происходило довольно быстро, так что в этом смысле, я полагаю, это был взрыв». Имеется в виду что их история в чем-то подобна истории млекопитающих, которые сотни миллионов лет ждали своего часа, пока не освободили место динозавры, а затем, по-видимому, быстро вырвались вперед и в изобилии расплодились по всей планете. Возможно, и членистоногие с другими триплобластами в полумикроскопической безвестности ожидали, когда окончится время господствовавших эдиакарских организмов. Форти говорит: «Известно, что млекопитающие поразительно быстро выросли в размерах после ухода со сцены динозавров, хотя когда я говорю, что это случилось внезапно, то, разумеется, имею в виду в геологическом смысле. Мы пока еще говорим о миллионах лет».

Кстати, Реджинальд Спригг в конце концов получил запоздалое признание. В его честь был назван один из главных родов древних существ, Spriggina, а также несколько видов, а все вместе стало известно как эдиакарская фауна, по названию гор, где он производил поиски. Правда, к тому времени Спригг давно перестал охотиться за ископаемыми. Оставив геологию, он основал процветающую нефтяную компанию и со временем отошел от дел, поселившись у хребта Фландерса, где организовал заповедник. Умер он состоятельным человеком в 1994 году.

Если подходить к жизни с человеческими мерками, а иной подход, понятно, был бы для нас затруднительным, то она представляется довольно странной штукой. Ей не терпелось начаться, но, когда начало было положено, она, казалось, не очень торопилась двигаться дальше.

Рассмотрим лишайник. Лишайники, пожалуй, одни из самых стойких организмов на Земле, которые можно увидеть невооруженным глазом. Но вместе с тем они и среди самых непритязательных. Они будут успешно расти под солнышком на кладбище, но особенно хорошо разрастаются в среде, на которую не польстился бы никакой другой организм, — на продуваемых ветром горных вершинах и на пустынных арктических пространствах, где имеется хотя бы немного каменистых пород, дождит, холодно и почти нет конкурентов. В Антарктиде, где практически ничто не растет, можно найти обширные пространства, покрытые лишайниками 400 разновидностей, которые преданно льнут к каждой исхлестанной ветрами скале.

Долгое время люди не могли понять, как это им удается. Из-за того что лишайники росли на голых скалах без очевидных признаков питания и не давали семян, многие люди — в том числе ученые — считали, что это камни, постепенно превращающиеся в растения. «Неживой камень самопроизвольно становится живым растением!» — радовался в 1819 году один из исследователей, доктор Хорншух[301].

При более близком рассмотрении оказалось, что лишайники — существа скорее интересные, чем загадочные. По существу, это партнерство грибов и водорослей. Грибы выделяют кислоты, растворяющие поверхность камня, освобождая минералы, которые водоросли превращают в достаточное для обоих количество продуктов питания. Не очень захватывающее, но явно успешное решение. В мире насчитывается более 20 тысяч видов лишайников.

Как и большинство созданий, процветающих в суровых условиях, лишайники растут медленно. Чтобы вырасти до размеров рубашечной пуговицы, лишайнику может потребоваться более полстолетия. А те, что размером с обеденную тарелку, как пишет Дэвид Аттенборо, «возможно, насчитывают сотни, а то и тысячи лет». Трудно представить более скудное существование. «Они просто существуют, — добавляет Аттенборо, — подтверждая трогательный факт, что даже на самом примитивном уровне жизнь, очевидно, протекает просто ради самой себя».

Легко упустить из виду эту мысль — что жизнь просто есть. Как люди, мы склонны полагать, что жизнь должна иметь смысл. Мы строим планы, к чему-то стремимся, испытываем желания. Хотим без конца пользоваться всеми благами дарованного нам пьянящего существования. Но что есть жизнь для лишайника? И все же его стремление существовать, быть, ничуть не слабее нашего — можно утверждать, что даже сильнее. Если бы мне сказали, что придется десятки лет оставаться пушистым налетом на каком-нибудь камне в лесной глуши, думаю, что у меня пропала бы всякая воля к жизни. А у лишайников не пропадает. Подобно практически всем живым существам, они будут подвергаться различным невзгодам, терпеть любые обиды ради лишнего мгновения жизни. Словом, жизнь хочет быть. Но — и тут интересный момент — большей частью она не хочет, чтобы ее было много.

Пожалуй, это несколько странно, потому что у жизни была уйма времени, чтобы проявить свои амбиции. Если представить 4500 млн лет истории нашей планеты сжатыми в один обычный земной день, то жизнь начинается очень рано — с появлением первых простейших одноклеточных организмов около 4 часов утра. Но затем она стоит на месте в течение следующих 16 часов — почти до половины девятого вечера. Только когда уже прошло пять шестых суток, у Земли появляется возможность показать Вселенной что-то большее, чем оболочку, кишащую микробами. Тогда, наконец, появляются первые морские растения, а через 20 минут медузы и загадочная эдиакарская фауна, впервые открытая Реджинальдом Сприггом в Австралии. В 21:04 на сцену выплывают трилобиты и почти вслед за ними хорошо сложенные существа Берджесских сланцев. Перед самыми десятью часами на суше начинают подниматься растения. Вскоре, менее чем за 2 часа до конца дня, появляются первые сухопутные животные.

Благодаря продолжавшейся минут десять ласковой, полной благоухания погоде Земля около 22:24 покрывается огромными каменноугольными лесами, чьи остатки составляют все доступные нам запасы угля; тогда же появляются первые крылатые насекомые. Динозавры взгромождаются на сцену перед одиннадцатью часами и царят там примерно три четверти часа. За 21 минуту до полуночи они исчезают, и наступает век млекопитающих. Люди появляются за минуту и 17 секунд до полуночи. В этом масштабе вся наша писаная история продолжалась бы не более нескольких секунд, а жизнь отдельного человека всего мгновение. На протяжении этого весьма и весьма ускоренного дня материки передвигаются с места на место, опрометчиво сталкиваясь друг с другом. Вздымаются и исчезают горы, приливают и отливают океанские воды, наступают и отступают ледники. И среди всего этого примерно трижды в минуту где-нибудь на планете происходят вспышка и хлопок, свидетельствующие о столкновении с астероидом размером с мэнсонский, а то и больше. Удивительно, что в такой осыпаемой ударами и неустойчивой среде может хоть что-то выжить. На самом деле очень немногим удается протянуть здесь долго.

Пожалуй, еще более впечатляющим способом осознать всю недавность нашего присутствия в этой исторической картине, растянувшейся на 4,5 миллиарда лет, было бы как можно шире развести руки, представив, что это условно означает всю историю Земли. В этом масштабе, как пишет Джон Макфи, расстояние от кончиков пальцев одной руки до запястья другой будет докембрием. Вся сложная жизнь находится в одной кисти руки, «а человеческую историю можно было бы ликвидировать одним взмахом пилки для ногтей средней насечки».

К счастью, такого пока не случилось, но шансы достаточно велики. Мне бы не хотелось вносить нотку уныния, но факт остается фактом: жизнь на Земле обладает одним очень характерным свойством — она подвержена вымираниям. Причем регулярным. При всех стараниях создать и сохранить себя виды падают духом и погибают с поразительной регулярностью. И чем сложнее они становятся, тем, кажется, скорее вымирают. Возможно, в этом одна из причин того, что жизнь не так уж амбициозна.

Каждый раз, когда жизнь совершает нечто дерзновенное, это становится событием. Но мало найдется событий, столь чреватых важными последствиями, как выход живых существ из моря на сушу. И это событие позволяет перейти к новому этапу нашего повествования.

Суша была крайне труднодоступной средой: жаркой, сухой, заливаемой интенсивным ультрафиолетовым излучением, лишенной подъемной силы воды, позволяющей двигаться без особых усилий. Для обитания на суше живым существам требовалось претерпеть коренные изменения в анатомии. Возьмите рыбину за хвост и голову, и она прогнется посередине — позвоночник слишком слаб, чтобы ее держать. Для жизни вне воды морские существа нуждались в новом, выдерживающем тяжесть внутреннем строении — такая приспособленность не обретается за одну ночь. Кроме того, совершенно очевидно, что любому сухопутному существу пришлось бы прежде всего вырабатывать привычку получать кислород непосредственно из воздуха, а не выцеживать его из воды. Это было непростым делом. С другой стороны, налицо была веская побудительная причина выйти из воды: там становилось опасно. Постепенное слияние материков в единый сухопутный массив, Пангею, означало, что становилось значительно меньше береговой линии, чем ранее, а отсюда меньше прибрежной среды обитания. Так что борьба за существование была ожесточенной. Кроме того, на месте действия появился новый вид хищника, всепожирающего, нарушающего нормальный ход жизни и так идеально приспособленного для нападения, что он почти не изменился за все долгие эпохи своего существования — это акула[302]. Не было другого более подходящего времени для поиска иной среды, нежели вода.

Процесс освоения суши начали растения приблизительно 450 млн лет назад, им по необходимости сопутствовали крошечные организмы, которые требовались для разложения и переработки отмирающей органики в интересах самих же растений. Крупным животным потребовалось больше времени, но примерно четыреста миллионов лет назад и они стали отваживаться выходить из воды. Наглядные иллюстрации создали у нас представление, что первыми отважными обитателями суши были по-своему предприимчивые рыбы — вроде нынешних, что могут прыгать из бочага в бочаг во время засух — или даже полностью сформировавшиеся земноводные. Фактически первыми заметными глазу подвижными жителями суши скорее всего были существа вроде нынешних мокриц. Эти маленькие букашки (вообще-то ракообразные) обычно беспорядочно разбегаются, если перевернуть камень или кусок дерева.

Для тех, кто научился дышать кислородом из воздуха, времена были хорошими. Содержание кислорода в каменноугольный и девонский периоды, когда впервые расцвела наземная жизнь, достигало 35 % (по сравнению с нынешними примерно 20 %). Это позволяло животным вырастать до необыкновенно больших размеров и необыкновенно быстро.

А каким образом, можете вы спросить, ученые могли узнать уровень содержания кислорода сотни миллионов лет назад? Ответ дает малоизвестная, но очень изобретательная отрасль науки, называемая изотопной геохимией. Древние моря каменноугольного и девонского периодов кишели мельчайшими планктонными организмами, которые прятались внутри крошечных защитных раковин. В те времена, как и теперь, планктон создавал эти раковины, извлекая кислород из атмосферы и соединяя его с другими элементами (главным образом, с углеродом) для получения таких долговечных соединений, как карбонат кальция. Это все тот же химический прием, который является составной частью долговременного углеродного цикла (и о котором мы уже говорили в связи с этим циклом) — процесс, который не тянет на увлекательное повествование, но играет ключевую роль в создании обитаемой планеты.

В конечном счете все крошечные организмы, участвующие в этом процессе, погибают и опускаются на дно моря, где постепенно спрессовываются в известняк. Среди мельчайших атомных структур, уносимых с собой в могилу планктоном, есть два устойчивых изотопа — кислород-16 и кислород-18. (Если вы забыли, что такое изотоп, не страшно, хотя для сведения напомним, что изотопы одного элемента различаются числом нейтронов в ядре). И вот здесь-то в дело вступают геохимики, ибо изотопы накапливаются в различном темпе в зависимости от того, сколько кислорода или углекислого газа находилось в атмосфере во время образования осадочных пород. Сравнивая тогдашние темпы отложения этих двух изотопов, геохимики могут расшифровывать условия, существовавшие в древнем мире, — содержание кислорода, температуру воздуха и океанов, масштабы и продолжительность ледниковых периодов и многое другое. Объединяя данные, полученные методом изотопного анализа, с результатами изучения других остатков ископаемых существ, указывающих на такие показатели, как уровень содержания цветочной пыльцы и тому подобное, ученые могут со значительной долей уверенности воссоздавать вид целых ландшафтов, которые никогда не видел человеческий глаз.

Определяющей причиной такого устойчивого роста содержания кислорода в ранний период существования наземной жизни было то обстоятельство, что на суше доминировали гигантские древовидные папоротники и обширные топи, которые в силу своего болотистого характера нарушали обычный ход углеродного цикла. Вместо того, чтобы полностью сгнить, опадавшие листья папоротников и другие остатки растительности накапливались в богатых, насыщенных влагой отложениях, которые впоследствии сдавливались в огромные угольные пласты, и теперь в значительной мере служат опорой хозяйственной деятельности.

Повышенный уровень кислорода, очевидно, поощрял гигантоманию. Самым древним из обнаруженных на сегодня признаков существования сухопутных животных является след, оставленный 350 млн лет назад на горной породе в Шотландии существом, похожим на многоножку. По длине оно превышало метр. А к концу эры размеры некоторых многоножек увеличились более чем вдвое.

Когда кругом рыскали такие существа, пожалуй, неудивительно, что тогдашние насекомые выработали умение, позволившее им держаться на безопасном расстояний от жадно высунутых языков, — они научились летать. Некоторые довели этот новый способ передвижения до такого удивительного совершенства, что с тех пор ничего в нем не изменили. Как и теперь, стрекозы тогда могли летать со скоростью более 50 км/ч, внезапно останавливаться, парить в воздухе, лететь задом наперед и подниматься намного выше любого человеческого летательного аппарата, если измерять высоту в пропорциях к размеру тела. «Специалисты американских ВВС, — писал один комментатор, — помещали их в аэродинамические трубы, чтобы узнать, как это им удается, но так и не смогли этого понять». Стрекозы тоже быстро росли в богатом кислородом воздухе. В лесах каменноугольного периода они вырастали размером с ворона. Деревья и другая растительность также имели гипертрофированные размеры. Хвощи и древовидные папоротники были высотой 15 метров, плауны достигали 40 метров.

Первые наземные позвоночные — иными словами, первые сухопутные животные, от которых происходим мы с вами, — в некоем роде являются загадкой. Отчасти из-за нехватки необходимых ископаемых материалов, а отчасти по вине одного уникума, шведа Эрика Ярвика, чьи странные толкования и скрытность задержали возможность разгадки почти на полстолетия. Ярвик входил в группу скандинавских ученых, которая в 1930-х и 1940-х годах посещала Гренландию в поисках ископаемых рыб. В частности, они искали кистеперых рыб, которые предположительно были предками для нас и для всех других ходячих существ, называемых тетраподами, то есть четвероногими.

Большинство крупных животных являются тетраподами, и все существующие тетраподы имеют одну общую особенность: 4 конечности, каждая из которых заканчивается максимум 5 пальцами. Динозавры, киты, птицы, люди, даже рыбы — все они тетраподы, что явно наводит на мысль об их происхождении от одного общего предка. Предполагалось, что ключ к раскрытию тайны этого предка следует искать в девонском периоде, начиная с 400 млн лет тому назад. До этого времени по земле никто не ходил. После этого ходило множество существ. К счастью, группа нашла именно такое существо, животное длиною в метр, которое получило название ихтиостега (Ichthyostega). Провести анализ этого ископаемого выпало Ярвику начавшему работу в 1948 году и продолжавшему ее следующие сорок восемь лет. К сожалению, Ярвик никому не давал изучать своего тетрапода. Палеонтологам оставалось довольствоваться двумя поверхностными предварительными сообщениями, в которых Ярвик отмечал, что у существа на всех четырех конечностях было по 5 пальцев, что подтверждало его значение как предтечи.

В 1998 году Ярвик умер. После его смерти палеонтологи нетерпеливо принялись за изучение образца и обнаружили, что Ярвик сильно ошибался относительно количества пальцев — на всех конечностях фактически их было по восемь, а к тому же он не заметил, что эта рыба, по-видимому, никак не могла ходить. Строение плавников было таким, что они подламывались бы под собственным весом животного. Нет нужды говорить, что это не очень продвинуло наше понимание первых сухопутных животных. Сегодня известны 3 древних тетрапода, и ни у одного нет 5 пальцев. Короче говоря, нам не вполне ясно, от кого мы произошли.

Но все же мы появились, хотя, разумеется, путь к нынешнему высокому положению не всегда был прямым. С тех пор как на суше началась жизнь, сменилось 4 мегадинастии, как их иногда называют. Первая состояла из примитивных, тяжело передвигавшихся, но порой довольно сильных земноводных и пресмыкающихся. Самым известным животным той поры был диметродон, существо с парусом на спине, которое обычно путают с динозаврами (в том числе, как я заметил, на заставке в книге Карла Сагана «Комета»). На самом деле диметродон был синапсидом, к которым, между прочим, относимся и мы. Синапсиды были одной из четырех главных групп древних рептилий, остальные три — это анапсиды, эвриапсиды и диапсиды[303]. Эти названия просто означают число и расположение небольших отверстий на боковых сторонах черепа. Синапсиды имели одно отверстие внизу виска, диапсиды — два, эвриапсиды — одно височное отверстие, но повыше.

Со временем каждая из этих основных групп разделилась на подгруппы, некоторые из них преуспевали, другие слабели. Анапсиды положили начало черепахам, которые в какой-то момент, хотя это и кажется несколько невероятным, изготовились господствовать на планете, будучи самой развитой и опасной группой видов, но потом по прихоти эволюции они предпочли господству долголетие. Синапсиды разделились на четыре отряда, лишь один из которых продолжал существовать за пределами пермского периода. К счастью, это был отряд, к которому принадлежали мы, и он развился в отряд предшественников млекопитающих, известных как терапсиды. Они-то и образовали мегадинастию-2.

К несчастью для терапсид, их кузены, диапсиды, тоже успешно эволюционировали, породив (среди прочего) динозавров, и постепенно стали вытеснять терапсид. Не в силах конкурировать на равных с этими новыми агрессивными существами, терапсиды в основном покинули сцену. Правда, очень немногие из них превратились в мелких, пушистых, прячущихся в норах зверьков, которые, оставаясь млекопитающими, долго ждали своего времени. Самые крупные из них были не больше домашней кошки, а большинство не крупнее мыши. В конечном счете это оказалось их спасением, но им пришлось ждать почти 150 млн лет, прежде чем эра динозавров, мегадинастия-3, подошла к внезапному концу, уступив место мегадинастии-4 и нашей эре млекопитающих.

Все эти крупные превращения, а равно и более мелкие между ними и после зависели, как ни парадоксально, от такого важного двигателя прогресса, как вымирание. Это удивительный факт, но вымирание видов на Земле в самом буквальном смысле является образом жизни. Никто не знает, сколько видов живых организмов существовало с начала жизни. Обычно говорят о 30 млрд, но называли и 4000 млрд[304]. Но, каким бы ни было действительное количество, 99,99 % когда-либо живших видов уже не существует. «В первом приближении, — любит говорить Дэвид Рауп[305] из Чикагского университета, — все виды являются вымершими». У сложных живых существ средняя продолжительность жизни вида составляет всего лишь около четырех миллионов лет — примерно столько, сколько существуем мы[306].

Конечно, для самих жертв вымирание — всегда большая неприятность, но оно, кажется, неплохая вещь для динамично развивающейся планеты. «Альтернативой вымиранию является стагнация, — говорит Иан Таттерсолл из Американского музея естественной истории, — а стагнация в любой области редко бывает удачным поворотом». (Мне, пожалуй, следует оговориться, что в данном случае речь идет о вымирании как о длительном естественном процессе. Вымирание по причине человеческой беззаботности — совсем другое дело).

В истории Земли кризисы неизменно сопровождались последующими крупными прорывами. За упадком эдиакарской фауны последовала созидательная вспышка кембрийского периода. Вымирание в ордовике 440 млн лет назад очистило океаны от множества неподвижных процеживавших воду едоков и таким образом создало благоприятные условия для стремительных рыб и гигантских водных рептилий. Те, в свою очередь, оказались в идеальных условиях для отправки поселенцев на сушу, когда в конце девонского периода животный мир получил еще одну встряску. И такие ситуации случались на всем протяжении истории. Если бы большинство этих событий не имело места именно в том виде и в то время, то почти наверняка нас бы сейчас здесь не было.

Земля за свое время была свидетелем 5 крупных эпизодов вымирания — ордовикского, девонского, пермского, триасового и мелового, — и многих менее значительных. Ордовикское (440 млн лет назад) и девонское (365 млн) вымирания стерли с лица земли приблизительно по 80–85 % видов. Триасовое (210 млн лет назад) и меловое (65 млн лет) унесли по 70–75 % видов. Но подлинно чудовищным было вымирание в пермский период (265 млн лет назад), которым открывалась долгая эпоха динозавров. В пермский период безвозвратно выбыло по крайней мере 95 % известных по ископаемым остаткам животных. Исчезло даже около двух третей видов насекомых — единственный случай их массового исчезновения. В то время мы были ближе всего к полному уничтожению.

«Это было поистине массовое вымирание, бойня масштабов, невиданных ранее на Земле», — говорит Ричард Форти. Пермский эпизод был особенно опустошительным для морских существ. Трилобиты вымерли полностью. Почти исчезли моллюски и морские ежи. Удар пришелся практически и по всем остальным морским существам. Как считают, всего на суше и в воде Земля потеряла 52 % обитавших на ней семейств — эта категория находится на один уровень выше рода и ниже отряда в величественной шкале классификации живых существ (тема следующей главы) — и, возможно, до 96 % всех ее видов. Пройдет много времени — по одной из оценок, целых 80 млн лет, прежде чем восстановится общее число видов.

Однако следует иметь в виду два момента. Во-первых, все это лишь догадки, основанные на имеющихся данных. Оценки количества видов животных, существовавших в конце пермского периода, колеблются от 45 до 240 тысяч. Если вы не знаете, сколько было видов, то вряд ли сможете достоверно установить, какая часть из них исчезла. Кроме того, речь идет о гибели видов, а не особей. Для особей уровень потерь мог оказаться значительно выше — во многих случаях погибали практически все. Виды, уцелевшие до следующего розыгрыша лотереи жизни, почти наверняка обязаны своим существованием немногочисленным, покрытым шрамами хромающим особям[307].

В промежутках между крупными вымираниями были еще эпизоды менее известные — хэмпхиллское, франское, фаменское, ранчолабрийское[308] и около дюжины других, не столь опустошительные по общему числу исчезнувших видов, но подчас серьезно поражавшие некоторые популяции. В хэмпхиллском эпизоде около 5 млн лет назад почти исчезли с лица земли травоядные животные, включая лошадей. Лошади сократились до единственного вида, который появляется среди ископаемых останков очень нерегулярно, и это наводит на мысль, что какое-то время он балансировал на грани забвения. Но только представьте себе человеческую историю без лошадей, без травоядных животных!

Почти в каждом случае, как при массовых вымираниях, так и при более ограниченных, мы имеем чрезвычайно скудное представление об их причинах. Даже если отбросить самые безумные идеи, все равно остается больше теорий о причинах вымирания, чем самих вымираний. Причинами или главными факторами признаны по меньшей мере две дюжины потенциальных источников бедствий, в том числе глобальное потепление, глобальное похолодание, изменение уровня морей, истощение запасов кислорода в морях (явление, известное как аноксия), эпидемии, огромные утечки метана с морского дна, столкновения с астероидами и кометами, страшнейшие ураганы из тех, что называют сверхураганами, гигантские вулканические выбросы и катастрофические солнечные вспышки.

Эти последние представляют особенно интригующую возможность. Никто не знает, каких масштабов могут достигать солнечные вспышки, потому что наблюдение за ними ведется лишь с начала космического века, но Солнце — механизм могучий, и бури на нем соответственно могут быть грандиозными. Обычная солнечная вспышка — из тех, которые мы даже не замечаем на Земле, — высвобождает энергию, равную миллиарду водородных бомб, и выбрасывает в пространство около ста миллиардов тонн смертоносных частиц высоких энергий. Магнитосфера и атмосфера вместе обычно отбивают их обратно в пространство или благополучно направляют к полюсам (где они образуют симпатичные полярные сияния). Но полагают, что особенно сильный взрыв, скажем, в сотню раз сильнее обычной вспышки, мог бы преодолеть наши внеземные защитные ограждения. Световое шоу было бы великолепным, но почти наверняка оно убило бы значительную часть тех, кто стал бы им любоваться. Особенно удручает то, что, по словам Брюса Цурутани из Лаборатории реактивного движения НАСА, «это событие не оставило бы никаких следов в истории».

Все, что остается нам, как отметил один исследователь, так это «тонны догадок и крохи фактов». Похолодание, по-видимому, имеет отношение по крайней мере к трем эпизодам вымирания: в ордовике, девоне и перми, — но кроме этого общепризнанных представлений очень мало, включая даже то, был ли конкретный эпизод вымирания скоротечным или длительным. Например, ученые не могут сойтись во мнении, длилось ли вымирание в позднем девоне — событие, за которым последовал выход на сушу позвоночных, — миллионы, или тысячи лет, или же один недолгий день.

Одна из причин того, что так трудно представить убедительные объяснения вымираний, заключается в том, что уничтожить жизнь в огромных масштабах — дело весьма трудное. Как мы видели на примере мэнсонского столкновения, можно получить страшный удар и тем не менее быть свидетелем полного, хотя и, возможно, несколько шаткого восстановления. Тогда почему из всех тысяч столкновений таким невероятно опустошительным оказался удар астероида на КТ-границе[309] 65 млн лет назад, поставивший крест на динозаврах? Ну во-первых, он был, несомненно, чудовищным. Он ударил с силой в 100 млн мегатонн. Такой взрыв нелегко себе представить, но, как отметил Джеймс Лоренс Пауэлл[310], если взорвать по хиросимской бомбе на каждого жителя Земли, то и в этом случае будет недоставать около миллиарда бомб, чтобы сравниться по силе с КТ-ударом. Но даже его одного, возможно, не хватило бы для уничтожения 70 % обитателей Земли, включая динозавров.

Падению КТ-астероида сопутствовало одно благоприятное обстоятельство — благоприятное, конечно, для млекопитающих, — дело в том, что он упал на морском мелководье, глубиной всего 10 метров, и, вероятно, под прямым углом, в период, когда содержание кислорода было на 10 % выше нынешнего и все в мире гораздо легче воспламенялось. Более того, морское дно, где он упал, состояло из породы с высоким содержанием серы. В результате удар превратил участок морского дна размером с Бельгию в аэрозоль серной кислоты. Потом на Земле месяцами выпадали кислотные дожди достаточной крепости, чтобы обжигать кожу.

В известном смысле более важным вопросом, чем вопрос: «Что стерло с лица Земли 70 % существовавших тогда видов?», является вопрос: «Как уцелели оставшиеся 30 %?». Почему это событие было таким непоправимо опустошительным для всех до единого динозавров, тогда как другие рептилии, такие как змеи и крокодилы, прошли через него без потерь? Насколько можно судить, в Северной Америке не вымер ни один вид жаб, тритонов, саламандр или других земноводных. «Каким образом такие слабые создания выкарабкались невредимыми из этой невиданной катастрофы?» — задается вопросом Тим Флэннери в своей захватывающей предыстории Америки, книге «Вечный рубеж».

В морях было во многом то же самое. Исчезли все аммониты, но их близкие родственники, наутилоиды, которые вели такой же образ жизни, спаслись. В планктоне некоторые группы видов исчезли практически полностью, например 92 % фораминифер, тогда как другие организмы, вроде диатомей, устроенные очень похожим образом и жившие бок о бок, остались сравнительно невредимы.

Это довольно труднообъяснимые неувязки. Как отмечает Ричард Форти, «так или иначе, невелико удовольствие просто отметить, что «им повезло», и на этом успокоиться». Если за катастрофой последовали, что представляется вполне вероятным, месяцы дымной, удушливой тьмы, тогда становится трудно объяснить выживание большого числа насекомых. «Некоторые насекомые, вроде жуков, — замечает Форти, — могли питаться древесиной и другими валявшимися кругом предметами. Но как быть с пчелами, которые ориентируются по солнцу и нуждаются в цветочной пыльце? Объяснить их выживание не так-то просто».

Но самая большая проблема — это кораллы. Кораллам для выживания требуются водоросли, а водорослям нужен солнечный свет, и те и другие зависят от устойчивых минимальных температур. В последние годы много говорилось о гибели кораллов из-за изменения температуры морской воды всего на один градус или около того. Если они так уязвимы для незначительных изменений, то каким образом они перенесли длительную зиму после столкновения?

Кроме того, имеется много труднообъяснимых региональных вариаций. Вымирания, как представляется, были значительно менее тяжелыми в Южном полушарии, чем в Северном. Новая Зеландия, похоже, почти не была затронута катаклизмом, и теперь там почти нет животных, обитающих в норах. Даже растительность в подавляющем большинстве сохранилась, хотя масштабы пожаров в других местах наводят на мысль о том, что опустошение было глобальным. Словом, очень многого мы просто не знаем.

Некоторые животные, без сомнения, просто процветали, включая, что несколько удивительно, тех же черепах. Как замечает Флэннери, период непосредственно после вымирания динозавров вполне можно было бы назвать эрой черепах. В Северной Америке сохранилось 16 видов и вскоре появились 3 новых.

Им явно помогло выжить обитание в воде. КТ-удар уничтожил почти 90 % видов, обитавших на суше, и только 10 % видов пресноводных животных. Вода, очевидно, защитила от жара и пламени, а также, вероятно, дала пищу в последовавшее голодное время. Все уцелевшие наземные животные привыкли при опасности укрываться в более безопасной среде — в воде или под землей, — и то и другое служило хорошим убежищем от внешних угроз. Преимущество было и у животных, питавшихся падалью или отбросами. Ящерицы, как прежде, так и теперь, большей частью невосприимчивы к бактериям, которые обитают в разлагающихся тушах животных. Их даже определенно тянет к ним, а ведь ясно, что долгое время кругом валялось множество таких гниющих туш.

Часто ошибочно утверждают, что после КТ-удара уцелели только мелкие животные. В действительности же среди выживших были крокодилы, причем не просто большие, а в три раза крупнее современных. Однако в целом большинство уцелевших действительно были невелики по размерам и умели быстро прятаться. В самом деле, тот мрачный и враждебный мир больше всего подходил для небольших, теплокровных, ночных, всеядных и осторожных созданий — это именно те качества, которые отличали наших млекопитающих предков. Достигни мы большего развития в ходе предшествующей эволюции, вероятно, мы были бы стерты с лица земли. А тут наоборот — млекопитающие оказались в мире, к которому они были приспособлены лучше любых других живых существ.

Но не то чтобы млекопитающие ринулись заполнять каждую свободную нишу. «Возможно, эволюция и не терпит пустоты, — писал палеобиолог Стивен М. Стэнли[311], — но, чтобы ее заполнить, требуется много времени». Так что млекопитающие опасливо оставались небольшими целый десяток миллионов лет. Если в раннем кайнозое вы были размером с рысь, то могли считаться царем зверей[312].

Однако, начав расти, млекопитающие стали достигать чудовищных, порой абсурдных, размеров. В какое-то время морские свинки были размером с носорога, а носороги — с двухэтажный дом. Где бы ни появлялось свободное место в цепи хищников, млекопитающие спешили его заполнить. Ранние представители семейства енотовых мигрировали в Южную Америку, нашли незанятое место и эволюционировали в существа, размером и свирепостью не уступавшие медведям. Также несоразмерно развивались птицы. Пожалуй, самым свирепым существом в Северной Америке миллионы лет оставалась громадная нелетающая плотоядная птица, получившая название титанис (Titanis). Это наверняка была самая устрашающая птица из когда-либо живших. Ее рост достигал 3 метров, весила она более 350 кг и могла клювом оторвать голову почти всякого, кто ей не нравился. Ее грозное семейство просуществовало 50 млн лет, но мы даже не подозревали о его существовании, пока в 1963 году во Флориде не обнаружили такой скелет.

Это подводит нас к еще одной из причин неопределенности наших представлений о вымираниях — скудости ископаемых остатков. Мы уже бегло касались вопроса о маловероятности сохранения полных наборов костей, но реальное положение хуже, чем вы можете думать. Возьмем динозавров. В музеях создается впечатление, что на Земле полно останков динозавров. На деле же подавляющее большинство музейных экспонатов — это муляжи. Гигантский диплодок, высящийся в вестибюле Музея естественной истории в Лондоне, восхищавший и удивлявший многие поколения посетителей, целиком сделан из гипса — он создан в 1903 году в Питтсбурге и передан в дар музею Эндрю Карнеги. В вестибюле Американского музея естественной истории в Нью-Йорке господствует еще более величественная реконструкция — скелет крупного барозавра, защищающего детеныша от стремительного броска зубастого аллозавра. Это невероятно впечатляющий экспонат, — барозавр поднимается к высокому потолку, наверное, метров на девять, — но он целиком является подделкой. Все до одной из нескольких сотен костей — гипсовые слепки. Посетите практически любой крупный музей естественной истории в мире — в Париже, Вене, Франкфурте, Буэнос-Айресе, Мехико, — и везде вас будут приветствовать не древние кости, а подделанные под старину модели.

Дело в том, что мы, по существу, многого не знаем о динозаврах. Всего выявлено менее тысячи видов динозавров (почти половина из них известны лишь по единственной особи), представляющих всю эру динозавров, что равно лишь примерно четвертой части всех видов живущих ныне млекопитающих. Имейте в виду, что динозавры господствовали на Земле примерно в три раза дольше млекопитающих, так что либо динозавры отличались немногочисленностью видов, либо мы пока (воспользуемся очень уместным здесь клише) недостаточно глубоко копаем[313].

Есть целые миллионы лет из эпохи динозавров, в которых не обнаружено ни одного ископаемого. Даже за поздний меловой период — наиболее изученную доисторическую эпоху благодаря нашему интересу к вымиранию динозавров, — возможно, еще не обнаружено и трех четвертей всех существовавших тогда видов. Животные, более громоздкие, чем диплодоки, и более грозные, чем тираннозавры, могли тысячами бродить по земле, а мы, возможно, о них никогда не узнаем. До самого недавнего времени все, что мы знали о динозаврах того периода, основывалось на 300 особей, представлявших всего 16 семейств. Скудость сведений вела к широко распространенному убеждению, что ко времени КТ-удара динозавры уже сходили со сцены.

В конце 1980-х годов палеонтолог из Публичного музея города Милуоки Питер Шихан решил произвести эксперимент. С помощью двухсот добровольцев он предпринял кропотливое обследование четко очерченного и хорошо перелопаченного участка известной геологической формации Хелл Крик в штате Монтана. Тщательно просеивая породу, добровольцы выбирали все до последнего зуба, позвонка, обломка кости — все, что пропустили предыдущие копатели. Работа заняла три года. Когда она была завершена, оказалось, что число ископаемых остатков динозавров, относящихся к позднему меловому периоду, выросло более чем втрое — в масштабах планеты. Обследование показало, что динозавры оставались многочисленными вплоть до самой КТ-границы. «Нет оснований считать, что динозавры вымирали постепенно на протяжении последних 3 млн лет мелового периода», — писал Шихан.

Мы до того сжились с представлением о неизбежности нашего появления в качестве господствующего вида живых существ, что нам трудно осознать, что мы здесь лишь по причине периодических столкновений с внеземными объектами и других случайностей. Одна вещь, которая роднит нас со всеми другими живущими ныне существами, состоит в том, что почти четыре миллиарда лет нашим предкам удавалось всякий раз, когда было надо, проскользнуть сквозь целый ряд закрывавшихся дверей. Стивен Джей Гоулд кратко выразил это в известной фразе: «Род людской сегодня здесь потому, что именно наша нить ни разу не порвалась — ни разу в любом из миллиардов случаев, который мог вычеркнуть нас из истории».

Мы начинали эту главу тремя моментами: жизнь хочет быть; жизнь не всегда хочет, чтобы ее было много; время от времени жизнь угасает. К ним можно добавить четвертое: жизнь продолжается. И часто, как мы увидим, продолжается самым поразительным образом.

То тут, то там в лондонском Музее естественной истории в нишах темноватых коридоров или между стеклянными стендами с минералами, страусиными яйцами и собранным за сотню лет другим полезным мусором прячутся потайные двери — по крайней мере, в том смысле, что в их облике нет ничего такого, чтобы привлечь внимание посетителей. Время от времени можно увидеть, как кто-нибудь с озабоченным видом и забавно непослушной шевелюрой, обычно отличающей ученого, появляется в одной из дверей и спешит, чтобы, вероятно, скрыться за другой дверью дальше по коридору, но это довольно редкое явление. Большей частью двери закрыты, не давая ни единого намека, что за ними существует другой — параллельный — Музей естественной истории, такой же обширный, а во многом более удивительный, чем тот, который знает и обожает публика.

В Музее естественной истории хранится около 70 млн предметов из всех областей жизни и из всех уголков планеты. Ежегодно коллекция пополняется примерно на 100 тысяч единиц хранения, но лишь попав за кулисы, получаешь представление о том, что это за сокровищница. В стенных шкафах, горках, в плотно уставленных полками продолговатых помещениях, в стеклянных сосудах хранятся десятки тысяч замаринованных животных, миллионы наколотых на квадратные листы насекомых, в выдвижных ящиках сияющие раковины моллюсков, кости динозавров, черепа первобытных людей, бесчисленные папки с аккуратно засушенными растениями. Как будто бродишь по мозгу Дарвина. В одном только «спиртовом зале» пятнадцать миль полок, плотно уставленных сосудами с хранящимися в метиловом спирте животными.

Здесь есть образцы, собранные Джозефом Бэнксом в Австралии, Александром фон Гумбольдтом в Амазонии и Дарвином во время плавания на «Бигле» и много чего еще очень редкого или очень важного для истории или того и другого сразу. Многим очень хотелось бы прибрать эти вещи к рукам. Некоторые действительно пробовали. В 1954 году музей приобрел знаменитую орнитологическую коллекцию из имущества увлеченного коллекционера, автора многих научных трудов, среди которых книга «Птицы Аравии», Рихарда Майнерцхагена. Много лет Майнерцхаген был верным посетителем музея, бывал в нем почти ежедневно, делая заметки для своих книг и монографий. Когда прибыли упаковочные ящики, хранители музея поспешили их вскрыть и взглянуть, что им досталось, и, мягко говоря, с удивлением обнаружили на многих образцах таблички своего музея. Оказывается, господин Майнерцхаген многие годы не отказывал себе в удовольствии «лакомиться» экспонатами из коллекции музея. Этим объяснялась его привычка ходить в просторном пальто даже в теплую погоду.

Через несколько лет один очаровательный завсегдатай отдела моллюсков — как мне сказали, «довольно известный джентльмен» — попался, когда прятал ценные морские раковины в полые ножки своего инвалидного кресла. «Думаю, что здесь нет ничего, что не было бы предметом чьего-нибудь вожделения», — задумчиво произнес Ричард Форти, водивший меня по увлекательному миру, скрытому в закулисной части музея. Мы бродили по лабиринту отделов, где сидевшие за большими столами люди сосредоточенно исследовали членистоногих, пальмовые листья и ящики пожелтевших костей. Повсюду атмосфера неторопливости, скрупулезности — люди заняты титаническим трудом, который никогда не может быть завершен и потому не надо никакой спешки. Я читал, что в 1967 году музей опубликовал отчет об экспедиции Джона Мюррея, обследовавшей Индийский океан, — через 44 года после завершения экспедиции. Это мир, где все движется в собственном темпе, включая крошечный лифт, куда мы с Форти втиснулись вместе с пожилым мужчиной ученого вида, с которым Форти добродушно, как со старым знакомым, и болтал, пока мы поднимались со скоростью отложения осадочных пород.

Когда мужчина вышел, Форти рассказал мне: «Это очень славный малый, зовут его Норман. Он 42 года занимался изучением одного вида растений, зверобоя. В 1989-м он вышел на пенсию, но все еще каждую неделю бывает здесь». — «Как можно потратить сорок два года на один вид растений?» — удивился я. «Это поразительно, правда? — согласился Форти. Чуть подумав, добавил: — Вероятно, потому, что он очень дотошный». Дверь лифта открылась перед выложенным кирпичом отверстием. Форти, похоже, растерялся. «Очень странно, — произнес он. — Здесь же был отдел ботаники». Он ткнул кнопку другого этажа и, поблуждав по черным лестницам, осторожно прокравшись через еще несколько отделов, где над когда-то живыми существами с любовью корпели исследователи, мы наконец добрались до отдела ботаники. Так я познакомился с Леном Эллисом и укромным миром бриофитов, для всех нас, непосвященных, — просто мхов.

Когда Эмерсон[314] поэтическим языком отметил, что мхи предпочитают северную сторону стволов деревьев («Мох на коре в глухую ночь что та Полярная звезда»), он на самом деле имел в виду лишайники, поскольку в XIX веке между мхами и лишайниками не проводили различия. Настоящие мхи вообще-то непривередливы в отношении того, где расти, так что они не годятся на роль природного компаса. В действительности мхи вообще не очень-то пригодны хоть для чего-нибудь. «Пожалуй, ни одна группа растений не находит так мало применения в промышленности или хозяйстве, как мхи», — с долей сожаления писал Генри С. Конард в книге «Как распознать мхи и печеночники»[315], опубликованной в 1956 году и все еще остающейся практически единственным изданием на библиотечных полках, в котором популярно излагается этот предмет.

Между тем они весьма широко распространены. Даже если отбросить лишайники, бриофиты — это густо населенное царство. Примерно в семистах его родах насчитывается более 10 тысяч видов. Солидный труд А. Дж. Э. Смита «Моховидная флора Британии и Ирландии» превосходит 700 страниц, а Британия с Ирландией никак не относятся к особенно мшистым местам.

«Где их действительно много, так это в тропиках», — говорит мне Лен Эллис. Это спокойный худощавый мужчина, в Музее естественной истории он работает 27 лет, а с 1990 года заведует отделом. «Поезжайте, скажем, в тропические леса Малайзии, и там без труда найдете новые разновидности. Я сам ездил туда недавно. Я просто посмотрел под ноги и увидел нигде не описанные виды». — «Выходит, неизвестно, сколько видов еще предстоит открыть?» — «О да. Никакого представления».

Вы, возможно, думаете, что в мире мало кто готов посвятить жизнь изучению таких неброских, не производящих впечатления вещей, но на самом деле насчитываются сотни людей, изучающих мхи, и они очень дорожат предметом своего внимания.

«О да, — говорит Эллис, — их встречи порой бывают весьма оживленными».

Я попросил привести пример спора, разногласий.

«Ну, вот вам один, который навязал нам некий ваш земляк, — улыбнувшись, произнес он, открывая увесистый справочник с рисунками мхов, самой характерной особенностью которых для неискушенного глаза было поразительное сходство друг с другом. «Вот этот, — постучал он пальцем по рисунку, — принадлежал к одному роду, Drepanocladus. Теперь он разделен на три: Drepanocladus, Warnstorfia и Hamatacoulis». — «Дошло ли дело до кулаков?» — спросил я, в надежде на увлекательную историю. «Скажем, это деление имело смысл. Оно было совершенно разумным. Но оно влекло за собой значительную реорганизацию коллекций и на какое-то время сделало все книги устаревшими, так что, как вы понимаете, кое-кто недовольно ворчал».

Мхи тоже задают загадки, говорит мне Эллис. Один известный случай — по крайней мере, известный изучающим мхи — касался скромного образца, называвшегося Hyophila stanfordensis, который был найден на территории Стэнфордского университета в Калифорнии, а позднее на обочине тропы в Корнуэлле, на юге Англии, но больше нигде не встречался. Остается только догадываться, как получилось, что он существует в столь отдаленных друг от друга местах и больше нигде. «Теперь он известен как Hennediella stanfordensis, — говорит Эллис. — Еще одно изменение».

Мы глубокомысленно покачали головами.

Когда находят новый мох, его требуется сравнить со всеми другими мхами, чтобы быть уверенным, что он еще не зарегистрирован. Затем надо сделать подробное описание и опубликовать его в респектабельном журнале. Двадцатый век не был веком систематизации мхов. Большая часть трудов была посвящена устранению неразберихи и дублирования, доставшихся от XIX века.

XIX был золотым веком коллекционирования мхов. (Вы, возможно, вспомните, что отец Чарлза Лайеля был их большим знатоком). Один англичанин с подходящей фамилией Джордж Хант[316] охотился за британскими мхами так усердно, что, возможно, способствовал исчезновению нескольких видов. Но именно благодаря этим усилиям коллекция Лена Эллиса является одной из самых полных во всем мире. Все 780 тысяч его образцов помещены в большие сложенные вдвое листы плотной бумаги. Среди них есть очень старые, надписанные тонким почерком викторианских времен. Некоторые, чего доброго, держал в руках Роберт Броун, великий ботаник викторианской эпохи, открыватель броуновского движения и ядра клетки, основавший отдел ботаники музея и возглавлявший его первые тридцать один год до своей смерти в 1858 году. Все образцы хранятся в старых полированных шкафах красного дерева, до того красивых, что я не удержался от похвалы.

«А-а, это шкафы сэра Джозефа Бэнкса из его дома на Сохо-сквер, — небрежно заметил Эллис, словно речь шла о недавней покупке в магазине ИКЕА. — Они были заказаны для его образцов, собранных во время путешествия на «Индеворе». — Он стал внимательно разглядывать ящики, будто не видел их целую вечность. Потом добавил: — Не знаю, как они оказались у нас в бриологии».

Это было поразительное открытие. Джозеф Бэнкс был величайшим ботаником Англии, а путешествие на «Индеворе», во время которого капитан Кук в 1769 году среди многого прочего следил за прохождением Венеры по диску Солнца и заявил права британской короны на Австралию, было крупнейшей биологической экспедицией в истории. Бэнкс заплатил 10 тысяч фунтов стерлингов, около 600 тысяч по нынешнему курсу, чтобы вместе с девятью сопровождающими — натуралистом, секретарем, тремя художниками и четырьмя слугами — принять участие в этом продолжавшемся 3 года рискованном кругосветном путешествии. Бог его знает, как Куку удавалось управляться с такой шикарной и избалованной публикой, но, кажется, Бэнкс ему нравился, и он не мог не восхищаться его познаниями в ботанике — это восхищение сохраняют и последующие поколения.

Никогда, ни раньше, ни потом, ботаническая экспедиция не достигала большего успеха. Отчасти потому, что путешествие проходило через множество новых, малоизвестных мест — Огненную землю, Таити, Новую Зеландию, Австралию, Новую Гвинею, но главным образом благодаря такому умному и находчивому собирателю, как Бэнкс. Даже когда в Рио-де-Жанейро из-за карантина не было возможности сойти на берег, он перебрал присланный на борт тюк с кормом для скота и открыл новые растения. Казалось, ничто не избегало его внимания. В общей сложности он привез 30 тысяч образцов растений, в том числе одну тысячу четыреста никогда не встречавшихся ранее — достаточно, чтобы увеличить на четверть число известных науке видов растений.

Но огромные запасы Бэнкса были лишь частицей всей добычи того почти до абсурда жадного до приобретательства века. Собирание растений стало в XVIII веке своего рода международным помешательством. Нашедших новые виды ждали слава и богатство; ботаники и искатели приключений не останавливались ни перед чем, чтобы удовлетворить этот мир, жаждущий садовых новинок. Томас Натталл, который назвал глицинию (Wisteria) по имени Каспара Уистара, приехал в Америку простым наборщиком, но увлекся растениями и исколесил Америку вдоль и поперек, собирая сотни невиданных ранее образцов. Джон Фрейзер, имя которого носит произрастающая в Америке разновидность ели, провел годы в дикой местности, собирая растения от имени Екатерины Великой, и когда наконец появился в столице, то обнаружил, что в России новый царь, который принял его за сумасшедшего и отказался выполнять контракт. Фрейзер забрал все в Челси, где открыл питомник и стал прилично зарабатывать на продаже восхищенной английской мелкопоместной знати рододендронов, азалий, магнолий, дикого винограда, астр и другой колониальной экзотики.

При достаточных средствах можно было делать огромные состояния. Ботаник-любитель Джон Лайон потратил два тяжелых, полных опасностей года, но в итоге его труды окупились чистой прибылью почти в 2 млн долларов в переводе на современные деньги. Правда, многие занимались этим просто из любви к ботанике. Натталл передал большую часть своих находок Ливерпульскому ботаническому саду. Позднее он стал директором Гарвардского ботанического сада и автором энциклопедического труда «Роды северо-американских растений» (который он не только написал, но и большей частью сам набрал).

И это все пока только о растениях. Но была еще всевозможная фауна новых земель — кенгуру, киви, еноты, рыси, москиты и другие самые удивительные и невероятные виды. Масштабы и многообразие жизни на Земле казались бесконечными, что нашло отражение в известных строчках Джонатана Свифта:

Живет блоху кусающая блошка;
На блошке той блошинка-крошка,
В блошинку же вонзает зуб сердито
Блошиночка, и так ad infinitum[317].

Все эти новые данные нужно было зарегистрировать, привести в определенный порядок и сравнить с уже имеющимися. Миру была позарез нужна годная для работы система классификации. К счастью, в Швеции нашелся человек, готовый ее создать.

Его звали Карл Линн (позднее он получил разрешение использовать более аристократичную форму «фон Линн»), но в историю он вошел под латинизированным именем Карл Линней. Родился он в 1707 году в деревне Росхульт на юге Швеции в семье небогатого, но честолюбивого лютеранского викария, и был таким ленивым учеником, что выведенный из себя папаша определил его (или, по другим сведениям, почти определил) в ученики к сапожнику. Испугавшись перспективы всю жизнь вколачивать в кожу сапожные гвозди, юный Линней упросил дать ему еще одну возможность и с тех пор больше не увиливал от наук. Он изучал медицину в Швеции и Голландии, хотя душа его лежала к миру природы. В начале 1730-х годов, когда ему еще не было тридцати, он стал составлять каталоги видов растений и животных планеты, пользуясь созданной им самим системой, и постепенно его известность стала расти.

Редко найдешь человека, столь довольного своим величием. Большую часть свободного времени он посвящал многословным лестным описаниям самого себя, объявляя, что не было еще «более великого ботаника или зоолога» и что его система классификации — «величайшее достижение в области науки». Он скромно предлагал, чтобы его надгробный камень гласил: «Princeps Botanicorum», «Царь ботаников». Сомневаться в его щедрых самооценках было неразумно. Те, кто на это решался, рисковали обнаружить свое имя в названиях сорных трав.

Еще одной поразительной чертой Линнея была не отпускавшая его — порой, можно сказать, нездоровая — сексуальная озабоченность. Его особенно впечатляло сходство между некоторыми двустворчатыми моллюсками и женскими половыми органами. Органам одного из видов моллюсков он дал названия «вульва», «лабиа», «лобок», «анус» и «гимен». Растения он группировал по свойствам их органов размножения и нарочито наделял их схожей с человеческой эротичностью. Его описания цветов и их поведения изобилуют ссылками на «беспорядочные сношения», «бесплодных сожительниц» и «брачную постель».

Весной, — писал он в одном часто цитируемом отрывке,

«…любовь приходит даже к растениям. Мужские и женские особи… устраивают бракосочетания… показывая своими половыми органами, кто мужчины, кто женщины. Листья цветов служат брачной постелью, которую Творец убрал так чудесно, украсил таким великолепным пологом и надушил таким множеством тонких ароматов, чтобы новобрачные могли как можно торжественнее сочетаться брачными узами. Когда постель готова, жениху пора заключить в объятия свою возлюбленную и отдаться ей».

Одному роду растений он дал название Clitoria. Неудивительно, что многие считали его странным. Но его система классификации осталась непревзойденной. До Линнея растениям давались названия, которые отличались многословной описательностью. Обыкновенный физалис назывался Physalis amno ramosissime ramis angulosis glabris foliis dentoserratis. Линней урезал название до Physalis angulata, которое употребляется до сих пор. Беспорядок в равной мере вносили и неувязки в наименованиях. Ботаник не мог быть уверен, является ли Rosa sylvestris alba cum rubore, folio glabro тем же самым растением, что и другие, которые называются Rosa sylvestris inodora seu canina. Линней разрешил задачу, назвав ее просто Rosa canina. Чтобы сделать эти вырезания практичными и приемлемыми для всех, требовалось больше, чем просто решительность. Нужна была тонкая интуиция, а по существу, гениальность, чтобы уловить наиболее характерные особенности видов.

Система Линнея так крепко укоренилась, что вряд ли можно представить какую-то альтернативу, между тем до Линнея системы классификации зачастую были крайне причудливыми. Животных могли классифицировать в зависимости от того, дикие они или домашние, сухопутные или водные, большие или маленькие, даже считались ли они благородными или нет. Бюффон располагал животных в соответствии с их пользой для человека. Анатомические соображения при этом едва учитывались. Линней посвятил всю жизнь исправлению этого недостатка, классифицируя все живое по физическим признакам. Таксономия — иными словами, наука классификации — никогда не оглядывалась назад.

Разумеется, на все это потребовалось время. Первое издание его великого труда «Systema Naturae» («Системы природы») в 1735 году насчитывало всего 14 страниц. Но книга росла и росла, пока к 12 изданию — последнему, которое видел Линней, — не выросла до трех томов и 2300 страниц. В конечном счете он дал названия или зарегистрировал около тринадцати тысяч видов растений и животных. Были и более обширные труды — в трехтомной «Истории растений» («Historia Generalis Plantarum») Джона Рэя[318], завершенной в Англии на поколение раньше, насчитывалось не менее 18 625 видов только одних растений — но в чем никто не мог сравниться с Линнеем, так это в логичности, последовательности, простоте и своевременности. Хотя его труд берет начало в 1730-х годах, в Англии он получил широкую известность лишь в 1760-х, как раз вовремя, чтобы Линней в одночасье стал считаться непререкаемым авторитетом среди британских натуралистов. Нигде его система не была принята с большим энтузиазмом (потому-то Линнеевское общество обосновалось не в Стокгольме, а в Лондоне). Но и Линней был не без изъяна. Он дал место мифическим животным и «людям-чудовищам», чьи описания принимал на веру, выслушивая моряков и других одаренных богатым воображением путешественников. Среди них фигурировали дикий человек, Homo ferus, ходивший на четвереньках, и Homo caudatus, «хвостатый человек». Но то был куда более легковерный век, и об этом не следует забывать. Даже прославленный Джозеф Бэнкс в конце XVIII века принимал всерьез и с глубоким интересом выслушивал многочисленные рассказы о наблюдении русалок на шотландском побережье в конце XVIII столетия. Но, как правило, оплошности Линнея в значительной степени компенсировались логичной и зачастую просто блестящей систематизацией. Среди других открытий он установил, что киты вместе с коровами, мышами и другими распространенными сухопутными животными принадлежат к классу четвероногих (позднее переименованному в млекопитающих), о чем до него никто не додумался.

Сначала Линней намеревался давать растениям только родовое название и номер — Convolvulus 1, Convolvulus 2 и так далее, но скоро понял, что это не годится, и нашел решение в двойном названии, что и лежит в основе системы классификации по сей день. Первоначально было намерение применить систему двойных названий ко всему, что наблюдалось в природе, — горным породам, минералам, болезням, ветрам. Однако не все приветствовали эту систему. Многих беспокоило ее тяготение к неприличным выражениям, что было несколько забавным, поскольку до Линнея распространенные названия растений и животных были откровенно грубыми. Одуванчик долгое время называли в народе «писуном» из-за его якобы мочегонных свойств, среди других повседневно употреблявшихся названий были «кобылья вонь», «голые бабы», «прищемленное яйцо», «собачья моча», «голая задница» и «подтирка». Пара-другая этих грубоватых названий, возможно, случайно сохранились в английском до наших дней. «Девичьи волосы», например, в названии мха не относятся к волосам на девичьей голове[319]. Во всяком случае, давно существовало настроение, что естественные науки значительно облагородились бы, получив некоторое количество классических названий, так что когда обнаружилось, что самозванный царь ботаники уснастил свои тексты такими названиями, как Clitoria, Fornicata и Vulva, это вызвало определенное замешательство.

С годами многие из них потихоньку отпали (хотя и не все: обыкновенные морские блюдечки в официальных случаях все еще отзываются на Crepidula fornicata), были введены и другие усовершенствования, вызванные потребностями все более специализирующихся естественных наук. В частности, система развивалась путем постепенного введения дополнительных уровней иерархии. Определения «род» и «вид» употреблялись естествоиспытателями еще за сто лет до Линнея, а «отряд», «класс» и «семейство» в их биологическом понимании стали употребляться в 1750—1760-х годах. «Тип» введен лишь в 1876 году (немцем Эрнстом Геккелем), а «семейство» и «отряд» рассматривались как синонимы до самого начала XX века. Какое-то время зоологи использовали термин «семейство» там, где ботаники употребляли «класс», что время от времени почти создавало путаницу*.

---

* (К примеру, люди принадлежат к надцарству эукариот (Eucarya), царству животных (Animalia), типу хордовых (Chordata), подтипу позвоночных (Vertebrata), классу млекопитающих (Mammalia), отряду приматов (Primates), семейству гоминид (Hominidae), роду Homo(человек), виду sapiens(разумный). (Как мне сообщили, выделять курсивом принято названия родов и видов, но не более высокие подразделения). Некоторые систематизаторы применяют дополнительные подразделения: трибу, подотряд, инфраотряд, парвотряд и др.)

Линней разделил мир животных на шесть категорий: млекопитающих, пресмыкающихся, птиц, рыб, насекомых и «червей», для всего, что не укладывалось в первую пятерку. С самого начала было очевидно, что помещение лобстеров и креветок в одну категорию с червями неудачно, и были созданы различные новые категории, такие как моллюски и ракообразные. К сожалению, эти новые классификации по-разному применялись от страны к стране. Пытаясь восстановить порядок, британцы в 1842 году провозгласили новый свод правил, названный кодексом Стрикленда, но французы сочли это своеволием, и их Зоологическое общество противопоставило британцам собственный кодекс. Тем временем Американское орнитологическое общество по непонятным причинам решило в качестве основы всех наименований пользоваться изданием «Систем природы» 1758 года, а не 1766 года, которым пользовались в других странах, а это означало, что многие американские птицы в XIX веке числились в других родах, нежели их птичья родня в Европе. Только в 1902 году на одном из первых собраний Международного зоологического конгресса натуралисты наконец стали проявлять дух компромисса и приняли единый кодекс.

Таксономию называют то наукой, то искусством, но в действительности это поле боя. Даже сегодня степень беспорядка в системе выше, чем представляет большинство людей. Взять такую категорию, как тип, подразделение, характеризующее самые основные особенности строения организма. Лишь несколько типов хорошо известны, такие как моллюски (включающие клемов и улиток), членистоногие (насекомые и ракообразные) и хордовые (мы сами и все другие животные с позвоночником или протопозвоночником); далее дело быстро идет к неизвестности. Среди малоизвестных можно назвать гнатостомулид (морские черви), кишечнополостных (медузы, актинии и кораллы) и нежных приапулид (или крошечных «пенисообразных червей»). Знакомы они или нет, но все же являются основными подразделениями. Вместе с тем очень мало согласия в том, сколько существует типов или сколько их должно быть. Большинство биологов останавливаются на 30, однако некоторые считают, что надо ограничиться 20, тогда как Эдвард О. Вильсон[320] в книге «Многообразие жизни» доводит их число аж до восьмидесяти девяти. Все зависит от того, по какому признаку вы решили определять подразделения, — являетесь ли вы «объединителем» или «размежевателем», как говорят в среде биологов.

На более привычном уровне видов возможностей для разногласий еще больше. Называть ли вид трав Aegilops incurva, Aegilops incurvata или Aegilops ovata, возможно, не тот вопрос, который породит страсти среди несведущих в ботанике, но в соответствующих кругах он может стать источником жарких споров. Дело в том, что существует 5 тысяч видов трав, и многие из них выглядят почти одинаково даже в глазах тех, кто разбирается в травах. В результате некоторые виды открывались и получали названия по крайней мере раз 20, и, кажется, вряд ли найдешь и одну, которая не определялась хотя бы дважды. В двухтомном «Указателе трав Соединенных Штатов» на 200 напечатанных мелким шрифтом страницах разбираются синонимии — так в мире биологов называются неумышленные, но довольно распространенные дублирования. И это относится только к травам одной страны.

Для урегулирования разногласий во всемирном масштабе есть Международная ассоциация таксономии растений (IAPT), которая решает споры по вопросам приоритета и дублирования. В промежутках она издает указы, устанавливающие, что отныне Zauschneria californica (растению, широко используемому в садах с каменистой почвой) быть известным под названием Epilobium canum; или что Aglaothamnion tenuissimum может теперь считаться принадлежащим к Aglaothamnion byssoides, но не к Aglaothamnion pseudobyssoides. Обычно эти незначительные меры по наведению порядка не привлекают особого внимания, но когда они затрагивают любимые садовые растения, то неизбежно раздаются возмущенные возгласы. В конце 1980-х годов обыкновенная хризантема была изгнана (очевидно, по основательным научным соображениям) из рода, носящего то же имя, и отнесена к сравнительно скучному и непривлекательному роду Dendranthema.

Любителей разводить хризантемы — множество, и они знают себе цену. Они заявили протест в несколько странно называющийся Комитет по сперматофитам. (Кроме всего прочего, имеются также комитеты по птеридофитам, бриофитам и грибам, и все они подотчетны руководителю, называемому Генеральным докладчиком; порядок, которым и вправду стоит дорожить). Хотя считается, что правила наименований должны строго соблюдаться, ботаники не чужды сантиментам, и в 1995 году решение было отменено. Подобным же образом были спасены от пересмотра своего места в классификации петуния, бересклет и популярные виды амариллисов, но не множество видов герани, которые несколько лет назад под вопли недовольных были переведены в род Pelargonium. Об этих спорах забавно рассказывается в книге Чарлза Эллиотта «Записки из сарая с цветочными горшками».

Споры и реорганизации того же рода можно найти во всех остальных разделах живого мира, так что поддерживать в порядке все ярлыки далеко не такое простое дело, как можно подумать. С учетом этого весьма удивительно, что мы не имеем ни малейшего — «даже в первом приближении», по словам Эдварда О. Вильсона — представления о числе видов живых существ на нашей планете. Оценки разнятся от 3 до 200 миллионов. Еще удивительнее, как утверждается в материале журнала «Экономист», что 97 % видов растений и животных планеты, возможно, еще ожидают своего открытия.

Из живых существ, которые нам действительно известны, более 99 из 100 описаны лишь отрывочно — вот как оценивает наши знания Вильсон: «научное название, горстка образцов в музее, несколько отрывочных описаний в научных журналах». В «Многообразии жизни» он оценивает число всех известных видов организмов — растений, насекомых, микробов, водорослей, в общем, всех вместе — в 1,4 млн, но добавляет, что это всего лишь предположение. Другие авторитеты называют чуть большее количество известных видов — где-то от 1,5 до 1,8 млн, но нет никакого центрального реестра, так что количество негде проверить. Словом, мы оказываемся в таком удивительном положении, когда, по существу, не знаем, что же мы действительно знаем.

В принципе можно было бы обратиться к экспертам, специализирующимся в каждой отдельной области, спросить, сколько видов насчитывается в их сфере, затем сложить итоговые суммы. Многие фактически так и делали. Проблема в том, что редко когда двое опрашиваемых сойдутся в ответе. Одни источники насчитывают семьдесят тысяч известных видов грибов, другие называют 100 тысяч — почти в 1,5 раза больше. Можно найти уверенные утверждения, что количество описанных видов земляных червей составляет 4000, и не менее уверенные утверждения, что их количество достигает двенадцати тысяч. Что до насекомых, их число варьируется от 750 до 950 тысяч. Это, понятно, говорится о числе известных видов. Для растений общепринятое количество колеблется от 248 до 265 тысяч. Это может показаться не таким уж большим расхождением, но оно в двадцать раз больше числа цветковых растений во всей Северной Америке.

Наведение порядка — не самая легкая задача. В начале 1960-х годов Колин Гроувз из Австралийского национального университета предпринял систематический обзор 250 с лишним известных видов приматов. Много раз оказывалось, что одни и те же виды описывались не единожды — иногда несколько раз, причем ни один из исследователей не знал, что имеет дело с животным, уже известным науке. Чтобы все распутать, Гроувзу потребовалось четыре десятка лет, а ведь это была сравнительно небольшая группа легко различимых существ, которые обычно не вызывают споров. Одному богу известно, каким бы был результат, если бы кто-нибудь попытался предпринять нечто подобное в отношении лишайников, которых, по оценкам, на планете насчитывается двадцать тысяч разновидностей, или пятидесяти тысяч видов моллюсков, или четырехсот с лишним тысяч жуков.

Что несомненно, так это то, что живых существ вокруг великое множество, хотя оценки их действительного количества неизбежно основываются на экстраполяциях — порой очень приблизительных. В ходе хорошо известного опыта, поставленного в 1980-х годах, Терри Эрвин из Смитсоновского института окутал в Панаме облаком инсектицидов участок тропического леса из 19 деревьев, а потом собрал все, что упало в его сетки с их крон. Улов (фактически, уловы, поскольку он повторял свой опыт в разные времена года, чтобы удостовериться, что отлавливал и мигрирующие виды) составил 12 тысяч представителей жуков. Исходя из распространения жуков в других местах, количества других видов деревьев в лесу, количества лесов в мире, количества других разновидностей насекомых и так далее по долгой цепи переменных величин, он оценил количество видов насекомых на планете в 30 млн — это число он позднее считал слишком заниженным. Другие, пользуясь теми же или подобными данными, получали оценки 13 млн, 80 млн или 100 млн разновидностей насекомых, в заключение подчеркивая, что как бы тщательно ни подходили они к этим оценкам, в них содержится по меньшей мере столько же предположительного знания, сколько научного.

Согласно «Уолл-стрит джорнэл», в мире «около 10 тысяч активно работающих систематиков» — немного, если учесть, сколько надо зарегистрировать. Но, добавляет журнал, из-за высокой стоимости (около 2 тысяч долларов за один вид) и большого объема бумажной писанины за год регистрируется только около 15 тысяч новых видов всех типов.

«Это не результат биологического многообразия, а кризис таксономии!» — сердито бросает Коэн Маэс, уроженец Бельгии, руководитель отдела беспозвоночных Кенийского национального музея в Найроби, с которым я познакомился во время своей поездки в эту страну осенью 2002 года. Он говорил, что во всей Африке нет ни одного подготовленного систематика: «Был один в Береге Слоновой Кости, но, кажется, и тот удалился от дел». На подготовку систематика уходит от 8 до 10 лет, но в Африку никто из них не едет. «Это настоящие ископаемые», — добавил Маэс. Сам он в конце года тоже должен будет освободить место. После семилетнего пребывания в Кении контракт ему не продлили. «Нет средств», — пояснил он.

За несколько месяцев до того британский биолог Дж. Х. Годфри отмечал в журнале Nature, что повсюду у систематиков налицо хроническое «отсутствие престижа и средств». В результате «многие виды описываются плохо, в разрозненных изданиях, и без всяких попыток соотнести новый таксон* с существующими видами и классификацией.

---

* (Это формальный термин, используемый в биологической классификации для обозначения таких понятий, как «тип» или «вид».)

Более того, основная часть времени систематиков уходит не на описание новых видов, а только на приведение в систему старых. Многие, по словам Годфри, «большую часть времени пытаются разобраться в классификации XIX века: переделывают зачастую несовершенные опубликованные описания или рыщут по музеям мира в поисках типового материала, который часто бывает в очень жалком состоянии». Годфри особенно подчеркивает отсутствие интереса к систематизирующим возможностям Интернета. Остается фактом, что систематика в общем и целом все еще до странности привязана к бумаге[321].

Стараясь привести дела в соответствие с требованиями нового века, один из основателей журнала «Уайрд» (Wired) Кевин Келли начал новое дело, названное Фондом новых видов, имея целью получение сведений и занесение в базу данных всех живых организмов. Стоимость такого предприятия оценивается где-то от 2 млрд до 50 млрд долларов. На весну 2002 года у фонда было всего 1,2 млн долларов и 4 постоянных сотрудника.

Если, как подсказывают цифры, нам, возможно, предстоит открыть еще сотню миллионов видов насекомых, а темпы открытий останутся на нынешнем уровне, то в конечном итоге нам потребуется чуть более 15 тысяч лет. На оставшуюся часть царства животных, возможно, уйдет чуть больше.

Так почему же мы знаем так мало? Причин столько же, сколько еще не сосчитанных животных, но среди них есть несколько главных.

Большинство живых существ очень малы, и их легко упустить из виду. На самом деле это не всегда так уж плохо. Вы бы, пожалуй, не спали так сладко, если бы знали, что в вашем матраце обитает, возможно, 2 млн микроскопических клещей, которые выходят наружу в ранние часы, чтобы отведать ваших сальных выделений и угоститься восхитительными хрустящими чешуйками кожи, которые вы теряете, ворочаясь во сне. Одна ваша подушка, возможно, служит обителью сорока тысяч этих существ. (Ваша голова — для них одна огромная жирная конфета). И не думайте, что чистая наволочка что-нибудь изменит. Для существ размером с постельных клещей волокно самой плотной материи выглядит корабельным такелажем. В самом деле, если вашей подушке 6 лет — чему, вероятно, и равен средний возраст подушки, — то, по словам человека, занимавшегося такими расчетами, доктора Джона Маундера из Британского института медицинской энтомологии, десятую часть ее веса составят «отшелушившаяся кожа, живые клещи, мертвые клещи и экскременты клещей». (Но это, по крайней мере, ваши клещи. Подумайте, к чему вы каждый раз прислоняетесь, ложась в постель в гостинице*). Эти клещи находятся при нас с незапамятных времен, но были обнаружены лишь в 1965 году.

---

* (В других вопросах гигиены дела обстоят еще хуже. Доктор Маундер считает, что переход в стиральных машинах на низкотемпературные моющие средства способствовал размножению насекомых и микробов. По его словам, «стирая грязное белье при низких температурах, вы получаете более чистых вшей».)

Если такие близко связанные с нами существа, как постельные клещи, оставались незамеченными до века цветного телевидения, вряд ли удивительно, что большая часть остального мира малых существ нам едва известна. Ступайте в лес — любой лес, — наклонитесь и возьмите горсть почвы, и у вас в руке окажется десять миллиардов бактерий, в большинстве неизвестных науке. В вашей пригоршне также, возможно, окажется миллион пухлых дрожжинок, около 200 тысяч пушистых грибков, известных как плесень, может быть, десяток тысяч простейших животных (из них наиболее известны амебы) и большой выбор коловраток, плоских червей, аскарид и других микроскопических живых существ, известных собирательно как криптозоа. Большинство их тоже будет неизвестно.

Самый всеобъемлющий справочник по микроорганизмам, «Руководство Бержи по систематической бактериологии», включает около четырех тысяч разновидностей бактерий. В 1980-х годах двое норвежских ученых, Йостейн Гоксойр и Вигдис Торсвик, взяли наугад в березовой роще рядом со своей лабораторией в Бергене 1 грамм почвы и тщательно исследовали содержавшиеся в ней бактерии. В этом маленьком комочке они обнаружили от 4 до 5 тысяч отдельных видов бактерий, больше, чем во всем «Руководстве Бержи». Затем они поехали на побережье в нескольких милях, взяли еще 1 грамм почвы и обнаружили, что в нем содержалось от 4 до 5 тысяч других видов. Как отмечает Эдвард О. Вильсон: «Если в двух щепотках субстрата из двух разных мест в Норвегии насчитывается 9 тысяч разновидностей микробов, сколько же их еще ждет своего открытия в других, совершенно иных местах обитания?» Ну, скажем, по одной из оценок, их может оказаться целых 400 млн.

Мы смотрим не там, где надо. Вильсон в «Многообразии жизни» рассказывает, как один ботаник, побродив несколько дней по десяти гектарам джунглей на острове Борнео, обнаружил тысячу новых видов цветковых растений — больше, чем открыто во всей Северной Америке. Найти эти растения не составило труда. Просто никто туда не заглядывал. Коэн Маэс из Кенийского национального музея рассказывал мне, что он был в одном горном тропическом лесу Кении и за полчаса «не особенно усердных поисков» обнаружил четыре новых вида многоножек, из них 3 представляли новые роды, и еще новый вид дерева. «Большое дерево», — добавил он, разводя руки, словно собираясь танцевать с очень крупной партнершей. Такие леса растут наверху плоскогорий и порой бывают изолированы от внешнего мира миллионы лет. «В них идеальный климат для биологии, и они очень трудны для изучения», — говорит он.

В целом влажные тропические леса покрывают лишь 6 % поверхности Земли, но в них обитает более половины животных и около двух третей цветковых растений — и большинство их остаются для нас неизвестными, потому что там бывает слишком мало исследователей. Большинство их, несомненно, может представлять немалую ценность. По меньшей мере у 99 % цветковых растений никогда не проверялись их лечебные свойства. Ввиду того, что они не могут спастись бегством от хищников, растения вынуждены вырабатывать сложную химическую защиту и потому особенно богаты интересными химическими соединениями. Даже сегодня почти четверть всех прописываемых лекарств получается всего из сорока растений, еще 16 % приходится на животных или микроорганизмы, так что существует серьезная угроза, что с каждым вырубленным гектаром леса мы утрачиваем важнейшие лечебные возможности. Применяя методику так называемой комбинаторной химии, химики способны получать в лабораториях за раз 40 тысяч соединений, но эти продукты получаются наугад и нередко они бывают бесполезными, тогда как любая природная молекула уже прошла то, что журнал «Экономист» называет «предельной отборочной программой: эволюцию длиною более 3,5 млрд лет».

Однако поиски неизведанного не обязательно связаны с путешествиями в отдаленные глухие места. В своей книге «Жизнь: несанкционированная биография» Ричард Форти упоминает, как на стене одной деревенской пивной, «где мочились многие поколения завсегдатаев», была обнаружена одна очень древняя бактерия — открытие, которое, видимо, требовало редкостного везения и увлечения делом, а возможно, и каких-то еще неустановленных качеств.

Не хватает специалистов. Запас объектов, которые надо отыскать, изучить и зарегистрировать, значительно превосходит число ученых, способных делать такую работу. Возьмите такие жизнестойкие малоизвестные организмы, как коловратки. Эти микроскопические животные могут вынести почти все. Когда условия становятся суровыми, они свертываются в комочек, отключают обмен веществ и ждут лучших времен. В таком состоянии их можно бросить в кипящую воду или заморозить почти до абсолютного нуля, а когда испытания заканчиваются и они возвращаются в более приятную среду то разворачиваются и продолжают жить, будто ничего не случилось. Пока их выявлено около 500 видов (хотя, по некоторым источникам, их насчитывается 360), но никто не имеет даже отдаленного представления, сколько их может быть всего. Много лет почти все сведения о них были известны благодаря одному увлеченному любителю, конторскому служащему Дэвиду Брайсу изучавшему их в свободное время. Их можно найти во всех уголках мира, но если бы вы собрали на обед специалистов по коловраткам со всего света, вам не пришлось бы занимать посуду у соседей.

Даже такие важные и вездесущие создания, как грибы (а они действительно важные и вездесущие), привлекают сравнительно мало внимания. Грибы есть повсюду и существуют в многообразных формах — назовем хотя бы на выбор: съедобные грибы, плесень, мучнистую росу, дрожжи и дождевики, и они существуют в количествах, о которых большинство из нас даже не подозревает. Соберите все грибы с гектара обычной луговины, и вы получите 2800 кг грибной массы. И это не маргинальные организмы. Без грибов не было бы фитофтороза у картофеля, древесных болезней и грибковых заболеваний кожи, но, кроме того, не было бы йогуртов, пива или сыров. Всего выявлено около 70 тысяч видов грибов, но считается, что общее их число может достигать 1,8 миллиона. Поскольку много микологов занято в производстве сыров, йогурта и других продуктов, трудно сказать, сколько их активно занимаются исследованиями, но можно смело утверждать, что не открытых еще видов грибов много больше, чем тех, кому их предстоит открывать.

Мир действительно громаден. Благодаря легкости воздушных путешествий и развитию других видов связи мы обманываемся, считая, что мир не так уж велик, но на поверхности земли, где приходится работать исследователям, он действительно огромен — достаточно огромен, чтобы вмещать уйму неожиданностей. Теперь известно, что во влажных тропических лесах Заира обитает значительное количество окапи, ближайших живых родственников жирафов — общая популяция оценивается, возможно, в 30 тысяч голов, — между тем до XX века об их существовании даже не подозревали. Большая бескрылая новозеландская птица такахе, считавшаяся вымершей 200 лет назад, обнаружена в труднодоступных местах Южного острова. В 1995 году заблудившаяся из-за снежной вьюги в отдаленной горной долине Тибета группа французских и английских ученых наткнулась на породу лошадей, ранее известную лишь по доисторическим пещерным рисункам. Жители долины были удивлены, узнав, что в большом мире эта лошадь считается диковиной.

Некоторые считают, что нас могут ожидать еще большие сюрпризы. «Видный британский этнобиолог, — писал в 1995 году журнал «Экономист», — считает, что в дебрях бассейна Амазонки может таиться… мегатерий, обитающий на земле своего рода гигантский ленивец, который, встав, может сравниться ростом с жирафом». Пожалуй, знаменательно, что фамилия этнобиолога не была названа; пожалуй, еще многозначительнее, что ни о нем, ни о ленивце больше ничего не было слышно. Впрочем, пока не обследован каждый уголок джунглей, никто не может категорически утверждать, что такого существа там нет, а до этого еще очень далеко.

Но даже если подготовить тысячи полевых исследователей и направить их в самые отдаленные уголки мира, их усилий не хватит, потому что жизнь существует всюду. Необыкновенная плодовитость жизни поражает, даже радует, но и оставляет множество загадок. Чтобы изучить ее до конца, пришлось бы перевернуть каждый камень, просеять почву во всех лесах, а также невообразимое количество песка и земли, вскарабкаться на кроны деревьев в каждом лесу и придумать значительно более эффективные способы исследования морей. И даже тогда были бы упущены целые экосистемы. В 1980-х годах спелеологи-любители в Румынии проникли в глубокую пещеру, которая долгое, но неопределенное время была отрезана от внешнего мира, и нашли там 33 вида насекомых и других малых существ — пауков, многоножек, вшей, — все слепые, бесцветные и неизвестные науке. Они питались микроорганизмами из пены на поверхности водоемов, а те в свою очередь питались сероводородом из горячих источников.

Казалось бы, понимание невозможности познать все до конца вызывает разочарование, приводит в уныние и, возможно, даже ужасает, но оно точно так же может быть невероятно захватывающим. Мы живем на планете, полной неожиданностей. Какой мыслящий человек захочет, чтобы было иначе?

Что почти всегда больше всего захватывает в любом популярном изложении разрозненных предметов современной науки, так это когда осознаешь, какое множество людей готовы посвятить жизнь самым запутанным, не поддающимся пониманию направлениям исследования. В одном из своих очерков Стивен Джей Гоулд отмечает, как один из его персонажей, Генри Эдвард Крэмптон, провел 50 лет, с 1906 года до своей смерти в 1956 году, спокойно изучая в Полинезии род улиток, называемый Partula. Год за годом Крэмптон снова и снова измерял до мельчайшей степени — до восьми разрядов десятичной дроби — завитки, дуги и изгибы бесчисленных Partula, сводя результаты в подробнейшие таблицы. За одной-единственной строчкой таблицы Крэмптона стоят недели измерений и расчетов.

Чуть менее увлеченным, но еще более непредсказуемым был Альфред С. Кинси, заслуживший известность в 1940-х и 1950-х годах своими исследованиями сексуальности человека. До того как его ум погрузился, так сказать, в секс, Кинси был энтомологом, к тому же упорным. За одну из экспедиций, продолжавшуюся два года, он прошел пешком 4000 км и собрал коллекцию из 3 млн ос. Сколько ему при этом досталось укусов, увы, нигде не отмечено.

Что меня озадачивало, так это вопрос, как в таких экзотических областях обеспечить преемственность исследований. Ясно, что в мире не может быть много учреждений, которым требуются специалисты по усоногим ракам или тихоокеанским улиткам и которые готовы их содержать. Прощаясь с Ричардом Форти в лондонском Музее естественной истории, я спросил его, каким образом удается держать наготове замену выбывающим исследователям.

Он от души рассмеялся над моей наивностью: «Боюсь, что у нас нет таких назначенных заместителей, которые сидят на скамье, ожидая, когда их вызовут на сцену. Если специалист уходит в отставку или, хуже того, умирает, это может приостановить деятельность в этой области, иногда очень надолго». — «И я полагаю, что именно поэтому вы цените тех, кто 42 года изучает единственный вид растения, даже если оно не представляет собой чего-то страшно нового?» — «Вот именно, — ответил он, — именно поэтому».

И, кажется, он действительно говорил то, что думал.

Это начинается с одной клетки. Первая клетка делится, чтобы стать двумя, а две становятся четырьмя и так далее. После всего 47 удвоений у вас будет около 10 тысяч триллионов (10 000 000 000 000 000) клеток, готовых ожить в виде человека*[322]. И каждая из этих клеток точно знает, что делать, чтобы оберегать и лелеять вас от момента зачатия и до последнего вздоха.

---

* (Вообще-то довольно много клеток в процессе развития теряется, так что число клеток, при котором возникаете вы, в действительности всего лишь приблизительное. В зависимости от источника, с которым вы справляетесь, оно может расходиться на несколько порядков. Цифра в 10 тысяч триллионов (или 10 квадрильонов) взята из книги Маргулиса и Сагана «Микрокосмос».)

У вас нет никаких секретов от ваших клеток. Они знают о вас больше, чем вы сами. Каждая имеет копию полного генетического кода — наставления по уходу за вашим организмом, — так что она знает не только свое дело, но и всякое другое дело в организме. Вам ни разу в жизни не придется напоминать клетке, чтобы та следила за содержанием аденозинтрифосфата или нашла место для неожиданно появившейся избыточной фолиевой кислоты. Клетка сделает за вас все — и это, и миллион других дел. Каждая клетка по своей природе является чудом. Даже самые простые из них находятся за пределами человеческой изобретательности. Например, чтобы создать самую элементарную дрожжевую клетку, вам придется миниатюризировать примерно столько же компонентов, сколько деталей в реактивном самолете «Боинг-777», и уместить их в шарике диаметром всего в 5 микрон; затем вам нужно будет как-то убедить этот шарик размножаться.

Но дрожжевые клетки — ничто по сравнению с человеческими, которые не только разнообразнее и сложнее, но и куда больше захватывают воображение благодаря своему сложному взаимодействию.

Ваши клетки — это страна с десятью тысячами триллионов граждан, каждый из них по-своему целиком отдает себя вашему общему благополучию. Нет ничего, что они не делали бы для вас. Они дают вам возможность испытывать удовольствие и формировать мысли. Дают возможность стоять, потянуться и порезвиться. Когда вы едите, они извлекают питательные вещества, распределяют энергию и выносят отходы — все эти вещи вы учили на уроках биологии, — но они, кроме того, не забывают, что надо дать вам почувствовать голод и затем вознаградить вас приятным ощущением сытости, чтобы вы не забыли поесть в другой раз. Они заставляют расти волосы, накапливают серу в ушах, налаживают ровную работу мозга. Они управляют каждым закоулком вашего существа. При первой же угрозе они поспешат вам на помощь. Не колеблясь, погибнут за вас — миллиарды их ежедневно так и поступают. И за всю свою жизнь вы ни разу не поблагодарили ни одну из них. Так что давайте воспользуемся моментом и отнесемся к ним с благоговением и благодарностью, каких они заслуживают.

Мы немного разбираемся в том, как клетки делают свое дело, — как запасают жиры, вырабатывают инсулин и выполняют множество других дел, необходимых для сохранения такого сложного организма, как вы, — но лишь немного. Внутри вас трудятся по крайней мере 200 тысяч различных видов белка, а мы пока знаем, чем конкретно заняты не более чем два процента из них. (Другие называют цифру в 50 %; это, видимо, зависит от того, что иметь в виду под словом «разбираться»).

Сюрпризы на клеточном уровне возникают постоянно. В природе окись азота является страшным ядом и распространенным компонентом загрязнения окружающей среды. Так что ученые, естественно, несколько удивились, когда в середине 1980-х годов обнаружили, что она необычайно старательно вырабатывается человеческими клетками. Назначение окиси азота сначала оставалось тайной, но затем ученые стали находить ее всюду — контролирующей кровоток и энергетику клеток, противодействующей раку и болезнетворным микроорганизмам, регулирующей обоняние и даже способствующей эрекции. Она оказалась связана с объяснением, почему хорошо знаменитое взрывчатое вещество, нитроглицерин, облегчает боли в сердце, известные как стенокардия. (В кровотоке нитроглицерин превращается в окись азота, расслабляющую мышцы, которые выстилают сосуды изнутри, открывая возможность для более свободного тока крови). Всего за десяток лет это газообразное вещество из чужеродного токсина превратилось в вездесущий чудодейственный эликсир.

Согласно бельгийскому биохимику Кристиану де Дюву вы обладаете «несколькими сотнями» различных типов клеток, очень отличающихся по размеру и форме — от нервных клеток, чьи волокна достигают длины более метра, до крошечных, имеющих форму диска клеток крови и фотоэлементов в форме палочек, помогающих нам видеть. Выбор размеров необычайно широк — но самым впечатляющим образом это проявляется в момент зачатия, когда пульсирующая мужская половая клетка одна предстает перед лицом яйцеклетки, которая в 85 тысяч раз больше ее (и это в ином свете представляет, кто кого покоряет). Однако в среднем человеческая клетка имеет в диаметре 20 микрон — то есть около двух сотых миллиметра, — она слишком мала, чтобы ее увидеть, но достаточно вместительна, чтобы содержать тысячи таких сложных структур, как митохондрии и многие миллионы молекул. В самом буквальном смысле клетки также различаются по живучести. Все клетки вашей кожи мертвы. Довольно неприятно думать, что вся до последнего дюйма ваша наружность мертва. Если вы взрослый человек средней комплекции, то таскаете на себе более двух килограммов мертвой кожи[323] и ежедневно сбрасываете несколько миллиардов ее крошечных фрагментов. Проведите пальцем по пыльной полке, и получите узор, по большей части состоящий из старой кожи.

Большинство клеток редко живут больше месяца, но есть и некоторые достойные внимания исключения. Клетки печени могут существовать годами, хотя их составные части могут обновляться каждые несколько дней. Клетки мозга живут столько же, сколько и вы. При рождении вам выдается около сотни миллиардов, и это все, что будет при вас. Считают, что в час вы теряете около 500, так что, если вам есть над чем серьезно подумать, не теряйте ни минуты. Хорошая новость заключается в том, что отдельные составные части клеток вашего мозга, как и в клетках печени, постоянно обновляются, и ни одной из их частей не больше месяца. Вообще, высказывалось предположение, что в составе нашего тела нет ни единой частицы — даже случайной молекулы, — которая находится там больше девяти лет. Возможно, мы себя такими не чувствуем, но на клеточном уровне мы все совсем юные.

Первым человеком, описавшим клетку, был Роберт Гук, которого мы последний раз встречали ссорившимся с Исааком Ньютоном из-за приоритета в отношении закона обратных квадратов. За свои шестьдесят восемь лет Гук добился многого — он был и выдающимся теоретиком, и искусным создателем оригинальных и полезных приборов, — но ничто не принесло ему большего восхищения людей, чем вышедшая в свет в 1665 году и пользовавшаяся широкой известностью книга «Микрография, или Некоторые физиологические описания миниатюрных тел, сделанные с помощью увеличительных стекол». Она открывала очарованным читателям вселенную очень малых существ, которая была куда более разнообразной, многонаселенной и прекрасно организованной, чем кто-либо мог представить.

В числе микроскопичных деталей, впервые выявленных Гуком, были маленькие полости в растениях, которые он назвал «клетками», потому что они напоминали ему монашеские кельи[324]. Гук подсчитал, что в одном квадратном дюйме пробки было 1 259 712 000 этих крошечных ячеек — такая огромная цифра вообще фигурировала в науке впервые. Микроскопы в то время были в ходу уже несколько десятков лет, но что отличало приборы Гука, так это их техническое превосходство. Они достигли увеличения в тридцать раз и стали последним словом в оптической технике XVII века.

Так что десять лет спустя Гук и другие члены Лондонского королевского общества испытали настоящее потрясение, когда стали получать чертежи и сообщения от необразованного торговца льняным товаром из голландского города Делфта, достигавшего 275-кратного увеличения. Торговца звали Антони ван Левенгук. Почти не имея образования и без всякой научной подготовки, он в то же время был прирожденным наблюдателем и выдающимся мастером.

По сей день неизвестно, как он получал такие колоссальные увеличения при помощи такого незатейливого, удерживаемого в руках приспособления, не более чем стеклянного пузырика в скромной деревянной оправе, внешне похожего не на микроскоп, а на лупу, как ее большинство из нас представляет, но вообще-то довольно далекого и от того, и от другого. Для каждого своего опыта Левенгук делал новый прибор и тщательно скрывал технику их изготовления, хотя иногда намекал англичанам, как повысить разрешающую способность*.

---

* (Левенгук был близким другом еще одной дельфтской знаменитости, художника Яна Вермера. В середине XVII века Вермер, до того считавшийся способным, но не выдающимся художником, неожиданно овладел мастерством передачи света и перспективы, чем и прославился. Хотя доказательств тому нет, долгое время подозревали, что он пользовался камерой-обскурой, аппаратом для проецирования изображений на плоской поверхности с помощью линзы. После смерти Вермера такого аппарата в его имуществе не числилось, но оказывается, что душеприказчиком Вермера был не кто иной, как ван Левенгук, самый скрытный производитель линз своего времени.)

За 50 лет — начав, как ни удивительно, когда ему уже было за 40, — Левенгук послал в Королевское общество две сотни сообщений, все на нижненемецком языке, единственном, которым он владел. Он не выдвигал никаких толкований, сообщал лишь фактическую сторону своих открытий, сопровождая их искусными рисунками. Он направлял сообщения почти обо всем, что можно было с пользой исследовать, — хлебной плесени, пчелиных жалах, клетках крови, зубах, волосах, собственных слюне, экскрементах и сперме (об этих последних с извинениями за их неизбежно отвратительный вид), — почти все из этого ранее не наблюдалось под микроскопом.

Когда в 1676 году он сообщил, что в пробе перечной настойки обнаружил «маленьких животных», члены Королевского общества при помощи лучших достижений английской техники целый год занимались поисками этих «маленьких животных», пока наконец добились нужного увеличения. То, что нашел Левенгук, оказалось простейшими (Protozoa). Он подсчитал, что в одной капле воды было 8 280 000 этих крошечных существ — больше, чем все население Голландии. Мир кишел живыми существами в таком разнообразии и обилии, какого никто раньше не подозревал.

Вдохновленные фантастическими открытиями Левенгука, другие начали глядеть в микроскопы с таким усердием, что иногда находили вещи, которых в действительности не было. Один уважаемый голландский наблюдатель, Николаас Гартсокер, был убежден, что видел в клетках спермы «крошечного, уже сформированного человечка». Он назвал эти маленькие существа «гомункулусами», и некоторое время многие верили, что все люди — практически все существа — всего лишь чудовищно увеличенные варианты крошечных, но сформировавшихся существ — предшественников. Самому Левенгуку тоже время от времени доводилось увлекаться. В одном из наименее удачных экспериментов он пытался изучить взрывные свойства пороха, наблюдая небольшой взрыв с близкого расстояния; в результате он едва не ослеп.

В 1683 году Левенгук открыл бактерии — но это было точкой, на которой прогресс из-за ограниченных возможностей аппаратуры приостановился на ближайшие 150 лет. До 1831 года никому не довелось увидеть ядро клетки — первым его открыл шотландский ботаник Роберт Броун, часто, но лишь вскользь упоминаемый, персонаж истории науки. Броун, живший с 1773 по 1858 год, назвал его nucleus, от латинского nucula, означавшего «орешек», или «ядрышко ореха». Лишь к 1839 году было понято, что все живое вещество имеет клеточное строение. Первым такое предположение высказал немец Теодор Шванн; оно, как это бывает с научными догадками, не только несколько запоздало, но к тому же сначала не нашло широкого признания. Лишь в 1860-х годах, в частности благодаря некоторым сыгравшим заметную роль трудам Луи Пастера во Франции, было окончательно установлено, что живое существо не может возникнуть самопроизвольно, но должно произойти из существовавших ранее клеток. Это представление, называемое «клеточной теорией», лежит в основе всей современной биологии.

Клетку сравнивали со многими вещами, от «сложного химического производства» (физик Джеймс Трефил) до «огромного многолюдного города» (биохимик Гай Браун). Клетка похожа на то и другое и вместе с тем не похожа ни на одно из них. Она похожа на химзавод в том смысле, что она все время занята сложнейшими химическими процессами, а на большой город, потому что плотно населена, в ней царит оживленное взаимодействие обитателей, которое приводит в замешательство, но в нем явно просматривается определенная система. Но это куда более кошмарное место, чем любой огромный город или гигантское производство, какие вы когда-либо встречали. Начать с того, что в клетке нет верха и низа (силу тяжести можно не учитывать на клеточном уровне) и нет ни одного неиспользуемого места размером хотя бы с атом. Активные процессы идут повсюду, и непрерывно гудит электричество. Вы можете не чувствовать свою электрическую природу, но она такова. Съедаемая нами пища и вдыхаемый кислород соединяются в клетках, порождая электричество. Мы не обмениваемся сильными разрядами и не прожигаем диван, когда садимся, только потому, что все это происходит в очень малых масштабах: всего 0,1 вольта, передаваемые на расстояние, измеряемое нанометрами. Но увеличьте масштаб, и получите напряженность 20 млн вольт на метр.

Какими бы ни были их размер или форма, почти все ваши клетки построены в основном по одному и тому же плану: они имеют внешнюю оболочку, или мембрану, ядро, внутри которого находится генетическая информация, необходимая для жизнедеятельности, а между ними заполненное бурной деятельностью пространство, называемое протоплазмой. Мембрана не является, как большинство из нас представляет, прочной эластичной оболочкой, чем-то таким, что надо протыкать острой иголкой[325]. Она скорее представляет собой своего рода маслянистое вещество, известное как липид, пользуясь сравнением Шервина Б. Нуланда[326], близкое по консистенции к «легкому моторному маслу». Это кажется удивительно несолидной защитой, но имейте в виду, что на микроскопическом уровне вещи ведут себя иначе. В масштабах молекул вода становится вроде тяжелого геля, а липид подобен железу.

Если бы вы могли побывать внутри клетки, вам бы там не понравилось. Раздутая до таких размеров, чтобы атомы стали величиной с горошину, клетка будет шаром диаметром около километра, который поддерживается сложной конструкцией из балок, называемой цитоскелетом. Внутри нее многие миллионы предметов — одни размером с баскетбольный мяч, другие с автомашину — со скоростью пули носятся из стороны в сторону. Не нашлось бы места, где вы могли бы спокойно стоять без того, чтобы каждую секунду со всех сторон они тысячи раз не ударяли и не вонзались бы в вас. Даже для постоянных обитателей внутренность клетки — место опасное. Каждая нить ДНК подвергается нападению и повреждается в среднем каждые 8,4 секунды — 10 000 раз в день. Химические и другие агенты, которые вклиниваются или небрежно разрезают ее, и каждую из этих ран нужно быстро зашить, если клетке не предначертано погибнуть.

Особенно полны жизни и подвижны белки — они скручиваются, пульсируют и влетают друг в друга до миллиарда раз в секунду. Всюду снуют ферменты, тоже разновидности белков, выполняя до тысячи задач в секунду. Словно поразительно ускоренные рабочие муравьи, они деловито строят и перестраивают молекулы, тащат кусок от одной, добавляют его к другой. Некоторые следят за пролетающими белками и химически помечают непоправимо поврежденные или попорченные. Отобранные таким путем обреченные белки перерабатываются структурами, называемыми протеасомами, где их разбирают, а составные части используют для создания новых белков. Некоторые виды белков существуют менее получаса; другие живут неделями. Но все их существование протекает в бешеном темпе. Как отмечает де Дюв, «из-за немыслимой скорости происходящих там процессов молекулярный мир неизбежно должен полностью оставаться за пределами нашего воображения».

Но замедлите ход вещей до скорости, при которой эти взаимодействия можно наблюдать, и они уже не будут так вас нервировать. Можно увидеть, что клетка — это всего лишь миллионы объектов: лизосом, эндосом, рибосом, лигандов, пероксисом, белков всех размеров и форм, сталкивающихся с миллионами других вещей и занимающихся будничными делами: извлечением энергии из питательных веществ, сборкой структур, удалением отходов, отражением вторжения незваных гостей, отправкой и получением сообщений, выполнением ремонта. Обычно клетка содержит около 20 тысяч различных видов белка, из них около 2 тысяч видов представлены каждый по крайней мере 50 тысячами молекул. «Это означает, — пишет Нуланд, — что если брать в расчет только молекулы, присутствующие в количестве больше 50 тысяч, то в итоге получим самое меньшее 100 млн белковых молекул в каждой клетке. Эта ошеломительная цифра дает некоторое представление об интенсивности и масштабности происходящих внутри нас биохимических процессов».

Все это — крайне необходимые процессы. Чтобы обогащать клетки свежим кислородом, сердце должно перекачивать около 350 литров крови в час, более 8 тысяч литров ежедневно, 3 миллиона литров в год — этого достаточно, чтобы наполнить 4 плавательных бассейна олимпийских размеров. (И это в состоянии покоя. При нагрузках объем может возрасти в 6 раз). Кислород поглощается митохондриями. Это электростанции клеток, и в типичной клетке их бывает до тысячи; правда, их число значительно меняется в зависимости от того, что это за клетка и сколько ей надо энергии.

Возможно, вы помните, в одной из предыдущих глав мы говорили, что митохондрии, как считается, произошли от захваченных бактерий и теперь в основном живут в наших клетках как постояльцы, сохраняя собственные генетические программы, делятся по собственному расписанию, говорят на своем языке. Возможно, также вы вспомните, что мы полностью зависим от их доброй воли. И вот почему. Практически вся потребляемая нами пища и весь кислород после переработки поступают в митохондрии, где они превращаются в молекулу, которая носит название аденозинтрифосфат, или АТФ.

Вы, возможно, не слыхали об АТФ, но это именно то, что сохраняет вам жизнь. Молекулы АТФ — это, по существу, передвигающиеся по клетке маленькие батарейки, обеспечивающие энергией все происходящие в ней процессы, а их великое множество. В каждый данный момент в типичной клетке вашего организма находится около миллиарда молекул АТФ, но через две минуты они будут полностью исчерпаны, и их место займет миллиард других. Ежедневно вы производите и потребляете количество АТФ, равное приблизительно половине веса вашего тела. Ощутите теплоту вашей кожи. Это трудятся ваши АТФ.

Когда клетки больше не нужны, они умирают, причем делают это с великим достоинством. Они сносят все поддерживающие их леса и подпорки и спокойно переваривают свои составные части. Данный процесс известен как апоптоз, или запрограммированная смерть клетки. Ежедневно ради вас гибнут миллиарды клеток, а миллиарды других убирают то, что от них осталось. Клетки могут погибать и насильственной смертью, например в случае заражения, но по большей части они умирают, когда им приказывают. Фактически если им не говорят, чтобы они жили — если они не получают своего рода прямых указаний от других клеток, — клетки автоматически себя убивают. Клеткам очень нужно, чтобы их подбадривали.

Если же, как время от времени случается, клетка не умирает, как предписано, а начинает безудержно делиться и распространяться (пролиферировать, как говорят специалисты), мы называем последствия этого раком. Раковые клетки на самом деле просто сбиты с толку. Клетки весьма часто ошибаются подобным образом, но организм располагает сложными механизмами борьбы с ними. И только очень редко процесс выходит из-под контроля. В среднем одно пагубное злокачественное образование у человека приходится на сто миллионов миллиардов клеточных делений[327]. Рак — невезение во всех смыслах этого слова.

Удивительно не то, что дела у клеток иногда идут не так, как надо, а то, что им удается на протяжении десятков лет управляться с ними так гладко. Они достигают этого посредством передачи и проверки потоков сообщений — какофонии сообщений — со всех концов организма: указаний, запросов, уточнений, просьб о помощи, свежей информации, предписаний делиться или прекратить существование. Большинство этих сообщений и команд доставляется курьерами, называемыми гормонами, такими химическими веществами, как инсулин и адреналин, эстроген и тестостерон, передающими информацию из отдаленных аванпостов вроде щитовидной и эндокринной желез. Другие послания телеграфируются из мозга или внутренних органов. И, наконец, клетки поддерживают прямую связь с соседями, согласовывая с ними свои действия.

Но, пожалуй, самое удивительное то, что все это — лишь произвольная безудержная деятельность, ряд бесконечных столкновений, направляемых не более чем элементарными законами притяжения и отталкивания. Ясно, что за всеми действиями клеток не стоит никакого мышления. Просто все происходит гладко, многократно и столь надежно, что мы даже редко об этом задумываемся; тем не менее все это каким-то образом не только создает порядок внутри клетки, но и идеальную гармонию во всем организме. Путями, которые мы только-только начали понимать, триллионы и триллионы самопроизвольно протекающих химических реакций складываются и образуют вас — подвижного, мыслящего, принимающего решения, или, коль на то пошло, значительно менее размышляющего, но тем не менее невообразимо высокоорганизованного навозного жука. Запомните, что всякое живое существо — это чудо атомной инженерии.

В действительности некоторые организмы, кажущиеся нам примитивными, имеют такой уровень клеточной организации, в сравнении с которой наша выглядит весьма примитивной. Разделите клетки губки (протерев их сквозь сито), затем вывалите их в жидкость, и они найдут путь друг к другу и снова образуют губку. Можете повторять это множество раз, и они будут упрямо собираться вместе, потому что подобно нам с вами и любому другому живому существу ими движет одно неодолимое влечение — продолжать быть.

И все из-за странной, упрямой, еле понятной молекулы, которая сама не живая и по большей части ничего не делает. Мы называем ее ДНК, и чтобы начать понимать ее важнейшее значение для науки и для нас, надо вернуться примерно на 160 лет назад, в викторианскую Англию, к тому моменту, когда у естествоиспытателя Чарлза Дарвина появилась идея, которую назвали «самой блестящей из возникавших у кого-либо», а потом, по соображениям, которые требуют некоторого объяснения, была отложена в долгий ящик на целых 15 лет.

Поздним летом или ранней осенью 1859 года редактору солидного английского журнала «Куортерли ревью» (Quarterly Review) Уитвеллу Элвину прислали сигнальный экземпляр новой книги натуралиста Чарлза Дарвина. Элвин с интересом прочел книгу, признал ее достоинства, но высказал опасение, что предмет исследования слишком узок, чтобы привлечь широкую аудиторию. Вместо этого он убеждал Дарвина написать книгу о голубях. «Голуби интересуют всех», — дружелюбно подсказывал он.

Мудрый совет Элвина был оставлен без внимания, и в конце ноября 1859 года книга «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» вышла в свет по цене 15 шиллингов. Первое издание в 1250 экземпляров было распродано в первый день. С тех пор она постоянно пользуется спросом и постоянно вызывает споры — неплохо для человека, другим главным интересом которого были земляные черви и который, если бы не импульсивное решение совершить плавание вокруг света, вполне вероятно, прожил бы жизнь рядового приходского священника, известного разве что интересом к земляным червям.

Чарлз Роберт Дарвин родился 12 февраля 1809 года* в Шрусбери, тихом базарном городке в западной части Центральной Великобритании.

---

* (Удачная дата в истории: в тот же день в Кентукки родился Авраам Линкольн.)

Его отец был преуспевающим и уважаемым врачом. Мать — дочерью прославленного мастера гончарного дела Джосаи Веджвуда. Она умерла, когда Чарлзу было всего 8 лет.

Дарвину нравились любые мужские забавы, но он постоянно огорчал овдовевшего отца далеко не блестящими успехами в учебе. «Тебе наплевать на все, кроме охоты, собак и ловли крыс, и ты опозоришь себя и всю семью», — писал старший Дарвин. Строчку эту повторяют почти во всех повествованиях о юных годах Дарвина. Хотя он питал склонность к естественной истории, ради отца он попытался взяться за изучение медицины в Эдинбургском университете, но не переносил крови и страданий. Его неизменно глубоко травмировало зрелище операции на, разумеется, страдающем ребенке — в то время, как вы понимаете, обезболивающих средств еще не было. Он попробовал заняться изучением права, но нашел его невыносимо скучным и, в конце концов, скорее из-за отсутствия выбора, получил степень богослова в Кембридже.

Казалось, его ожидала жизнь сельского приходского священника, когда совершенно неожиданно появилось более соблазнительное предложение. Дарвин получил приглашение совершить плавание на военно-морском исследовательском корабле «Бигль», по существу, чтобы составить компанию за столом капитану Роберту Фитцрою, чей ранг исключал дружеское общение с неджентльменами. Фитцрой, человек со странностями, выбрал Дарвина отчасти потому, что ему понравилась форма носа последнего. (Он считал, что она свидетельствовала об основательности его владельца). Дарвин не был первой кандидатурой, но получил одобрительный кивок, когда выбыл компаньон, которому Фитцрой ранее отдал предпочтение. Для XXI века самой поразительной общей чертой обоих была их молодость. В момент отплытия Фитцрою было всего 23 года, а Дарвину только 22.

Официальным заданием Фитцроя было составить карту прибрежных вод, но его хобби — в сущности, страстным желанием — было отыскать доказательства буквального библейского истолкования сотворения мира. То, что Дарвин получил богословское образование, было важнейшим соображением при решении Фитцроя взять его в плавание. И то, что Дарвин впоследствии не только показал себя приверженцем более широких взглядов, но и без особого рвения придерживался основных догматов христианства, стало источником длительных разногласий между ними.

Проведенные Дарвином на «Бигле» годы с 1831-го по 1836-й, безусловно, стали определяющими для всей его последующей жизни, но они же явились и годами самых тяжелых испытаний. Они жили вдвоем с капитаном в одной небольшой каюте, что не могло не быть необременительным по причине того, что у Фитцроя случались вспышки ярости, сменявшиеся периодами еле сдерживаемой злобы. Между ними возникали бесконечные ссоры, порой, как позднее вспоминал Дарвин, «доходившие до грани безумия». Даже в лучшие периоды морские путешествия зачастую наводили скуку — предыдущий капитан «Бигля» в минуту тоски от одиночества пустил себе пулю в лоб, — Фитцрой тоже вышел из семьи, известной врожденными депрессивными расстройствами. Его дядя, виконт Каслри, канцлер казначейства, за 10 лет до того перерезал себе горло. (Фитцрой совершит самоубийство таким же образом в 1865 году). Даже пребывая в более спокойном расположении духа, Фитцрой проявлял себя крайне странно. По завершении путешествия Дарвин был поражен, узнав, что почти тут же Фитцрой женился на молодой женщине, с которой уже давно был помолвлен. За 5 лет, проведенных в компании с Дарвином, он ни разу не обмолвился о своей привязанности и даже не упомянул ее имени.

Однако во всех других отношениях путешествие на «Бигле» было триумфальным. Дарвин испытал приключения, которых хватило на всю жизнь, и собрал неистощимые запасы образцов, достаточные, чтобы прославиться и найти занятия на многие годы. Он открыл колоссальную сокровищницу древних ископаемых, включая самый превосходный из известных поныне образец мегатерия; уцелел во время страшного землетрясения в Чили; открыл новый вид дельфина (которого почтительно назвал Delphinus fltzroi); провел тщательное плодотворное геологическое обследование Анд; выработал новую, вызвавшую восхищение теорию образования коралловых атоллов, в которой не случайно высказывалось предположение, что на формирование атоллов потребовалось не менее миллиона лет — первый намек на его давнюю приверженность мнению о чрезвычайной древности земных процессов. В 1836 году через 5 лет и 2 дня, в возрасте 27 лет он вернулся домой. И больше ни разу не покидал Англии.

Единственное, чего не сделал Дарвин за время путешествия, так это не выдвинул теорию эволюции (или вообще какую-либо теорию). Начнем с того, что к 1830-м годам концепция эволюции имела хождение уже десятки лет. Дед самого Дарвина, Эразм, воздал должное принципам эволюции в посредственном, но не лишенном пафоса стихотворении «Храм природы» задолго до рождения Чарлза. Только по возвращении в Англию и после того, как он прочел книгу Мальтуса «Опыт о законе населения» (в которой утверждалось, что по математическим причинам производство пищи никогда не будет поспевать за ростом населения), у молодого Дарвина стала созревать мысль, что жизнь — это непрекращающаяся борьба и что одни виды процветают, а другие вымирают посредством естественного отбора. Дарвин, в частности, заметил, что все живые существа соперничают из-за средств существования, и те, у которых есть врожденные преимущества, будут преуспевать, передавая их потомкам. Таким образом, виды постоянно совершенствуются.

Кажется, что это очень простая идея — и это действительно очень простая идея, — но она объясняет великое множество вещей, и Дарвин был готов посвятить этому жизнь. «Какой же я глупец, что не додумался до этого!» — воскликнул Т. Г. Гексли, прочитав «Происхождение видов». Эта мысль с тех пор повторялась не единожды.

Интересно, что Дарвин ни в одном из своих трудов не употреблял выражение «выживание наиболее приспособленных» (хотя и выражал свое восхищение им). Выражение впервые употребил Герберт Спенсер в «Основах биологии» в 1864 году через 5 лет после выхода в свет «Происхождения видов». До шестого издания «Происхождения» не употреблял Дарвин и термин «эволюция» (к тому времени он стал слишком широко распространенным, чтобы устоять перед поветрием), предпочитая говорить «наследование с изменениями». Также для его умозаключений никак не послужило стимулом наблюдение во время пребывания на Галапагосских островах любопытного разнообразия клювов у вьюрков. Обычно рассказывают (или, по крайней мере, так у многих отложилось в памяти), будто, переезжая с острова на остров, Дарвин заметил, что на каждом из них клювы вьюрков были удивительно приспособлены для использования местных источников пищи — на одном острове они были крепкими и короткими, хорошо справлявшимися с раскалыванием орехов, тогда как на другом клювы были длиннее и тоньше и лучше подходили для вытаскивания пищи из трещин, — и это якобы навело его на мысль, что птицы не были созданы такими, но в известном смысле создали себя сами.

Птицы действительно сами сформировали себя, но заметил это не Дарвин. Ко времени путешествия на «Бигле» он только что окончил университет, еще не был опытным натуралистом и потому не обратил внимания, что все эти галапогосские птицы принадлежали к одной разновидности. То, что птицы, которых обнаружил Дарвин, все были вьюрками с разными способностями, понял его друг, орнитолог Джон Гулд. К сожалению, Дарвин по неопытности не пометил, какие из птиц были на том или ином острове. (Подобную ошибку он допустил и с черепахами). Потребовались годы, чтобы разобраться в этой путанице.

Из-за различных недосмотров и оплошностей и необходимости разбирать бесчисленные ящики с остальными образцами, прибывшими на «Бигле», только в 1842 году, спустя 5 лет после возвращения в Англию, Дарвин наконец взялся за первые наброски своей новой теории. За два года он довел «наброски» до 230 страниц. А затем поступил крайне необычно: отложил свои записи на полтора десятка лет и занялся другими делами. Стал отцом десятерых детей, посвятил почти 8 лет написанию исчерпывающего опуса об усоногих раках («Я ненавижу усоногого рака, как ни один человек до меня», — вздыхал он по завершении труда, и его можно понять) и стал жертвой странной болезни, которая постоянно вызывала апатию, слабость и, по его словам, «действовала на нервы». Симптомы почти всегда включали сильную тошноту и, как правило, также сильные сердцебиения, мигрень, дрожь, мелькание в глазах, одышку, головокружения и, что неудивительно, депрессию.

Причина заболевания так и не была установлена. Самое романтичное и, пожалуй, наиболее вероятное из многих предположений состоит в том, что он страдал от болезни Чагаса, мучительного тропического заболевания, которое подхватил в Южной Америке от укуса одного из видов жуков. Более прозаическое объяснение заключается в том, что его состояние носило психосоматический характер. В любом случае оно не вызывало физических страданий. Хотя часто он был не в состоянии работать более 20 минут кряду, а иногда даже меньше.

Значительная часть остального времени посвящалась все более интенсивным и безрассудным приемам лечения — купанию в ледяной воде, уксусным ваннам, обертыванию «электрическими цепями», благодаря которым он подвергался легким ударам током. Он превратился в нечто вроде отшельника, редко покидал свое имение Даун-хауз в Кенте. Поселившись в доме, он первым делом установил за окном своего кабинета зеркало, с тем чтобы можно было разглядеть, а если нужно, избежать, посетителей.

Дарвин держал свою теорию при себе, прекрасно понимая, какую бурю она вызовет. В 1844 году, в год, когда он запер в ящик свои заметки, вышла в свет книга «Начала естественной истории сотворения мира», вызвавшая в мыслящем мире взрыв негодования, поскольку в ней высказывалось предположение, что люди, возможно, развились из менее значительных приматов без помощи божественного творца. Предвидя взрыв гнева, автор принял меры к тому, чтобы тщательно скрыть свое имя, которое держал в тайне даже от ближайших друзей в течение сорока лет. Некоторые задавались вопросом, не является ли автором сам Дарвин. Другие подозревали принца Альберта. На самом деле автором был преуспевающий и, в общем, не отличавшийся тщеславием издатель Роберт Чемберс. Его нежелание обнаруживать себя имело наряду с личными и чисто прагматические причины: его фирма была одним из основных издателей Библии*.

---

* (Дарвин был одним из немногих, кто догадывался. Однажды он случайно оказался у Чемберса, когда тому доставили сигнальный экземпляр шестого издания «Начал». Чемберса, можно сказать, выдал интерес, с которым он просматривал правку, хотя, похоже, оба промолчали.)

«Начала» подвергались разносу с амвонов по всей Британии и далеко за ее пределами, а также вызвали не меньшее негодование в ученых кругах. Свирепо разносил книгу журнал «Эдинбург ревью», посвятивший ей почти весь номер — 85 страниц. Даже приверженец эволюции Т. Г. Гексли подверг книгу язвительной критике, не ведая того, что автор ее был одним из его друзей. Рукопись самого Дарвина, возможно, оставалась бы под замком до его кончины, если бы не полученный в начале лета 1858 года тревожный сигнал с Дальнего Востока в виде пакета, содержавшего дружелюбное письмо молодого натуралиста по имени Альфред Рассел Уоллес с наброском статьи «О тенденции видов к неограниченному отклонению от первоначального типа», в которой коротко излагалась теория естественного отбора, поразительно сходная с тайными записями Дарвина. Даже отдельные формулировки повторяли дарвиновские. «Никогда не встречал более поразительных совпадений, — в смятении отмечал Дарвин. — Если бы Уоллес даже располагал моими рукописными набросками 1842 года, он не мог бы составить лучшего реферата».

Уоллес вошел в жизнь Дарвина не так уж неожиданно, как иногда дают понять. Оба они к тому времени уже переписывались, и Уоллес не раз великодушно посылал Дарвину образцы, представлявшие, по его мнению, интерес. В ходе этого обмена письмами Дарвин аккуратно предупреждал Уоллеса, что считает тему возникновения видов исключительно своим полем деятельности. «Этим летом пойдет двадцатый год (!) с тех пор, как я открыл первую записную книжку по вопросу о том, как и каким образом виды и разновидности дифференцируются друг от друга, — несколько раньше писал он Уоллесу. — В настоящее время я готовлю свою работу к изданию», — добавлял он, пускай даже и не собирался этого делать.

До Уоллеса не дошло, что пытался дать ему понять Дарвин — во всяком случае, он, конечно, не мог представить, насколько его собственная теория близка, можно сказать, почти идентична той, которую два десятилетия, так сказать, разрабатывал Дарвин.

Дарвин оказался в мучительном тупике. Если бы он бросился издавать свой труд, дабы сохранить приоритет, то получалось бы, что он использует в своих целях наивно доверенную ему далеким поклонником информацию. Но если бы он уступил дорогу другому, как того требовала сомнительная этика джентльмена, то утратил бы заслугу создания теории, которую выдвинул совершенно независимо. Теория Уоллеса, как он признавал сам, была результатом внезапного озарения; тогда как теория Дарвина была плодом многолетних обстоятельных, кропотливых, систематичных размышлений. Все это было чудовищно несправедливо.

Положение усугублялось тем, что его самый младший сын, тоже Чарлз, подхватил скарлатину и был серьезно болен. В самый критический момент, 28 июня, ребенок умер. Несмотря на тревоги и заботы в связи с болезнью сына, Дарвин нашел время черкнуть письма своим друзьям Чарлзу Лайелю и Джозефу Хукеру, в которых выражал готовность уступить, но отмечал, что тем самым все его труды, «чего бы они ни стоили, пойдут насмарку». Лайель с Хукером выступили с компромиссным решением — представить изложение идей Дарвина и Уоллеса одновременно. Местом рассмотрения, на котором остановились, было собрание Линнеевского общества, которое в то время изо всех сил старалось вернуть себе видное место в науке. 1 июля 1858 года теория Дарвина и Уоллеса была представлена миру. Дарвин на собрании не присутствовал. В этот день они с женой хоронили сына.

Представление тезисов Дарвина — Уоллеса было в тот вечер одним из семи вопросов повестки дня наряду, например, с сообщением о флоре Анголы, и если даже 30 или около того участников собрания догадывались, что присутствуют на кульминационном научном событии века, они не подали вида. Не было никакого обсуждения. Не привлекло это событие большого внимания и в других местах. Позднее Дарвин в шутку замечал, что лишь один человек, некий профессор Хотон из Дублина, упомянул в печати об обоих трудах и пришел к заключению, что «все новое в них ложно, а все верное устарело».

Уоллес все еще был далеко на Востоке и узнал об этом повороте событий значительно позже, но принял известие на удивление спокойно и, казалось, был доволен, что его вообще заметили. Он даже в дальнейшем всегда называл эту теорию дарвинизмом.

Куда менее сговорчивым в отношении приоритета Дарвина оказался шотландский садовник Патрик Мэтью, который, что довольно удивительно, тоже изложил основы естественного отбора двадцатью годами ранее — фактически в тот год, когда Дарвин отправился в плавание на «Бигле». К сожалению, Мэтью высказал эти суждения в книге, озаглавленной «Корабельный лес и разведение древесных пород», которая осталась незамеченной не только Дарвином, но и во всем мире. Мэтью затеял скандал, направив насмешливое письмо в газету «Гарднерз кроникл», в котором выставил Дарвина принимающим отовсюду похвалу за идею, которая на самом деле ему не принадлежит. Дарвин без задержки принес извинения, хотя для общего сведения отметил: «Думаю, что никого не удивит, что ни я, и, видимо, никто из натуралистов не слыхал о суждениях господина Мэтью, поскольку они были изложены в приложении к труду о корабельном лесе и лесоводстве».

Уоллес еще полсотни лет продолжал деятельность как естествоиспытатель и философ, временами довольно неплохо, но все больше терял расположение ученых из-за сомнительного увлечения такими вещами, как спиритизм и гипотезы о существовании жизни в других областях Вселенной. Так что теория, в основном за отсутствием других претендентов, стала теорией одного Дарвина.

После ее оглашения Дарвина не оставляли угрызения совести. Он называл себя «служителем дьявола», говорил, что, раскрывая содержание теории, он испытывал ощущение, «словно признается в убийстве». Кроме всего прочего, он понимал, какую боль причиняет своей любимой набожной жене. Но при всем том он сразу взялся за расширение рукописи до размеров книги. Он временно назвал ее «Краткий очерк происхождения видов и разновидностей через естественный отбор» — заголовок настолько сухой и условный, что издатель, Джон Мюррей, решил напечатать всего 500 экземпляров. Но, получив рукопись с чуть более привлекающим внимание заглавием, Мюррей передумал и увеличил тираж до 1250 экземпляров.

«Происхождение видов» сразу получило коммерческий успех, но не похвалы у критиков. Теория Дарвина сталкивалась с двумя неустранимыми трудностями. Она требовала значительно больше времени, чем был готов допустить лорд Кельвин, и почти не подкреплялась свидетельствами в виде находок ископаемых. Где, спрашивали более вдумчивые критики Дарвина, переходные формы, которых так явно требует теория? Если новые виды непрерывно эволюционировали, тогда среди ископаемых должно быть разбросано множество промежуточных форм, однако их нет*.

---

* (По случайности в 1861 году, в самый разгар споров, такое свидетельство появилось — рабочие нашли в Баварии кости древнего археоптерикса, существа на полпути между птицей и динозавром. (У него были перья, а также зубы). Это была впечатляющая и полезная находка, ее значение широко обсуждалось, но единичное открытие вряд ли могло считаться убедительным.)

Фактически имевшиеся тогда находки (как и много времени спустя) не обнаруживали никаких признаков жизни вплоть до момента знаменитого кембрийского взрыва.

Но тут Дарвин безо всяких доказательств настаивал, что древние моря кишели живыми существами и что мы пока еще их не нашли, просто потому что по каким-то причинам они не сохранились. Иначе и быть не могло, утверждал Дарвин. «В настоящее время вопрос вынужденно остается необъяснимым и может по праву быть использован в качестве аргумента против излагаемых здесь взглядов», — со всей откровенностью признавал он, однако отказывался допустить противоположную возможность. В качестве объяснения он высказывал предположение — находчиво, но ошибочно, — что, возможно, докембрийские моря были слишком чистые, чтобы создавать отложения, и потому в них не сохранилось ископаемых остатков.

Даже ближайшие друзья Дарвина были обеспокоены беспечной необдуманностью некоторых его утверждений. Адам Седжвик, который учил Дарвина в Кембридже и брал его на геологические изыскания в Уэльсе в 1831 году, говорил, что книга доставила ему «больше огорчений, чем удовольствия». Знаменитый швейцарский палеонтолог Луи Агассиз отверг ее содержание, назвав его жалкими догадками. Даже Лайель мрачно заметил: «Дарвин заходит слишком далеко».

Т. Г. Гексли претили настойчивые утверждения Дарвина об огромных сроках геологического времени, поскольку сам Гексли принадлежал к сальтационистам, то есть придерживался взглядов, что эволюционные изменения происходят не постепенно, а сразу, внезапно. Сальтационисты (от латинского слова, означающего «прыжок») не соглашались с тем, что сложные органы могли каким-то образом развиться постепенно. В конце концов, что хорошего в одной десятой крыла или половине глаза? Такие органы, считали они, имели смысл, только если появлялись в законченном виде.

Это убеждение было несколько удивительным для такой радикальной личности, как Гексли, потому что оно очень напоминало крайне консервативное религиозное представление, впервые выдвинутое в 1802 году английским теологом Уильямом Пэйли и известное как телеологический довод. Пэйли утверждал, что если вы нашли на земле карманные часы, то, даже никогда прежде не видав такого предмета, сразу поймете, что он создан мыслящим существом. То же самое, считал он, и с природой: ее сложность служит доказательством творческого замысла. Этот аргумент в девятнадцатом веке пользовался огромным влиянием и причинял Дарвину много неприятностей. «От этого глаза меня по сей день бросает в холодный пот», — признавался он в одном из писем к другу. В «Происхождении видов» он признавал, что «кажется, сознаюсь в этом откровенно, в высшей степени нелепым», чтобы такой орган мог быть выработан постепенно, естественным отбором.

Но и при этом к непрекращающемуся недовольству его сторонников Дарвин не только настаивал, что все изменения были постепенными, но почти в каждом новом издании «Происхождения видов» увеличивал количество времени, необходимого, по его мнению, для эволюционного развития, отчего его идеи все больше теряли поддержку. «В конечном счете, — пишет историк Джеффри Шварц[328], — Дарвин утратил практически всю еще остававшуюся поддержку своих коллег — естествоиспытателей и геологов».

По иронии судьбы, учитывая, что Дарвин назвал свою книгу «Происхождение видов», единственное, что он не смог объяснить, так это как произошли виды. Теория Дарвина предполагала механизм, благодаря которому вид может стать более сильным, здоровым, стойким — словом, более приспособленным, — но в ней не было никаких указаний на то, как он может породить новый вид. Один шотландский механик, Флиминг Дженкин[329], раздумывая над проблемой, отметил в доводах Дарвина важный изъян. Дарвин считал, что сколько-нибудь полезная особенность, появившаяся в одном поколении, будет передаваться последующим поколениям, тем самым укрепляя вид. Дженкин же указывал, что благоприятная особенность одного из родителей не станет доминирующей в последующих поколениях, а фактически в результате смешения будет ослаблена. Если плеснуть виски в стакан с водой, виски от этого станет не крепче, а наоборот, слабее. А если налить эту смесь еще в один стакан с водой, напиток станет еще слабее. Подобным же образом любая благоприятная особенность, переданная одним из родителей, последовательно ослабевала бы при дальнейших спариваниях, пока совсем не переставала бы обнаруживаться. Таким образом, теория Дарвина была секретом не изменчивости, а устойчивости. Счастливые случайности могли возникать время от времени, но скоро растворялись бы под воздействием общей тенденции к возвращению в состояние устойчивой заурядности. Для естественного отбора требовался альтернативный, не принятый во внимание механизм.

За 1200 км от Англии, в тихом углу Центральной Европы к решению этой проблемы приближался неизвестный Дарвину, да и никому другому скромный монах Грегор Мендель.

Мендель родился в 1822 году в простой деревенской семье на задворках Австрийской империи, отошедших ныне Чешской республике. Когда-то в школьных учебниках его изображали простым, но наблюдательным монахом-провинциалом, чьи открытия в значительной мере были делом случая — следствием подмеченных им интересных наследственных особенностей во время ковыряния в грядках гороха на монастырском огороде. На самом деле Мендель был образованным ученым — он изучал физику и математику в Философском институте Ольмюца[330] и Венском университете — и ко всему, чем занимался, относился как ученый. Кроме того, монастырь в Брно, где Мендель проживал с 1843 года, был известен как научное учреждение. Он располагал библиотекой в 20 тысяч томов и издавна славился тщательностью научных исследований.

Прежде чем начинать опыты, Мендель 2 года подготавливал контрольные образцы, чтобы быть уверенным в чистоте 7 сортов гороха. После этого при участии двух постоянных помощников он многократно выращивал и скрещивал гибриды 30 тысяч растений гороха. Это была тонкая работа, требовавшая от троих экспериментаторов неимоверных усилий, дабы избегать случайных перекрестных опылений и отмечать каждое незначительное отклонение в развитии и внешнем виде семян, стручков, листьев, стеблей и цветков. Мендель хорошо знал, что он делает.

Он никогда не применял слово «ген» — этот термин впервые появляется только в 1913 году, в одном английском медицинском словаре, — хотя ввел в оборот термины «доминантный» и «рецессивный». Он установил, что каждое семя содержит два «фактора» или, как он их называл, «элемента» — доминантный и рецессивный — и сочетание этих факторов дает предсказуемые схемы наследственности.

Результаты опытов он преобразовал в точные математические формулы. Всего на эти эксперименты у Менделя ушло 8 лет, затем он подтвердил результаты аналогичными экспериментами с цветами, зерновыми и другими растениями. Подход Менделя был даже слишком научным, потому что, когда в 1865 году он представил свои выводы на февральском и мартовском собраниях Брненского общества естественной истории, аудитория примерно из сорока человек любезно, но явно равнодушно выслушала сообщение, хотя для многих членов общества растениеводство представляло значительный практический интерес.

Когда доклад Менделя был опубликован, он поспешил послать экземпляр известному швейцарскому ботанику Карлу-Вильгельму фон Нёгели[331], чья поддержка имела определенное значение для будущего теории. К сожалению, Нёгели не оценил значения открытия Менделя. Он предложил Менделю поработать над селекцией лекарственной травы ястребинки. Мендель послушался, но скоро понял, что ястребинка не обладает признаками, необходимыми для изучения наследственности. Было ясно, что Нёгели невнимательно подошел к докладу или вообще его не читал. Разочаровавшись, Мендель отошел от изучения наследственности и остаток жизни посвятил выращиванию диковинных овощей, изучению пчел, мышей и, среди прочего, пятен на Солнце. В конечном счете он стал аббатом.

Но открытия Менделя не были так уж совсем оставлены без внимания, как иногда полагают. Его труд удостоился восторженной статьи в «Британской энциклопедии» — в то время более влиятельной в собрании научной мысли, чем теперь, — и на него неоднократно ссылался в своей важной работе немец Вильгельм Олберс Фокке[332]. Именно потому, что идеи Менделя никогда полностью не погружались ниже ватерлинии научной мысли, они так легко возродились, когда мир стал готов их принять.

Не ведая того, Дарвин и Мендель, вместе взятые, заложили фундамент всех наук о жизни XX века. Дарвин выяснил, что все живые существа имеют родственные связи, что в конечном счете они «ведут свою родословную от одного общего предка»; труд же Менделя показал механизм того, как это могло происходить. Оба вполне могли бы помочь друг другу. У Менделя было немецкое издание «Происхождения видов», известно, что он его читал, так что, должно быть, осознавал применимость своего труда к работам Дарвина, тем не менее похоже, что он не делал попыток связаться с автором. Известно, что и Дарвин в свою очередь изучал влиятельный труд Фокке, содержавший многочисленные ссылки на работы Менделя, но не увязал их с собственными исследованиями.

Все думают, что в рассуждениях Дарвина заметное место занимает тезис о том, что люди произошли от обезьян. Этого там вовсе нет, разве что одно упоминание вскользь. Но даже при этом не требовалось большого озарения, чтобы сделать из теории Дарвина выводы о развитии человека. Они-то и стали сразу темой для обсуждения.

Открытая проба сил произошла в субботу, 30 июня 1860 года, на собрании Британской ассоциации содействия развитию науки в Оксфорде. Роберт Чемберс, автор «Начал естественной истории сотворения мира», уговорил присутствовать на собрании Гексли, хотя тот все еще не знал о причастности Чемберса к этой вызвавшей споры книге. Дарвин, как всегда, отсутствовал. Собрание проходило в Оксфордском зоологическом музее. В конференц-зал набилось более тысячи человек, сотни не смогли войти. Люди знали, что должно произойти что-то важное, хотя поначалу им пришлось выслушать Джона Уильяма Дрейпера из Нью-Йоркского университета, на протяжении двух часов упорно пробиравшегося сквозь усыпляющие вступительные замечания «О положении в интеллектуальном мире Европы в связи с воззрениями господина Дарвина».

В заключение на кафедру поднялся епископ Оксфордский Сэмюэль Уилберфорс. Уилберфорса (как принято считать) кратко проинструктировал ярый антидарвинист Ричард Оуэн, побывавший у него дома накануне вечером. Как почти всегда бывает в случае бурно заканчивающихся событий, описания того, что именно случилось, сильно расходятся. По наиболее распространенной версии, Уилберфорс по ходу речи, сухо улыбнувшись, обернулся к Гексли и потребовал ответить, по какой линии тот претендует на родство с обезьяной — по линии бабки или по линии деда. Замечание, несомненно, подразумевалось как язвительная насмешка, но было воспринято как холодный вызов. По утверждению самого Гексли, он повернулся к соседу и прошептал: «Сам Господь отдает его в мои руки», а затем, предвкушая удовольствие, поднялся с места.

Правда, были и другие, кто вспоминал, что Гексли дрожал от ярости и негодования. Во всяком случае, Гексли заявил, что скорее претендовал бы на родство с обезьяной, нежели с такими, кто, пользуясь высоким церковным титулом, несет на серьезном научном форуме несусветно безграмотную чушь. Такая отповедь была неслыханной дерзостью и к тому же оскорбляла высокий сан Уилберфорса; заседание завершилось полнейшим хаосом. Некая леди Брюстер упала в обморок. Роберт Фитцрой, бывший компаньоном Дарвина двадцать пять лет назад на «Бигле», воздев к небу руки со Священным Писанием и с криками «Библия, Библия!» метался по залу. (Он должен был в качестве главы недавно созданного Метеорологического департамента представить на конференции доклад об ураганах.) Интересно, что впоследствии каждая из сторон утверждала, что наголову разгромила другую.

В дальнейшем Дарвин недвусмысленно высказался о своем убеждении касательно нашего родства с приматами в опубликованном в 1871 году труде «Происхождение человека». Вывод был смелым, поскольку ничто среди найденных ископаемых останков не подтверждало такую точку зрения. Единственными известными останками древнего человека были кости неандертальца из Германии да несколько сомнительных фрагментов челюстных костей, причем многие пользовавшиеся уважением авторитеты отказывались даже верить в их древность. В общем, книга «Происхождение человека» была более спорной, чем «Происхождение видов», но ко времени ее выхода в свет мир стал менее возбудимым и доводы ученого вызвали значительно меньше волнений.

Однако к концу жизни Дарвин большей частью занимался другими делами, которые, как правило, лишь вскользь касались вопросов естественного отбора. Долгое время он копался в птичьем помете, внимательно разглядывал его содержание, пытаясь понять, каким образом семена разносятся по материкам, и еще много лет изучал поведение червей. В одном из экспериментов он играл для них на пианино — не для их развлечения, а чтобы изучить воздействие на них звука и вибрации. Он первым осознал важнейшее значение червей для плодородия почвы. «Можно не сомневаться, что найдется мало других животных, которые сыграли бы такую важную роль в истории мира», — отмечал он в мастерски написанном труде на эту тему «Формирование перегноя под воздействием червей» (1881), который по существу превзошел по популярности «Происхождение видов». Среди других его книг были «О различных ухищрениях, благодаря которым британские и зарубежные орхидеи опыляются насекомыми» (1862), «Выражения чувств животными и человеком» (1872), которая в первый же день разошлась тиражом почти в 5300 экземпляров, «Результаты перекрестного и самоопыления в царстве растений» (1876) — предмет, невероятно близкий трудам Менделя, но по значению не идущий в сравнение с ними, и «Сила движения в растениях». И, наконец, последнее по счету, но не по значению: он посвятил много усилий изучению последствий инбридинга — вопросу, представлявшему для него личный интерес. Будучи женатым на кузине, Дарвин с грустью догадывался, что причиной отдельных физических и умственных дефектов у его детей было недостаточно разветвленное генеалогическое древо.

За свою жизнь Дарвин часто удостаивался почестей, но ни разу за «Происхождение видов» и «Происхождение человека». Королевское общество присудило ему престижную медаль Копли, но не за эволюционные теории, а за труды в области геологии, зоологии и ботаники, а Линнеевское общество подобным же образом с удовольствием воздавало почести Дарвину, не принимая его радикальные воззрения. Его никогда не возводили в рыцарское достоинство, хотя похоронили в Вестминстерском аббатстве, рядом с Ньютоном. Умер он в Дауне в апреле 1882 года. Мендель скончался двумя годами позже.

Теория Дарвина, по существу, получила широкое признание лишь в 1930—1940-х годах, с развитием усовершенствованной теории, названной несколько высокопарно новым синтезом, сочетавшей идеи Дарвина с идеями Менделя и других[333]. К Менделю признание тоже пришло посмертно, хотя и наступило несколько раньше. В 1900 году трое работавших независимо друг от друга европейских ученых более или менее одновременно вновь повторили открытие Менделя. И лишь из-за того, что один из них, голландец по имени Гуго де Фриз, похоже, вознамерился приписать открытия Менделя себе, один из его соперников поднял шум, заявив, что в действительности заслуга принадлежит забытому монаху.

Мир был почти — но еще не совсем — готов начать понимать, как мы здесь оказались, как мы создавали друг друга. Трудно представить, что в начале XX века и даже позже лучшие ученые умы на свете, по существу, были не в состоянии более или менее внятно объяснить, откуда берутся дети. А между тем, как вы, возможно, помните, они считали, что наука почти исчерпала себя.

Если бы оба ваши родителя не вступили в связь именно в тот момент — возможно, в пределах секунды, даже наносекунды, — вас бы здесь не было. И если бы их родители не вступили в связь точно вовремя, вас тоже бы не было. Если бы не получилось подобным же образом и у родителей этих родителей и у тех, которые были до того, и так далее до бесконечности, то вас бы на этом свете не было.

Продвигайтесь сквозь время в обратном направлении, и эти обязательства перед предками будут возрастать. Вернитесь назад всего на восемь поколений, примерно во время, когда родились Чарлз Дарвин и Авраам Линкольн, и вы уже насчитаете более 250 человек, от своевременных совокуплений которых зависит ваше существование. Двигайтесь дальше, во времена Шекспира и первых переселенцев в Америку, и у вас будет не менее 16 384 предков, ревностно обменивавшихся генетическим материалом таким образом, что в результате, в конечном счете, чудесным образом появились вы.

Двадцать поколений назад количество лиц, производивших потомство ради вас, возрастает до 1 048 576 человек. Еще пять поколений до этого — и получаем 33 554 432 мужчин и женщин, от чьих любовных игр зависит ваше существование. К тридцати поколениям назад общее количество предков — имейте в виду, это не кузены, тетушки и другие второстепенные родственники, а только родители и родители родителей в родословной, неотвратимо ведущей к вам, — превышает миллиард (если точно, 1 073 741 824). Если дойдёте до 64 поколений, до времен римлян, число людей, от чьих совместных усилий в конечном счете зависит ваше существование, возрастает до 18 миллионов триллионов, что в несколько миллиардов раз превышает общее количество людей, когда-либо живших на свете.

Очевидно, с нашей математикой что-то не так. Ответ, если вам интересно узнать, заключается в том, что ваша родословная не является чистой. Вас бы не было, не будь некоторой доли кровосмешения — в действительности довольно значительной, хотя на генетически благоразумном отдалении. При таком множестве миллионов предков неизбежно наблюдалось обилие случаев, когда какой-нибудь родственник по вашей материнской линии произвел потомство в паре с отдаленной кузиной, числившейся по отцовской линии. Фактически, если вы со своим партнером или партнершей одной расы и жители одной страны, у вас отличные шансы быть в той или иной степени родственниками. Вообще-то если вы оглянетесь вокруг в автобусе, парке, кафе или другом людном месте, большинство окружающих вас людей, по всей вероятности, являются родственниками. Если кто-нибудь похвастается, что он потомок Шекспира или Вильгельма Завоевателя, отвечайте не задумываясь: «Я тоже!» В самом буквальном, самом прямом смысле все мы — одна семья.

Мы также поразительно похожи. Сравните свои гены с генами любого другого человека, и в среднем они будут примерно на 99,9 % одинаковыми. Это то, что делает нас видом. Незначительные отличия в остающейся 0,1 % — «приблизительно одно нуклеотидное основание на тысячу», по оценке недавно удостоенного Нобелевской премии британского генетика Джона Салстона, — это то, что наделяет нас индивидуальностью. За последние годы много сделано для сбора по кусочкам полного генома человека. На самом деле такой вещи, как четко определенный геном человека, не существует. У всех людей геномы разные. Иначе все мы ничем не отличались бы друг от друга[334]. Именно бесчисленные рекомбинации наших геномов — каждый почти идентичен всем остальным, но не совсем — делают нас такими, какие мы есть, и как личности, и как вид.

Но что это за штука, которую мы называем геномом? И что, собственно говоря, такое гены? Хорошо, начнем снова с клетки. Внутри каждой клетки находится ядро, а внутри каждого ядра имеются хромосомы — 46 спутанных пучков, из которых 23 достались вам от матери и 23 от отца. За очень редкими исключениями каждая клетка вашего организма — скажем, 99,999 % — содержит один и тот же набор хромосом. (Исключением являются красные кровяные тельца, некоторые клетки иммунной системы, а также яйцеклетки и мужские половые клетки, которые по различным причинам строения несут неполный генетический набор.) Хромосомы содержат полный набор инструкций, необходимых для создания вас и поддержания вашего существования. Они сделаны из длинных нитей крошечного чуда химии, называемого дезоксирибонуклеиновой кислотой, или ДНК, — как говорят, «самой удивительной молекулы на Земле».

ДНК существует только ради одного — создавать еще больше ДНК, — и внутри вас их великое множество: почти во все клетки их втиснуто почти по 2 метра[335]. Каждая нить ДНК содержит 3,2 млрд знаков кодирования, достаточно, чтобы обеспечить 10^1900000000 возможных комбинаций, что, по словам Кристиана де Дюва, «гарантирует уникальность во всех мыслимых ситуациях». Это огромное количество возможностей — их число выражается единицей с 2 млрд нулей. «Чтобы напечатать это число, потребуется более 5 тысяч томов среднего формата», — замечает де Дюв. Поглядите на себя в зеркало, поразмыслите над тем, что перед вами 10 тысяч трлн клеток[336], почти каждая из которых содержит 2 метра плотно упакованной ДНК, и тогда до вас начнет доходить, сколько этого добра вы носите с собой. Если все ваши ДНК спрясть в одну тонкую нить, ее будет достаточно, чтобы протянуть от Земли до Луны и обратно, причем не раз и не два, а множество раз. Всего же, согласно подсчетам, внутри вас уложено ни много ни мало как 20 трлн км ДНК[337].

Короче говоря, ваш организм очень любит вырабатывать ДНК, без нее вы не смогли бы жить. Но сама ДНК не живая. Все молекулы неживые, но у ДНК это особенно выражено. По словам генетика Ричарда Левонтина[338], она «относится к числу самых химически инертных молекул живого мира». Потому-то при расследовании убийств ее можно извлечь из давно высохшей крови или спермы или же при определенном терпении добыть из костей древнего неандертальца. Этим также объясняется, почему ученым потребовалось так много времени, чтобы разгадать, каким образом столь интригующе пассивное — другими словами, безжизненное — вещество может находиться в самой сердцевине жизни.

О существовании ДНК известно дольше, чем вы могли бы подумать. Ее открыл еще в 1869 году швейцарский ученый, работавший в Тюбингенском университете в Германии, Иоганн Фридрих Мишер. Разглядывая под микроскопом гной на перевязочном материале, Мишер обнаружил неизвестное ему вещество, назвав его нуклеином (потому что оно находилось в ядрах клеток). В то время Мишер всего лишь отметил его существование, но нуклеин явно оставался в его памяти, потому что двадцать три года спустя в письме своему дяде он поднял вопрос о возможности того, что такие молекулы могли бы стоять за механизмом наследственности. Это было поразительное озарение, но настолько обогнавшее научные потребности времени, что предположение не привлекло ни малейшего внимания.

Большую часть первой половины следующего столетия предположение сводилось к тому, что это вещество — теперь называвшееся дезоксирибонуклеиновой кислотой, или ДНК, — играло в вопросах наследственности самую второстепенную роль. Она была слишком простой, имела всего четыре основных ингредиента, названных нуклеотидами, все равно что алфавит из четырех букв. Как можно было изложить историю жизни посредством такого зачаточного алфавита? (Ответ состоит в том, что это во многом напоминает составление сложных сообщений в виде точек и тире азбуки Морзе — путем их комбинирования.) Можно сказать, ДНК была не у дел. Просто торчала в ядре, возможно, каким-нибудь образом связывала хромосому, или немного увеличивала по сигналу кислотность среды, или выполняла какую-то другую пустячную задачу, о которой пока никто не думал. Считалось, что необходимой сложностью обладают только находящиеся в ядре белки.

Но списывание со счетов ДНК порождало пару проблем. Во-первых, ее было так много — почти по 2 метра в каждом ядре, — что клетки явно придавали ей большое значение. Ко всему прочему, она, словно подозреваемый в неразгаданном убийстве, неизменно обнаруживалась в экспериментах, особенно в двух исследованиях: одном, связанном с пневмонококковой бактерией, и другом, где изучались бактериофаги (вирусы, заражающие бактерии). Тем самым ДНК невольно обнаруживала свое значение, которое можно было объяснить только тем, что она играет более существенную роль, чем позволяло считать господствовавшее мнение. Факты подсказывали, что ДНК каким-то образом вовлечена в создание белков — важнейший для жизни процесс, но было также ясно, что белки создаются вне ядра, на порядочном расстоянии от ДНК, которая предположительно управляет их сборкой.

Никто был не в состоянии понять, каким образом ДНК вообще могла передавать сообщения белкам. Ответом, как теперь мы знаем, является РНК, или рибонуклеиновая кислота, служащая между ними переводчиком. Это удивительная странность биологии: ДНК и белки не говорят на одном языке. Почти четыре миллиарда лет они служат выдающимся примером двустороннего взаимодействия в живом мире, и тем не менее они отзываются на несовместимые коды, как если бы одна сторона говорила на испанском, а другая на хинди. Для общения они нуждаются в медиаторе в виде РНК. Работая совместно с химическим секретарем, называемым рибосомой, РНК переводит информацию клеточной ДНК на язык белков[339].

Однако к началу 1900-х годов, откуда возобновляется наш рассказ, мы были очень далеки от понимания этого и, в сущности, почти от всего остального, связанного с запутанным вопросом наследственности.

Ясно, что возникла необходимость во вдохновенном и умном экспериментировании, и, к счастью, время выдвинуло молодого ученого, обладавшего необходимыми качествами. Его звали Томас Хант Морган. В 1904 году, через четыре года после своевременного переоткрытия результатов экспериментов Менделя с горохом и почти за 10 лет до появления слова «ген», он целиком отдался исследованию хромосом.

Хромосомы были случайно открыты в 1888 году[340] и получили такое название потому, что легко впитывали красители и тем самым были хорошо видны под микроскопом. К концу столетия появились обоснованные предположения, что они принимают участие в передаче наследуемых свойств, однако никто не знал, каким образом, да и действительно ли это так.

Объектом изучения Морган избрал дрозофилу, маленькую нежную плодовую мушку, официально называемую Drosophila melanogaster. Дрозофила известна большинству из нас как хрупкое бесцветное насекомое, которое, кажется, так и тянет утонуть в нашей выпивке. Как лабораторный материал они обладали определенными, довольно важными преимуществами: их почти ничего не стоило содержать и кормить, можно было размножать миллионами в молочных бутылках, от зарождения до половой зрелости им требовалось десять дней или меньше, и у них было всего четыре хромосомы, что заметно упрощало дело.

Работая в маленькой лаборатории (получившей известность как Fly Room — «мушиная комната») в корпусе им. Шермерхорна Колумбийского университета в Нью-Йорке, Морган со своей группой принялся за программу методичного разведения и скрещивания миллионов мушек (один биограф называет миллиарды, хотя это, вероятно, преувеличение), каждую из которых нужно было брать пинцетом и через ювелирную лупу изучать малейшие изменения в наследственности. Шесть лет они пытались вызывать мутации всеми способами, какие только приходили в голову — подвергали мушек радиоактивному и рентгеновскому облучению[341], выращивали на ярком свету и в темноте, слегка поджаривали в термостатах, бешено крутили в центрифугах, — но ничто не действовало. Морган уже готовился было бросить это занятие, когда вдруг неожиданно появилась воспроизводимая мутация — мушка с белыми, а не красными, как обычно, глазами. После этого успеха Морган со своими ассистентами получили возможность вызывать полезные уродства, позволяющие проследить новое свойство в последующих поколениях[342]. Таким путем они смогли определить взаимосвязь между конкретными признаками мушек и отдельными хромосомами и в конечном счете более или менее убедительно доказать, что в основе наследственности лежат хромосомы.

Проблема, однако, оставалась на следующем уровне биологического лабиринта: загадочные гены и составляющая их ДНК. Выделить их и разобраться в них было куда более хитрым делом. Даже в 1933 году, когда Морган за свои труды удостоился Нобелевской премии, многие исследователи все еще не были убеждены даже в существовании генов. Как заметил в то время Морган, не было согласия «о том, что такое гены — нечто реально существующее или же чистый вымысел». Может показаться удивительным, что ученым приходилось бороться за признание физического существования чего-то важного для жизнедеятельности клетки, но, как пишут Уоллес, Кинг и Сэндерс в книге «Биология: Наука о жизни» (редчайшая вещь: приятный для чтения учебник), сегодня мы во многом в таком же положении относительно умственных процессов, таких как мысль и память. Разумеется, мы знаем, что они у нас есть, однако не знаем, в какую физическую форму они облечены, если такая форма вообще есть. Так очень долго было с генами. Мысль, что можно выдернуть один из них из вашего тела и забрать с собой для исследования, многим коллегам Моргана казалась такой же нелепой, как и мысль, что сегодня ученые могли бы взять первую попавшуюся мысль и исследовать ее под микроскопом.

Вполне достоверно было известно лишь то, что существует нечто, связанное с хромосомами, что управляло самовоспроизведением клеток. Наконец в 1944 году после пятнадцатилетних усилий группа ученых Рокфеллеровского института на Манхэттене во главе с блестящим, но нерешительным канадцем Освальдом Эвери успешно провела крайне сложный эксперимент, в ходе которого безвредный штамм бактерий был превращен в устойчиво заразный путем переноса чужой ДНК. Тем самым было доказано, что ДНК — это нечто большее, нежели пассивная молекула, и почти определенно она является активным фактором наследственности. Позднее биохимик Эрвин Чаргафф, уроженец Австрии, совершенно серьезно высказывался в том смысле, что открытие Эвери заслуживало двух Нобелевских премий.

К сожалению, против Эвери выступил один из его собственных коллег по институту, Альфред Мирски, упрямый, с тяжелым характером, приверженец идеи белка, сделавший все, что было в его силах, для дискредитации труда Эвери, включая, как говорили, давление на руководство Королевского института в Стокгольме, чтобы Эвери не присуждали Нобелевской премии. Эвери к тому времени было 66 лет, и он устал. Не в силах терпеть стрессы и споры, он оставил свой пост и больше не возвращался в лабораторию. Однако эксперименты в других местах безоговорочно подтвердили его выводы, и скоро началась гонка в поисках строения ДНК.

Если бы вы были любителем держать пари в начале 1950-х годов, то почти наверняка поставили бы на то, что ключ к структуре ДНК подберет выдающийся американский химик Лайнус Полинг из Калифорнийского технологического института. Полингу не было равных в определении строения молекул, он был пионером в области рентгеновской кристаллографии, техники, которая окажется решающей, когда потребуется заглянуть в сердцевину ДНК. За свою блистательную карьеру он удостоится двух Нобелевских премий (за достижения в области химии в 1954 году и премии мира в 1962 году), но что касается ДНК, он был убежден, что ее структура представляет собой не двойную, а тройную спираль, и так и не пошел по верному следу. Вместо него победа неожиданно досталась четверке ученых из Англии, которые не работали вместе, мало общались и большей частью были новичками в данной области.

Из этих четверых обычному представлению об ученом более всего соответствовал Морис Уилкинс, который значительную часть Второй мировой войны участвовал в создании атомной бомбы. Двое других, Розалинд Франклин и Фрэнсис Крик, выполняли правительственные задания — Крик занимался минами, Франклин работала в области добычи угля.

Самым необычным из всей четверки был Джеймс Уотсон, американский вундеркинд, который еще в детстве получил известность как участник очень популярной радиовикторины The Quiz Kids (и таким образом хотя бы отчасти явился прототипом героев «Франни и Зуи» и других книг Дж. Д. Сэлинджера) и в возрасте всего 15 лет поступил в Чикагский университет. В 22 года получил степень доктора философии и теперь работал в знаменитой Кавендишской лаборатории в Кембридже. В 1951 году он был неуклюжим 23-летним малым с поразительно живописной шевелюрой — впечатление такое, словно волосы притягивал расположенный за рамкой фотографии мощный магнит.

Крик был на 12 лет старше и еще без докторской степени, менее косматый и чуть небрежнее в одежде. Уотсон описывал его хвастливым, шумным, горячим спорщиком, нетерпеливым в разговоре с медлительным собеседником и постоянно куда-то спешившим. Ни у того, ни у другого не было специальной подготовки в области биохимии.

Они предположили — как оказалось, правильно, — что если определить форму молекулы ДНК, то можно было бы понять, как она делает свое дело. Они, казалось, надеялись достичь этого, работая как можно меньше, кроме как головой, и не делая ничего, кроме самого необходимого. Как игриво (хотя и чуть неискренне) заметил в своей автобиографической книге «Двойная спираль» Уотсон, «я надеялся, что загадку гена можно было распутать и без того, чтобы изучать химию». По существу, им никто не поручал работать с ДНК, а одно время было приказано прекратить эту работу. Уотсон вроде бы осваивал искусство кристаллографии; Крик, считалось, завершал диссертацию о дифракции рентгеновских лучей в крупных молекулах.

Хотя почти все заслуги в решении загадки ДНК в популярных описаниях отводятся Крику и Уотсону, их успех в решающей степени зависел от экспериментальных работ их конкурентов, результаты которых, по тактичному выражению историка Лайзы Жарден[343], были добыты «по счастливой случайности». Крика и Уотсона далеко обогнали, по крайней мере, вначале, двое научных сотрудников из Королевского колледжа в Лондоне, Уилкинс и Франклин.

Уроженец Новой Зеландии Уилкинс был крайне застенчив и скромен. В 1998 году в передаче американской общественной телекомпании Пи-би-эс об открытии структуры ДНК — блестящем достижении, за которое он разделил в 1962 году с Криком и Уотсоном Нобелевскую премию, — ухитрились полностью обойти его вниманием.

Самой загадочной фигурой из всех них была Франклин. Далеко не лестно изображая ее в «Двойной спирали», Уотсон характеризует Франклин как недалекую, замкнутую, необщительную от природы женщину и — что, кажется, особенно раздражало его — чуть ли не вызывающе непривлекательную. Он допускал, что она «была недурна собой и могла бы выглядеть довольно шикарно, прояви она каплю интереса к одежде», но здесь она не оправдывала никаких надежд. Она даже не пользовалась губной помадой, удивлялся он, хотя в одежде «полностью демонстрировала вкус, присущий английским инфантильным "синим чулкам"»*.

---

* (В 1968 году издательство «Гарвард юниверсити пресс» отказалось печатать «Двойную спираль», после того как Крик и Уилкинс высказали недовольство характеристиками упоминавшихся там лиц, которые Лайза Жарден назвала «необоснованно оскорбительными». Цитируемые выше описания приводятся в выражениях, употреблявшихся Уотсоном после того, как он смягчил свои замечания.)

Однако у нее были действительно самые лучшие из имевшихся изображений возможной структуры ДНК, полученные методом рентгеновской кристаллографии, техники, которую усовершенствовал Лайнус Полинг. Кристаллография успешно применялась для определения положений атомов в кристаллах (отсюда «кристаллография»), но молекулы ДНК были куда более капризным предметом. Одной Франклин удавалось получать хорошие результаты, но, к постоянному раздражению Уилкинса, она отказывалась делиться добытыми ею сведениями.

Но если Франклин и не горела желанием делиться своими находками, ее не следует судить строго. В 1950-х годах на женщин-ученых в Королевском колледже смотрели с таких холодным высокомерием, которое подавило бы добрые чувства у любого современного человека (да и у любого человека вообще). Какое бы высокое положение они ни занимали, какой бы квалификацией ни обладали, их не допускали в профессорскую колледжа, и потому им приходилось столоваться в зале попроще, который даже Уотсон именовал «грязной дырой». К тому же на нее постоянно нажимала — порой довольно настойчиво — мужская троица, требуя поделиться результатами. Их безудержное желание взглянуть на плоды ее трудов редко уравновешивалось более располагающими проявлениями, скажем, уважительным отношением. «Боюсь, что мы всегда относились к ней… скажем, свысока», — вспоминал впоследствии Крик. Двое из этих мужчин были из соперничавшего учреждения, а третий более или менее открыто был на их стороне. Вряд ли стоит удивляться, что она держала свои результаты под замком.

То, что Уилкинс и Франклин не ладили между собой, похоже, было на руку Уотсону с Криком. Хотя эти двое довольно бесцеремонно вторгались на территорию Уилкинса, он все больше вставал на их сторону — неудивительно, что и Франклин стала вести себя явно странно. Хотя ее результаты свидетельствовали, что ДНК определенно имела форму спирали, она везде упорно утверждала, что это не так. Летом 1952 года, видимо, чтобы напугать и смутить Уилкинса, она расклеила на физическом факультете шуточное объявление, в котором говорилось: «С глубоким прискорбием извещаем о кончине в пятницу, 18 июля 1952 года, спирали ДНК… Выражается надежда, что с памятным словом о покойной спирали выступит доктор М. Г. Ф. Уилкинс».

Кончилось тем, что в январе 1953 года Уилкинс показал Уотсону снимки Франклин, «по-видимому, без ее ведома или согласия». Сказать, что это ему очень помогло, значит ничего не сказать. Много лет спустя Уотсон признал, что «это было ключевым моментом… это придало нам сил». Получив представление об общей форме молекулы ДНК и некоторые важные данные о размерах ее элементов, Уотсон с Криком удвоили усилия. Казалось, все складывалось в их пользу. Одно время Полинг отправился было на конференцию в Англию, на которой он, по всей вероятности, встретился бы с Уилкинсом и узнал бы от него достаточно, чтобы поправить некоторые из своих неверных представлений, из-за которых он пошел по неправильному пути. Но это было время маккартизма, и Полинга задержали в нью-йоркском аэропорту Айдлуайлд и отобрали паспорт в связи с тем, что его слишком либеральные настроения были сочтены препятствием для выезда за границу. Крику с Уотсоном повезло не меньше: сын Полинга тоже работал в Кавендишской лаборатории, и он наивно держал их в курсе всех новостей о результатах и неудачах работ в его стране.

Все еще оставаясь перед лицом опасности быть в любой момент обойденными, Уотсон с Криком лихорадочно торопились завершить работу. Было известно, что ДНК состоит из 4 химических компонентов: аденина, гуанина, цитозина и тиамина, — и что эти компоненты определенным образом соединяются в пары. Вертя вырезанные по форме молекул кусочки картона, Уотсон и Крик сумели определить, как они подгоняются друг к другу. Подобно детскому конструктору они создали из них модель, — пожалуй, самую знаменитую в современной науке, — состоявшую из свинченных в спираль металлических пластинок, и пригласили взглянуть на нее Уилкинса, Франклин и остальной мир. Любой знающий человек мог сразу видеть, что проблему они решили. Нет никакого сомнения, что это был блестящий образец детективной работы, независимо от того, подтолкнуло ли их к этому добытое у Франклин изображение или нет.

Вышедший 25 апреля 1953 года номер журнала Nature содержал заметку Уотсона и Крика на 900 слов, озаглавленную «Строение дезоксирибозной нуклеиновой кислоты». Она сопровождалась отдельными статьями Уилкинса и Франклин. Это было богатое событиями время — Эдмунд Хиллари[344] вот-вот должен был забраться на вершину Эвереста, а Елизавете II вскоре предстояло короноваться на престол, так что открытие тайны жизни в основном прошло незамеченным. О нем кратко сообщила газета «Ньюс кроникл», а другие издания не обратили внимания.

Розалинд Франклин не получила Нобелевской премии. Она умерла от рака в 1958 году, за 4 года до присуждения награды. Нобелевские премии посмертно не присуждаются. Рак почти наверняка был следствием постоянного рентгеновского облучения в ходе ее работы. Его можно было избежать. В удостоившейся многих похвал ее биографии Бренда Мэддокс отмечает, что Франклин редко надевала свинцовый фартук и неосторожно становилась под лучи. Освальд Эвери тоже так и не получил Нобелевской премии и в значительной мере остался незамеченным последующими поколениями, но, по крайней мере, получил удовлетворение от того, что дожил до подтверждения своего открытия. Умер он в 1955 году.

В действительности открытие Уотсона и Крика не находило независимых подтверждений до 1980-х годов. В одной из своих книг Крик писал: «Потребовалось больше 25 лет, чтобы наша модель ДНК из довольно правдоподобной стала весьма вероятной… а потом фактически совершенно корректной».

Но, даже несмотря на постепенность признания, после выяснения строения ДНК развитие генетики пошло быстрыми темпами, и к 1968 году журнал Science мог опубликовать статью, озаглавленную «Это была молекулярная биология…», в которой высказывалось предположение — это покажется невероятным, но это так, — что работа в области генетики почти завершена.

Разумеется, в действительности она только начиналась. Даже теперь нам едва понятно очень многое из того, что относится к ДНК, не в последнюю очередь то, почему значительная ее часть, как представляется, остается не у дел. 97 % вашей ДНК не содержат ничего, кроме длинных последовательностей бессмысленного «мусора», или «некодирующих фрагментов», как предпочитают выражаться биохимики. Только в отдельных местах каждой нити то тут, то там находятся участки, управляющие жизненными функциями и организующие их. Это и есть те удивительные и долго ускользавшие от обнаружения гены.

Гены — это не больше (и не меньше), чем инструкции по синтезу белков. И эту функцию они осуществляют с неизменной тупой точностью. В этом смысле они довольно похожи на клавиши фортепьяно: каждая издает одну ноту, и больше ничего, что, разумеется, немного монотонно. Но комбинируйте гены, как вы комбинируете фортепьянные клавиши, и тогда вы можете творить бесконечное разнообразие аккордов и мелодий. Соедините все эти гены, и получите (продолжим сравнение) великую симфонию жизни, известную как геном человека.

Более привычно уподоблять геном своего рода руководству по обеспечению функционирования организма. Если смотреть под этим углом, хромосомы можно представить как главы книги, а гены как отдельные инструкции по производству белков. Слова, которыми написаны инструкции, называются кодонами, а буквы известны как основания. Основания — буквы генетического алфавита — это четыре нуклеотида, упоминавшихся страницей или двумя выше, — аденин, тиамин, гуанин и цитозин. Несмотря на важность того, чем они занимаются, в этих веществах нет ничего необычного. Гуанин, например, это вещество, которое в большом количестве содержится в гуано, откуда и происходит его название.

Как всем известно, молекула ДНК формой походит на винтовую лестницу или на скрученную веревочную лесенку: знаменитая двойная спираль. Вертикальные элементы этой структуры состоят из разновидности сахара, носящей название дезоксирибоза, а вся спираль представляет собой нуклеиновую кислоту — отсюда название «дезоксирибонуклеиновая кислота». Перекладины (или ступеньки) образуются соединяющимися в промежутках двумя основаниями, причем они соединяются только двумя способами: гуанин всегда соединяется с цитозином, а тиамин — всегда с аденином. Последовательность, в которой эти буквы появляются, если двигаться вверх или вниз по лестнице, составляет генетический код; его точным считыванием занят международный проект «Геном человека».

А самая яркая особенность ДНК заключается в способе ее самовоспроизведения. Когда приходит время создавать новую молекулу ДНК, обе нити расходятся, подобно молнии на куртке, и половинки разделяются, чтобы образовать новую компанию. Поскольку каждый нуклеотид соединяется только с одним парным ему нуклеотидом, каждая нить служит матрицей для создания новой подходящей ей в пару нити. Имея всего одну нить собственной ДНК, довольно просто воссоздать парную ей вторую нить, подобрав нужные партнерства: если верхняя ступенька на одной нити из гуанина, тогда известно, что верхняя ступенька другой нити должна быть из цитозина. Пройдите вниз по лесенке, подбирая пары ко всем нуклеотидам, и в конце будете иметь код новой молекулы. Именно так происходит в природе, только в природе это совершается очень быстро — за считанные секунды, что можно назвать вершиной проворства.

По большей части наша ДНК самовоспроизводится со строжайшей точностью, но изредка — примерно один раз из миллиона — буква становится не на то место. Эти явления известны как однонуклеотидный полиморфизм, или SNP. Биохимики немного фамильярно называют их «снипами»[345]. Они обычно теряются в некодирующих звеньях ДНК и не вызывают заметных последствий для организма, но порой оказываются важными. Они могут сделать вас предрасположенным к какому-нибудь заболеванию, но в равной мере могут даровать какое-нибудь небольшое преимущество, например более эффективную защитную пигментацию или способность вырабатывать больше красных кровяных телец, эритроцитов, у кого-нибудь, обитающего на высокогорье. Со временем эти небольшие изменения накапливаются и в индивидуумах, и в популяциях, способствуя отличию тех и других.

Равновесие между точностью и ошибками при самовоспроизведении весьма деликатное. Слишком много ошибок — и организм не может функционировать, слишком мало — и он поступается приспособляемостью[346]. Подобное же равновесие должно быть в организме между устойчивостью и изменчивостью. Рост числа красных кровяных телец может помочь человеку или группе людей, живущих на больших высотах, легче двигаться и дышать, потому что с ростом числа эритроцитов кровь может переносить больше кислорода. Но дополнительные эритроциты также делают кровь более вязкой. Добавьте их слишком много, и, пользуясь сравнением антрополога Темпльского университета Чарлза Вейтца, она станет «густой, как нефть». Это большая нагрузка на сердце. Таким образом, те, кто приспособлен жить на высоте, лучше дышат, но платят за это повышенным риском заболеваний сердца. Таким путем Дарвинов естественный отбор заботится о нас. Он также помогает объяснить, почему мы все так похожи[347]. Эволюция просто не даст вам слишком сильно измениться — во всяком случае, без того, чтобы стать новым видом.

Разница в 0,1 % между вашими и моими генами объясняется тем самым полиморфизмом наших нуклеотидов[348]. А если вы сравните свою ДНК с ДНК кого-то третьего, соответствие тоже будет составлять 99,9 %, но полиморфизм будет в большинстве случаев проявляться в других звеньях. Возьмите для сравнения еще больше людей, и вы получите еще больше примеров полиморфизма, однако в еще большем количестве звеньев. На каждое из 3,2 млрд ваших оснований где-то на планете найдется человек или группа людей с иным кодом в этом месте[349]. Так что неправильно говорить не только о каком-то определенном, едином для всех геноме человека, но, в известном смысле, даже вообще о геноме человека. Их насчитывается 6 млрд. Все мы на 99,9 % одинаковы, но в равной мере, по словам биохимика Дэвида Кокса[350], «вы могли бы утверждать, что между всеми представителями рода человеческого нет ничего общего, и это было бы тоже верно».

Но нам все еще надо объяснить, почему такая малая часть ДНК имеет какое-то ощутимое предназначение. Хотя от этого становится несколько не по себе, но, похоже, цель жизни действительно состоит в том, чтобы обеспечивать вечное существование ДНК. 97 % в наших ДНК, обычно называемых «мусором», по большей части состоят из наборов букв, как говорит Мэтт Ридли, «существующих по одной простой причине — они хорошо умеют воспроизводиться»*.

---

* (Вообще-то «мусорная» часть ДНК используется. Ее задействуют в «генной дактилоскопии». Применимость в криминалистике была случайно открыта ученым из Лестерского университета Алеком Джеффрисом. В 1986 году Джеффрис расшифровывал последовательности ДНК для выявления генетических маркеров, связанных с наследственными заболеваниями, когда к нему обратились из полиции и попросили помочь установить причастность одного подозреваемого к двум убийствам. Он подумал, что его методика должна идеально подходить для раскрытия преступлений — так оно и получилось. Молодой пекарь Колин Питчфорк за убийства был приговорен к двум пожизненным срокам тюремного заключения.)

Другими словами, большая часть вашей ДНК преданно служит не вам, а самой себе: вы для нее, а не она для вас. Жизнь, как вы помните, просто хочет быть; это как раз и делает ДНК.

Даже когда ДНК включает инструкции по созданию белков, или, как говорят ученые, кодирует их, — это не обязательно ради гладкого функционирования данного организма. Один из самых распространенных генов, который есть у нас, служит для синтеза белка, называемого обратной транскриптазой, не выполняющего никакой известной полезной функции для человека. Единственное, что он делает, так это дает возможность ретровирусам, таким как ВИЧ, проникать незамеченными в человеческий организм.

Другими словами, наши организмы прилагают значительные усилия для производства белка, который не приносит никакой пользы, а порой вредит нам. У них нет другого выбора, потому что так приказывают гены[351]. Мы — сосуды для их прихотей. В общем, почти половина человеческих генов — самая большая доля среди всех изученных организмов — не делает, можно сказать, ничего, кроме собственного воспроизводства.

Все организмы в некотором смысле рабы своих генов. Потому-то лососи и пауки и, можно сказать, бесчисленное множество других существ готовы умереть при спаривании. Страстное желание плодиться, рассеивать свои гены — самый могучий импульс в природе. Как пишет Шервин Б. Нуланд: «Рушатся империи… создаются великие симфонии, и за всем этим стоит безотчетный инстинкт, требующий удовлетворения». С эволюционной точки зрения секс, — это всего лишь награда, поощряющая нас к передаче своего генетического материала.

Ученые только-только освоились с поразительным известием, что большая часть наших ДНК ничего не делает, как стали происходить еще более неожиданные открытия. Сначала в Германии, потом в Швейцарии исследователи провели ряд довольно странных экспериментов, которые дали совершенно неожиданные и весьма интересные результаты. В одном из них взяли ген, управляющий развитием глаза мыши, и ввели его в личинку плодовой мушки. Думали, что в результате получится что-то гротескное. На деле же ген мышиного глаза не только создал у мухи жизнеспособный глаз, но это был мушиный глаз. Налицо были два существа, не имевшие общего предка 500 миллионов лет, тем не менее способные обмениваться генетическим материалом, словно родные сестры.

То же самое наблюдалось всюду, куда заглядывали исследователи. Они обнаружили, что можно ввести ДНК человека в определенные клетки мух — и мухи примут ее как свою собственную. Оказывается, более 60 % человеческих генов в основном те же, что найдены в плодовых мушках. По меньшей мере 90 % на том или ином уровне соотносятся с генами, найденными у мышей. (У нас даже есть гены для создания хвоста, если бы только они включались в работу). В одной области за другой исследователи обнаруживали, что с каким бы организмом они ни работали — будь то черви-нематоды или люди, — они часто изучали одни и те же гены. Жизнь, казалось, была создана по одному набору чертежей.

Дальнейшие исследования привели к открытию существования группы мастер-генов, каждый из которых руководит развитием части тела; их окрестили гомеотическими (от греческого, означающего «подобный»). Эти гены дали ответ на давно ставивший в тупик вопрос: каким образом миллиарды эмбриональных клеток, все появляющиеся из одной оплодотворенной яйцеклетки и содержащие одинаковую ДНК, знают, куда направляться и чем заниматься — той надо стать клеткой печени, этой вытянуться в нервную клетку, этой стать частицей крови, а этой — частицей блестящего в крыле перышка. Вот эти гены и дают им указания и делают это во многом одинаково во всех живых организмах.

Интересно, что количество генетического материала и его организация не обязательно отражают, даже, как правило, не отражают, степень сложности содержащего его живого существа. У нас 46 хромосом, а некоторые папоротники насчитывают более 600. У двоякодышащей рыбы, одного из наименее эволюционировавших среди сложных животных, в сорок раз больше ДНК, чем у нас. Даже обыкновенный тритон генетически куда богаче нас — примерно в 5 раз.

Ясно, что важно не количество генов, а то, что вы с ними делаете. Это очень хорошо, потому что в последнее время с числом генов у людей произошли крутые изменения. До недавнего времени считалось, что у людей по крайней мере 100 тысяч генов, а возможно, значительно больше, однако эта цифра была коренным образом урезана после первых результатов, полученных по программе «Геном человека», которая назвала число ближе к 35–40 тысячам генов[352] — столько же, сколько насчитали в траве. Это явилось полной неожиданностью и вызвало разочарование.

От вашего внимания, наверное, не ускользнуло, что гены обычно бывают причастны к целому ряду человеческих слабостей. Ученые в разное время с ликованием провозглашали, что нашли гены, ответственные за ожирение, шизофрению, гомосексуализм, склонность к преступлениям и насилию, алкоголизм, даже за воровство в магазинах и бродяжничество. Пожалуй, высшей (или низшей) точкой этой непоколебимой веры в биодетерминизм была работа, опубликованная в 1980 году в журнале Science, в которой утверждалось, что женщины генетически менее способны к математике. На самом деле, как теперь известно, почти ничего, что касается человека, нельзя определить так легко и просто.

Это достойно сожаления в одном важном аспекте, потому что если бы у вас были отдельные гены, определяющие рост, предрасположенность к диабету или к облысению или какое-либо другое отличительное свойство, было бы легко — во всяком случае, сравнительно легко — выделить их и попытаться починить. К сожалению, 35 тысяч функционирующих независимо генов даже близко недостаточно для создания такого сложного существа, каким является человек. Некоторые болезни — например, гемофилия, болезнь Паркинсона[353], болезнь Хантингтона и кистозный фиброз (муковисцидоз) — вызываются одиночными нарушенными генами, но, как правило, вредоносные гены выпалываются естественным отбором задолго до того, как они начнут причинять систематический ущерб виду или популяции. По большей части наша судьба и наше благополучие — и даже цвет глаз — определяются не отдельными генами, а группами генов, действующих объединенными усилиями. Потому-то так трудно разобраться, как все это стыкуется, и потому мы еще не скоро будем производить на свет младенцев по заказу.

В сущности, чем больше мы узнаем в последние годы, тем более сложные возникают вопросы. Оказывается, что даже размышления влияют на характер работы генов. Скорость, с какой растет борода у мужчины, например, отчасти зависит от того, как много он думает о сексе (потому что мысли о сексе вызывают выброс тестостерона). В начале 1990-х годов ученые сделали еще более значительное открытие, когда обнаружили, что могут изъять из эмбрионов мыши гены, которые предположительно считались жизненно важными, и тем не менее мыши часто рождались не только здоровыми, но порой более здоровыми, чем их братья и сестры, которых не трогали. Оказалось, что когда уничтожались отдельные важные гены, их место занимали другие, закрывая брешь. Это отличная новость для нас как живых организмов, но не такая хорошая для понимания того, какже все-таки работают клетки, поскольку она добавляет еще один уровень сложности к явлению, в котором мы только-только начали разбираться.

В значительной степени из-за этих усложняющих факторов вдруг оказалось, что мы только начинаем понимать геном человека. Геном, по выражению Эрика Ландера[354] из Массачусетского технологического института, это вроде сборочного листа человеческого тела: в нем говорится, из чего мы сделаны, но ничего нет о том, как мы функционируем. Теперь нам требуется руководство по эксплуатации — указания, как его запустить. Нам до этого еще очень неблизко.

А теперь стоит задача расшифровать протеом человека — это понятие настолько новое, что самого термина «протеом» десяток лет назад еще не было в помине. Протеом — это библиотека, содержащая информацию, по которой строятся белки. «К сожалению, — отмечал журнал Scientific American весной 2002 года, — протеом намного сложнее генома»[355].

И это еще мягко сказано. Белки, как вы помните, это рабочие лошадки всех живых организмов. В любой клетке в любое время могут быть заняты делом целых 100 млн белковых молекул. Уйма дел, в которых надо попробовать разобраться. Хуже того, поведение и деятельность белков зависят не только от их химии, как у генов, но и от их формы. Чтобы функционировать, белок должен не только состоять из надлежащим образом собранных химических компонентов, но, кроме того, должен уложиться в строго определенную форму. Термин «укладка» немного дезориентирует, поскольку наводит на мысль о геометрической аккуратности, чего на самом деле нет. Белки перекручиваются, сворачиваются в петли и спирали, сминаются, принимая замысловатые сложные формы. Они скорее походят на бешено скомканные проволочные плечики для одежды, нежели на сложенные полотенца.

Более того, белки (если мне будет позволено воспользоваться уместным здесь архаизмом) можно назвать распутниками биологического мира. В зависимости от настроения и положения с обменом веществ они среди всего прочего позволяют себе фосфорилироваться, гликозилироваться, ацетилироваться, убиквитинироваться, сульфатироваться и цепляться к гликофосфатдилинозитоловым якорям. Привести их в движение часто бывает сравнительно легко. Выпейте бокал вина, замечает журнал Scientific American, и тут же во всем организме существенно изменится количество и характер белков. Это приятно для пьющих, но далеко не помогает генетикам, пытающимся разобраться в том, что же происходит.

Все это может показаться невероятно сложным, и в некоторых отношениях действительно невероятно сложно. Но за всем этим также скрывается простота, в основе которой лежит единый характер жизнедеятельности. Все эти незаметные искусные химические процессы, дающие жизнь клеткам, — совместные усилия нуклеотидов, транскрипция ДНК в РНК, — развились лишь единожды и с тех пор оставались довольно устойчивыми во всей природе. Как полушутя заметил покойный французский генетик Жак Монод[356]: «Все, что верно в отношении Е. coli (кишечной палочки), верно и в отношении слонов, разве что в большей степени».

Все живые существа — это реализации одного первоначального плана. Как человеческие существа мы всего лишь надстройка — каждый из нас представляет собой заплесневелый архив приспособленностей, адаптации, модификаций и удачных переделок, уходящих в глубь времен на 3,8 млрд лет. Как ни удивительно, мы довольно близкие родственники фруктов и овощей. Около половины химических процессов, протекающих в бананах, принципиально те же самые, что протекают внутри вас. Не будет лишним чаще повторять: все живое едино. Это есть, и, я полагаю, будет всегда, самая глубокая из существующих истин.

Примечания:

2

Конечно, космология Большого Взрыва, а точнее, расширяющейся Вселенной развивалась и до середины 1960-х годов. Александр Фридман в 1922 г. нашел решения уравнений Эйнштейна, из которых следовало, что Вселенная должна либо расширяться, либо сжиматься. Эдвин Хаббл в 1929 г. независимо обнаружил разбегание галактик. Георгий Гамов в 1946 г. понял, что расширяющаяся Вселенная в прошлом должна была быть горячей. Но только после открытия Пензиаса и Вильсона космология Большого Взрыва получила всеобщее признание среди космологов.

3

Микроволновое излучение занимает в электромагнитном спектре промежуточное положение между инфракрасным и радиодиапазонами. Микроволны широко применяются для приготовления пищи в микроволновых печах.

21

Орбита Плутона хорошо определена, и для астрономов не составляет труда рассчитать его движение на тысячи лет в прошлое и в будущее.

22

Название «плутино» не прижилось. В настоящее время Международный астрономический союз рекомендовал использовать термины «карликовая планета» для объектов сферической формы, недотягивающих до статуса планеты, и «малое тело Солнечной системы» для всех остальных объектов.

23

В зависимости от положения Плутона на орбите свет идет до него от 4 до 7 часов. Сейчас этот путь занимает около 4,5 часа.

24

«Вояджер-1» движется относительно Солнца со скоростью более 61,6 тыс. км/ч (17,1 км/с). Скорость «Вояджера-2» на 5 тыс. км/ч (1,4 км/с) меньше.

25

Зонд «Новые Горизонты» был успешно запущен 19 января 2006 года. Он достигнет Юпитера в феврале 2007 года, а Плутона — летом 2015 года.

26

На самом деле Плутон примерно в 5,5 раза меньше Земли. Так что в описанном масштабе он будет размером около миллиметра.

27

В этом масштабе размер Плутона будет около 5 микронов. Это размер крупной бактерии и во много тысяч раз больше размеров молекул.

28

В действительности Солнце на Плутоне значительно ярче полной Луны на Земле. При его свете вполне можно читать.

29

Поскольку облако Оорта остается гипотетическим объектом, астрономы обычно склонны считать границей Солнечной системы так называемую гелиопаузу — область, где солнечный ветер, поток заряженных частиц, испускаемых Солнцем, сталкивается с межзвездной средой и перемешивается с ней. Расстояние до гелио-паузы примерно вдвое больше, чем до Плутона, и космические станции «Вояджер» как раз сейчас к ней приближаются.

30

Расчеты показывают, что в пределах гипотетического облака Оорта Солнце все-таки остается самой яркой звездой. По блеску оно будет сравнимо с планетами Венерой и Юпитером, как они видны на земном небе.

31

Имеются в виду кометы, доступные для любительских наблюдений. На самом деле каждый год регистрируются сотни долгопериодических и непериодических комет. Большинство из них проходят так близко от Солнца, что полностью разрушаются его теплом. Такие кометы регистрируются космической солнечной обсерваторией SOHO, которая постоянно следит за ближайшими окрестностями Солнца.

32

Строго говоря, Сириус — это пятая по удаленности от Солнца звезда, просто более близкие звезды (кроме альфы Центавра) не видны невооруженным глазом. Расстояние от Солнца до Сириуса — 8,6 св. г., а от Проксимы Центавра до него будет даже дальше — 9,3 св. г., — поскольку они находятся в разных направлениях от Солнца.

33

Количество галактик в видимой части Вселенной известно еще менее точно. Есть основания полагать, что их более триллиона.

34

Специалисты очень сильно расходятся в оценке вероятностей, входящих в формулу Дрейка. У одних действительно получаются миллионы цивилизаций в Галактике, а у других выходит, что наша цивилизация едва ли не единственная. Научных данных пока недостаточно, чтобы разрешить этот спор.

35

В 2006 году дискуссия о статусе Плутона приобрела иной оборот. Большинство астрономов уже давно признавали, что Плутон ничем принципиально не отличается от других объектов пояса Клипера. Последнее десятилетие статус планеты сохранялся за ним исключительно по традиции. Международный астрономический союз, отвечающий за номенклатуру космических объектов, дважды назначал комиссии, которые должны были разработать формальное определение планеты. Астрономы стремились, с одной стороны, дать физически обоснованное определение, а с другой — не нарушать традицию, признающую Плутон планетой. Однако обе комиссии не смогли справиться с этой задачей и в итоге на 26 Генеральной ассамблее MAC было принято определение, согласно которому Плутон не является планетой. Наряду с еще несколькими объектами пояса Койпера и астероидом Церерой он отнесен теперь к категории карликовых планет.

218

Тайны тут нет. Как объясняется в следующем абзаце, давление внутри клеток и органов глубоководных существ равно давлению окружающей воды. Проблемы возникают лишь при резких перепадах давления.

219

Еще один способ состоит в использовании специальных дыхательных смесей, не содержащих азота. Однако в этом случае надо проходить долгую подготовку к погружению, чтобы вывести из крови уже растворенный в ней азот.

220

На самом деле Хаксли и Гексли — это одна и та же фамилия Huxley, однако в русском языке среди литературоведов и биологов сложились разные традиции ее написания.

221

Тревор Нортон (Trevor Norton) — профессор морской биологии в Ливерпульском университете, автор ряда научно-популярных книг об исследованиях подводного мира.

222

Питер Медавар (Peter Brian Medawar, 1915–1987) — британский физиолог, специалист по иммунной системе, лауреат Нобелевской премии 1960 года по медицине и физиологии за исследования иммунной системы на эмбриональном этапе развития.

223

Это сильно заниженное значение. Около 15 % всей площади суши в мире занято сельскохозяйственными землями, то есть заведомо пригодны для обитания человека. Еще 1 % приходится на города. 47 % суши относится к разряду засушливых и умеренно влажных (субгумидных) земель. Эти территории покрыты лугами, саваннами, лесами и частично используются в сельском хозяйстве. Еще 26 % суши приходится на не слишком благоприятные для человека пустыни и полупустыни, тем не менее на них проживает 14 % населения Земли.

224

На 1 октября 2006 года было известно 208 кандидатов в экзопланеты в 168 планетных системах.

225

Майкл Харт (Michael Н. Hart, р. 1932) — американский астрофизик, знаменит, прежде всего, благодаря своей книге «100 великих людей», переведенной, в частности, на русский язык («Вече», 1998), в которой собраны краткие биографии самых влиятельных исторических фигур. Также известен аргумент Ферми-Харта, состоящий в том, что отсутствие инопланетян на Земле само по себе является убедительным аргументом в пользу отсутствия высокоразвитых внеземных цивилизаций в космосе.

226

Меньшее содержание водорода на Венере определяется сочетанием более высокой температуры и меньшего размера планеты в эпоху ее формирования. Те же причины привели к более быстрой, чем на Земле, потере Венерой воды. Однако водород на Венере все же есть — в ее атмосфере присутствует значительное количество серной кислоты.

227

Советские космические станции 10 раз садились на поверхность Венеры в период с 1970 по 1985 год. Они передали черно-белые и цветные фотографии ландшафта и вели на поверхности измерения продолжительностью до двух часов. Последний спускаемый аппарат станции «Вега-2» выполнил бурение и химический анализ грунта Венеры. Также планета изучалась с помощью американских парашютных атмосферных зондов (1978) и советских аэростатных зондов (1985).

228

Потеря Марсом плотной атмосферы никак не связана с расстоянием от Солнца и холодом. Причина этого состоит в малой массе планеты. Если бы на планете было теплее, потеря атмосферы шла бы еще быстрее, чем теперь.

229

Эта оговорка уже не нужна, после того как 24 августа 2006 года на Генеральной Ассамблее Международного астрономического союза Плутон был официально лишен статуса планеты и переведен в новую категорию карликовых планет.

230

Влияние Луны описано здесь совершенно некорректно. Притяжение Луны вызывает не стабилизацию, а, наоборот, небольшую раскачку земной оси — нутацию. Также влияние Луны проявляется в приливах и отливах, которые постепенно замедляют вращение Земли, а вовсе не стабилизируют его. Вместе с тем приливное воздействие Луны вызывает разогрев недр за счет вязкого трения. Сейчас многие геофизики склоняются к тому, что этот механизм разогрева недр может быть более значимым, чем распад радиоактивных элементов. И именно в этом смысле Луна является важным фактором для эволюции нашей планеты и жизни на ней.

231

Несмотря на популярность, импактная теория вымирания динозавров вовсе не является общепринятой, особенно среди палеонтологов. Многие из них считают, что судьбу гигантских рептилий предопределили снижение изменчивости, специализация и конкуренция со стороны более разнообразных и эффективных млекопитающих.

232

Франций действительно крайне редкий элемент. Это объясняется тем, что все его изотопы радиоактивны, причем самый долгоживущий имеет период полураспада 22 минуты. Поэтому хранить франций невозможно. В природе он образуется как один из продуктов радиоактивного распада урана и вскоре распадается. Равновесное количество изотопа франций-223 во всех урановых залежах на Земле оценивается примерно в полкилограмма. Это, конечно, очень мало, но все же далеко не 20–30 атомов.

233

Речь идет о сравнении массовых долей элементов в составе земной коры. По числу атомов кобальта и азота в несколько раз больше, чем лантана и неодима.

234

Оценки распространенности углерода в земной коре варьируются от 0,03 до 0,2 %.

235

Речь тут, конечно, только о тропосфере — самом нижнем и плотном слое атмосферы. Упомянутая толщина атмосферы (190 км) составляет 3 % радиуса Земли — намного больше любой лакировки на глобусе. Вообще же оценка толщины атмосферы весьма условна, поскольку четкой верхней границы у нее нет.

236

На высотах до 130 км движение по орбитам невозможно. Атмосфера здесь еще достаточно плотная, чтобы за менее чем один виток свести спутник с орбиты. На высотах 80-100 км под воздействием аэродинамического трения сгорает большинство метеорных частиц.

237

Говорить о воспламенении не вполне корректно, поскольку химической реакции окисления с выделением тепла здесь нет, просто за счет трения о воздух конструкции корабля разогреваются, теряют прочность и могут даже испариться.

238

8 мая 1978 года Рейнхольд Месснер и Питер Хабелер впервые в мире совершили восхождение на вершину Эвереста без использования кислородных аппаратов, что большинство специалистов считали совершенно невозможным.

239

Теодор Говард Сомервелл (Theodore Howard Somervell, 1890–1975) — известный английский альпинист, хирург по профессии. Дважды предпринимал попытки покорить Эверест — в 1922 и 1924 гг., однако оба раза неудачно.

240

Чарлз Уайвилль Томсон (Charles Wyville Thomson, 1830–1882) — профессор зоологии, научный руководитель экспедиции на корабле «Челленджер» (см. ниже).

241

Разумеется, это объяснение от легкости движения в более плотной среде не имеет никакого отношения к реальности.

242

Антони Смит (Anthony Smith, p. 1926) — зоолог из Оксфордского университета, научный корреспондент газеты «Дейли телеграф», автор и ведущий познавательной программы «Завтрашний мир» на Би-би-си, автор научно-популярного бестселлера «Человеческое тело».

243

Речь идет об общей энергетике атмосферных процессов, а не об электрических разрядах, которые, несмотря на впечатляющие вспышки и гром, выделяют относительно немного энергии.

244

Не совсем ясно, что считать скоростью «полета» молнии. Лидер молнии, прокладывающий канал для протекания заряда, распространяется по воздуху со скоростью на порядок выше — около 12 тыс. км/с (более 40 млн км/ч). Однако лидер распространяется скачками по несколько десятков метров, которые разделены задержками порядка 0,02 секунды. В результате средняя скорость продвижения молнии оказывается намного ниже — около 200 км/с. Когда канал от облака до земли пробит, заряд по нему перетекает намного быстрее, со скоростями 10-100 тыс. км/с.

245

Эффект Кориолиса относится не к метеорологии, а к механике. Он состоит в том, что при свободном движении тела по вращающейся поверхности оно отклоняется от прямолинейной траектории. Чтобы удержать его на прямолинейном пути (относительно вращающейся системы отсчета), необходимо прикладывать усилие. Именно поэтому у рек, текущих в меридиональном направлении, один берег бывает круче другого, а на меридиональных железных дорогах один из рельсов изнашивается сильнее.

246

Томас Грейнджер (Thomas Granger, 1578–1627) — английский священник, автор первого крупного трактата по логике на английском языке «Syntagma logicum, or The Divine Logike», опубликованного в 1620 г.

247

Первоначально Фаренгейт принял за 0 градусов самую низкую температуру замерзания охлаждающей смеси из воды, морской соли и нашатырного спирта, а за 100 градусов — температуру человеческого тела. Однако нижняя калибровочная точка оказалась неудачной, и Фаренгейт стал использовать температуру таяния льда, приняв ее за 32 градуса, а температуру тела за 96, чтобы разница составляла 64 градуса — так проще было наносить отчеты на шкалу прибора методом деления пополам. Позднее он еще раз поменял калибровку, приняв за 212 градусов температуру кипения воды. При этом разность между точками кипения и замерзания оказалась равной 180 градусам.

248

Это примерно 8 мм.

249

Стивен Драри (Stephen Drary) — геолог, профессор Открытого университета в Лондоне, автор ряда научно-популярных книг, ведущий колонки новостей геологии на сайте www.earth-pages.com.

250

Этот эффект становится еще более явным, если учесть, что «официальные» астрономические моменты наступления сезонов сами уже значительно смещены. Началом астрономической зимы считается самый короткий в году день зимнего солнцестояния — 21 декабря. Если бы не было климатической инерции, это был бы и самый холодный день года, то есть середина зимы. Ее начало соответственно приходилось бы на 1,5 месяца раньше — примерно на 5 ноября, а началом весны следовало бы считать 4 февраля.

251

Обри Мэннинг (Aubrey Manning, p. 1930) — британский зоолог, специалист по поведению, развитию и эволюции животных. Почетный профессор университета Эдинбурга. Ведущий ряда научно-популярных телевизионных и радиопрограмм на Би-би-си.

252

Осадочные породы попадают в вулканические очаги, как правило, в результате субдукции — пододвигания океанической коры под материковую. Этот процесс занимает гораздо больше времени — десятки миллионов лет.

253

Питер Кокс (Peter Сох) — британский климатолог, активный сторонник идеи о значительном влиянии деятельности человека на климат Земли.

254

На сегодня у климатологов нет твердой уверенности, вызвано ли наблюдаемое потепление климата выбросами парниковых газов, в частности, С0₂. Исследование ледниковых кернов показывает, что в прошлом повышение концентрации углекислого газа в атмосфере не предшествовало потеплению, а следовало за ним.

255

Джон Гриббин (John R. Gribbin) — астрофизик, научный писатель, автор более 30 книг, обозреватель журналов Nature и New Science.

256

Роберт Кунциг (Robert Kunzig) — британский научный журналист, сотрудник европейской редакции журнала Discover. Специализируется на исследованиях океанов. Лауреат британской премии «Авентис» за лучшую научно-популярную книгу 2000 г. — «Картирование глубин».

257

Отскакивание камешка и удар при падении на поверхность воды не связаны с ее поверхностным натяжением. Они определяются ее гидродинамическими свойствами. Неразрывность потока жидкости в насосе обеспечивается внешним давлением, а не притяжением молекул воды.

258

Линн Маргулис (Lynn Margulis) — профессор факультета наук о Земле Университета штата Массачусетс в Эмхерсте, член американской Национальной академии наук и Российской академии естественных наук. Наибольшую известность ей принесли работы по эндосимбиотической теории происхождения органелл эукариотических клеток. Линн Маргулис была первой женой астронома и популяризатора науки Карла Сагана. Пять из более чем десятка ее научно-популярных книг написаны в соавторстве с сыном Дорионом Саганом (Dorion Sagan).

259

Это некорректное объяснение. Само по себе вращение Земли не приводит к подъему уровня воды у западного берега океана. Это происходит лишь в сочетании с морскими течениями и атмосферными процессами.

260

Эдвард Форбс (Edward Forbes, 1815–1854) — вел исследования в области геологии, минералогии, анатомии, ботаники, зоологии, в том числе морской, практиковал как хирург. В конце жизни стал президентом Лондонского Геологического общества.

261

Саманта Вайнберг (Samantha Weinberg) — британская писательница, в частности, автор научно-популярной книги «Рыба, пойманная во времени: в поисках латимерии».

262

Хайман Дж. Риковер (Hyman G. Rickover, 1900–1986) — американский четырехзвездочный адмирал. Делом всей его жизни было создание американского атомоходного флота. В 1947 г. он среди первых поддержал идею использования атомной энергии для движения судов, в 1949 г. возглавил отдел разработки реакторов при Комиссии по атомной энергии, а в 1954-м уже принял первую атомную подводную лодку «Наутилус». Риковер вышел в отставку в январе 1982 г. после 63 лет службы — рекорд среди офицеров американских вооруженных сил.

263

Эллин Вайн (Allyn С. Vine, 1914–1994) — американский физики океанограф, разработчик подводных аппаратов. Почти 40 лет проработал в океанографическом институте Вудз Хоул. Когда его имя присваивалось вновь построенному глубоководному аппарату, Вайн не смог присутствовать на церемонии, поскольку в это время находился в пяти километрах под поверхностью Атлантического океана на борту французского аппарата «Архимед».

264

Уильям Дж. Броад (William J. Broad) — научный обозреватель газеты «Нью-Йорк таймс», автор нескольких научно-популярных книг, в том числе «Изменники истины: обманщики и мошенники в храме науки».

265

Абиссальными называются глубины, характерные для большей части океанского дна, в отличие от континентального шельфа и глубоководных впадин. Точных числовых границ для абиссальных глубин не установлено, но, как правило, считают, что это более 2000 и менее 6000 м. Помимо «Элвина», предел погружения у которого составляет 4500 м, на абиссальные глубины могут опускаться французский батискаф «Наутилус» (до 6000 м), два российских аппарата, построенных в Финляндии — «МИР-1» и «МИР-2» (до 6000 м) и японский «Синкай-6500» (до 6500 м). Батискафы «Триест» и «Триест-2», которые могли погружаться глубже, сейчас выведены из эксплуатации и находятся в музеях.

266

Дэвид Аттенборо (David Frederick Attenborough, p. 1926) — знаменитый видеопродюсер, заложивший на Би-би-си основы жанра документальных фильмов о живой природе.

267

В 2005 году японский исследователь Цунеми Кубодера из Национального музея науки в Токио после долгих безуспешных попыток сфотографировал гигантского кальмара в естественной среде обитания, подманив его к камере рыбной наживкой.

268

Джованни Кабото (Giovanni Caboto, ок. 1450 — ок. 1499) — итальянский путешественник, плававший под английским флагом, в Англии был известен как Джон Кэбот. 24 июня 1497 года первым среди европейцев со времен викингов и на год раньше Колумба достиг берегов американского материка.

269

Марк Курлянски (Mark Kurlansky, p. 1948) — американский журналист и писатель-документалист, автор 10 книг по широкому спектру тем.

270

Коллагены — это целый класс белков. В данном случае имеется в виду один из представителей этого класса.

271

Ричард Докинс (Clinton Richard Dawkins, p. 1941) — британский этолог, специалист по теории эволюции и знаменитый научный писатель, автор 9 научно-популярных книг и множества статей, в которых он последовательно выступает против креационизма и в защиту теории эволюции. Многие его статьи переведены на русский язык.

272

Кристиан де Дюв (Christian Rene de Duve) — бельгийский биохимик, открывший в 1940-1950-х гг. лизосомы и пероксисомы — новый тип органел в клетке. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине за 1974 г.

273

Мономерами называют небольшие биологические молекулы, способные соединяться друг с другом, образуя длинные цепочки — полимеры.

274

В самое последнее время найдены признаки того, что земная кора могла затвердеть около 4,1 млрд лет назад или даже еще раньше.

275

В основном это не аминокислоты, а простейшая органика, такая, например, как метан. Попадание этого вещества на Землю вряд ли повлияло бы на перспективы зарождения жизни.

276

В русском языке подобное выражение не прижилось. Вообще выделить некий фиксированный момент, когда неживое вещество становится живым, вряд ли возможно. Надежных представлений о том, как это происходило, в современной науке нет. Однако достаточно широко распространено представление о том, что появлению жизни предшествовала химическая эволюция сложных молекул, которые «размножались» в процессах автокатализа и «конкурировали» друг с другом в процессах, подобных естественному отбору. Таких представлений придерживается, в частности, академик В. Н. Пармон. При этом подходе между химической и биологической эволюцией нет четкой границы.

277

Мэтт Ридли (Matt Ridley) — британский научный писатель, специализирующийся на вопросах генетики и теории эволюции, автор книги «Геном», в которой каждая глава посвящена одной паре человеческих хромосом.

278

SHRIMP (англ. shrimp — креветка) — Sensitive High-mass Resolution Ion Microprobe.

279

Изотопные анализаторы такого класса остаются уникальными устройствами. В 2006 г. в мире было всего 11 установок SHRIMP II. Три из них — в Австралийском национальном университете. Из остальных восьми одна установлена в Санкт-Петербурге — в Центре изотопных исследований Всероссийского научно-исследовательствого института им. А. П. Карпинского.

280

Изменение светимости Солнца на 25 % не приведет к заметному для глаза изменению освещенности на Земле, хотя на климате это, безусловно, может сказаться.

281

Это не совсем так. Если речь идет о свободном кислороде в форме 0₂, растворенном в клеточной протоплазме, то его концентрация в живых клетках на 4 порядка (в 10 тыс. раз) ниже, чем в атмосфере. На кислород же в связанной форме приходится 65 % массы человеческого тела.

282

Это некоторое преувеличение. Размер митохондрий — чуть меньше 1 микрона. Так что на поверхности песчинки их может разместиться несколько миллионов, но не миллиард.

283

Древнейшие макроскопические следы эукариот Grypania имеют возраст 1,9 млрд лет. Как пишет член-корр. РАН М. А. Федонкин, недавно были обнаружены следы колониальных организмов тканевого уровня организации Horodyskia, возрастом около 1,5 млрд лет. Это говорит о долгой подготовке эукариот к последующему взрыву биоразнообразия.

284

У разных видов амеб размеры генома могут очень существенно различаться. Есть и такие амебы, чей геном многократно превосходит по размеру человеческий.

285

Распределение бактерий по поверхности кожи очень неравномерно. Больше всего их под мышками, в паху, между пальцами ног. Несколько меньше на голове. А на некоторых участках кожи их число может быть менее тысячи на квадратный сантиметр.

286

Несмотря на то, что бактерий в организме человека может быть больше, чем собственных клеток, по массе они составляют незначительную часть, поскольку это очень маленькие безъядерные клетки.

287

По современным представлениям, Солнцу в конце эволюции взрыв не грозит.

288

Об оживлении бактерии возрастом 3 млн лет из вечной мерзлоты сообщал Тюменский институт криосферы Земли Сибирского отделения РАН. Его директор академик Владимир Мельников также говорил об оживших бактериях возрастом 8 млн лет из Антарктиды. Профессор Рауль Кэно из Политехнического университета штата Калифорния в Сан-Льюисе утверждает, что у него ожили бактерии из желудка пчелы, которая провела 30 млн лет в янтаре. Однако все подобные сообщения вызывают у большинства специалистов-микробиологов очень серьезные сомнения. За такое время естественная радиоактивность пород, космические лучи и активные химические соединения полностью разрушают молекулы ДНК, несущие генетический код. Именно из-за такого разрушения не удается восстановить геном прекрасно сохранившихся в вечной мерзлоте мамонтов, которым всего несколько десятков тысяч лет. Недавно российские и немецкие генетики расшифровали очень небольшую часть генетического кода мамонта, так называемую митохондриальную ДНК. Однако для этого им пришлось соединять между собой сотни разрозненных фрагментов генетической информации. За миллионы лет от ДНК буквально не остается никаких следов. Поэтому специалисты пока не принимают всерьез эти сенсационные сообщения.

289

Эрнст Геккель (Ernst Haeckel, 1834–1919) — немецкий зоолог и антрополог, твердый последователь Дарвина. В 1874 г. высказал подтвердившееся последующими находками предположение о существовании в прошлом видов, промежуточных между обезьяной и человеком. Построил первое генеалогическое древо животного царства.

290

Животные, растения, грибы, протисты, монеры.

291

На сегодня эта классификация значительно изменилась. Некоторые из упомянутых терминов вышли из употребления, другие опустились на более низкие уровни иерархии, наверх были выдвинуты новые, а рядом с тремя надцарствами стали помещать еще вирусы и вироиды. Очень существенное влияние на классификацию оказывают новые генетические методы исследований. В результате структура Древа жизни постоянно подвергается пересмотру и уточнению.

292

Вольбахия (Wolbachia) умеет регулировать размножение, развитие и даже эволюцию своих носителей. Бактерия живет только внутри клеток (снаружи сразу погибает) и передается исключительно по женской линии. Чтобы увеличить степень проникновения в популяцию, она воздействует на хозяина так, что зараженные самцы не способны оплодотворить незараженных самок. Тем самым увеличивается доля зараженного потомства. В некоторых случаях бактерия уничтожает самцов, а самок заставляет размножаться партеногенезом, т. е. без оплодотворения. В целом вольбахией заражено около 20 % видов насекомых.

293

В этом абзаце автор не делает различия между бактериями (микробами) и вирусами. Возбудителями малярии являются одноклеточные плазмодии. Остальные упомянутые заболевания имеют вирусную природу. Главное отличие вирусов состоит в том, что они не имеют клеточной организации и могут размножаться только используя клеточные механизмы других живых существ.

294

Джаред Мэйсон Даймонд (Jared Mason Diamond, p. 1937) — американский эволюционный биолог, автор ряда научно-популярных книг, одна из которых «Пушки, микробы и сталь», посвященная вопросам развития цивилизации, была удостоена Пулитцеровской премии.

295

Ряд специалистов считает, что это была первая в истории вспышка гриппа, однако с этим согласны далеко не все.

296

Джеймс Майкл Суровицки (James Michael Surowiecki, p. 1967) — американский журналист, сотрудник журнала «Нью-Йоркер», автор книги «Мудрость толпы».

297

Чтобы доказать микробную природу заболевания, Барри Маршалл провел эксперимент, инфицировав самого себя бактериями Helicobacter pylori. После этого ему пришлось долго лечиться от развившегося гастрита, но зато он разработал соответствующую методику лечения. В 2005 году Маршаллу и его научному руководителю Роберту Уоррену была присуждена Нобелевская премия по медицине.

298

Именно эти опасения заставили в 2005–2006 годах столько говорить об опасности эпидемии так называемого птичьего гриппа. Опасный штамм вируса гриппа H5N1 стал поражать птиц, вызывая настоящие опустошения на птицефермах. Людям, работавшим с птицей, он передается редко, но при заражении имеет высокую летальность. Специалисты опасаются, что если вирус научится передаваться от человека к человеку, то последствия могут быть сопоставимы с эпидемией «испанки» или даже превзойдут ее. Предсказать момент появления опасного штамма вируса вирусологи не могут. Именно поэтому необходимо предусмотреть меры, которые позволят при необходимости быстро ввести карантинные мероприятия и организовать вакцинирование населения. К сожалению, шумиха, поднятая на эту тему в прессе, создала у многих ошибочное впечатление, будто проблема птичьего гриппа является вообще надуманной.

299

Ричард Лики (Richard Leakey, p. 1944 в Найроби, Кения) — палеонтолог и археолог, сын Мэри Лики, первооткрывательницы ряда древних ископаемых гоминид и обезьян. Совместно со своими родителями и с женой Мив Лики он сделал целый ряд антропологических находок. Другим важным направлением деятельности Ричарда Лики было сохранение дикой природы. Роджер Левин (Roger Lewin) — научный журналист, много лет проработавший в журналах New Scientist и Science, автор ряда научно-популярных книг. Основные интересы лежат в области теории и происхождении человека.

300

Обычно называют более высокие вероятности фиксации вымершего вида в геологической летописи — около 1–2 %, но это относится только к многоклеточным организмам, имеющим твердые элементы. Следы одноклеточных организмов сохраняются очень редко. Оценка этой вероятности относится к введению специальной палеонтологической дисциплины тафономии (от греческого слова taphos, означающего «погребение»), которую ввел в научный оборот российский геолог и палеонтолог Иван Ефремов в 1940—1950-е годы. Число видов, живших на Земле за всю ее историю, определено очень неточно. В разных источниках можно найти оценки от 1 до 50 млрд. Они делаются на основе данных о среднем времени существования видов (около 4 млн лет) и о числе ныне живущих видов. Но сами эти величины известны неточно и явно не были постоянными в прошлом.

301

Христиан Фридрих Хорншух (Christian Friedrich Hornschuch, 1793–1850) — профессор естествознания и ботаники, директор ботанического сада Университета Грайфсвальда, Германия.

302

Более убедительно несколько иное объяснение. Именно к девонскому периоду содержание кислорода в атмосфере поднимается настолько, что формируется достаточно плотный озоновый слой, защищающий поверхность Земли от ультрафиолетового излучения Солнца. До образования озонового слоя выход жизни на сушу был практически невозможен, поскольку солнечный ультрафиолет быстро убивал клетки, в частности путем разрушения молекул ДНК.

303

У анапсид «височных окон» не было — отсюда их название. Были еще водные рептилии парапсиды, одним из последних представителей которых были ихтиозавры.

304

Есть и более скромные оценки — около 1 миллиарда.

305

Дэвид Рауп (David М. Raup) — американский палеонтолог, специалист по биоразнообразию и массовым вымираниям в истории Земли.

306

Утверждение о том, что 99,99 % видов вымерли — это некоторое преувеличение. При средней длительности жизни вида 4 млн лет и продолжительности интенсивной эволюции менее миллиарда лет в живых сейчас будет находиться примерно полпроцента видов. Если же учесть, что со временем биоразнообразие увеличивалось, то доля живых видов должна быть еще больше.

307

Автор исходит из предположения, что вымирания происходят в силу неких внешних катастрофических причин. Однако более вероятно, что причины вымираний связаны с внутренними процессами развития биосферы, такими как высокая специализация видов или исчерпание запаса изменчивости, а внешние факторы служат лишь спусковым крючком для крупных изменений.

308

Эти вымирания названы по соответствующим векам стратиграфической шкалы — хэмпхиллскому веку (9–4,75 млн лет назад), франскому (385–375 млн лет), фаменскому (375–359 млн лет) и ранчолабрийскому (300-11 тыс. лет назад). Надо отметить, что Международная стратиграфическая комиссия вывела из употребления хэмпхиллский и ранчолабрийский века. Первый из них перекрывается с миоценом и плейстоценом. Второй соответствует окончанию плиоцена, то есть ледниковому периоду. Франский и фламенский века следуют друг за другом и вместе составляют позднедевонскую эпоху.

309

Речь о КТ-границе, завершающей меловой период, о которой рассказывалось в главе 13.

310

Джеймс Лоренс Пауэлл (James Lawrence Powell) — американский геолог, специалист по изотопной геохимии, автор нескольких научно-популярных книг.

311

Стивен М. Стэнли (Steven М. Stanley) — профессор палеонтологии в университете Джонса Хопкинса. Сторонник концепции прерывистой эволюции, согласно которой образование видов протекает быстро, а потом они долгое время остаются неизменными.

312

В последнее время получены данные о том, что уже в эпоху динозавров некоторые млекопитающие достигали довольно значительного размера и вполне могли, например, питаться яйцами и детенышами неповоротливых ящеров.

313

Данное сравнение млекопитающих и динозавров не вполне корректно. В случае динозавров мы часто имеем дело не с видами. Видов может быть на порядок больше, но проследить классификацию динозавров с точностью до вида зачастую невозможно. С другой стороны, останки динозавров охватывают весь период их существования — около 150 млн лет, а изучаемые зоологами современные млекопитающие — это лишь мгновенный срез состояния эволюции, за всю историю их было значительно больше.

314

Ральф Уолдо Эмерсон (Ralph Waldo Emerson, 1803–1882) — американский эссеист, поэт и философ.

315

Печеночник — гриб из рода Hepatica, растет на пнях и деревьях. Скользкий, слизистый и по цвету похож на печень.

316

Hunt (англ). — охота.

317

Ad infinitum — до бесконечности (лат)..

318

Джон Рэй (John Ray, 1627–1705) — английский натуралист, член Королевского общества. Первым ввел разделение растений на двудольные и однодольные.

319

В кавычках приведены дословные переводы английских названий: pissabed; mare's fart, naked ladies, twitch-ballock, hound's piss, open arse, bum-towel; maidenhair.

320

Эдвард О. Вильсон (Edward Osborne Wilson, p. 1929) — американский биолог. Его основные работы лежат в области энтомологии и социобиологии. Он также выдвинул идею, что смыслом эволюции является сохранение генов, а не индивидуумов. Автор более 20 монографий и научно-популярных книг.

321

В самое последнее время использование Интернета в таксономии заметно расширяется. Различные научные организации поддерживают ресурсы с многоуровневой классификацией. Часто в таких базах данных имеется также генетическая информация о соответствующих видах. Однако единого ресурса, где бы накапливалась и систематизировалась описательная информация обо всех видах, пока нет.

322

Это явно завышенная оценка. Она не согласуется с характерным размером человеческих (эукариотических) клеток и противоречит оценкам темпа возникновения злокачественных новообразований. Большинство специалистов считает, что клеток в человеческом теле в 100-1000 раз меньше и составляет 10-100 трлн (10¹³-10¹⁴). Кстати, именно такому количеству клеток соответствует приводимое автором число (47) делений первичной клетки.

323

Это преувеличение. Мертвые клетки составляют только самый внешний, так называемый роговой слой эпидермиса. Его средняя толщина около 0,03 мм. С учетом площади поверхности человеческого тела 1,5–2 м² это дает массу мертвой части кожи всего 45–60 г. Остальные клетки кожи являются живыми. Толщина эпидермиса — внешнего отдела кожи — варьируется от 0,05 до 1 мм. Его масса составляет около 1 кг. А если принять в расчет подкожную клетчатку, то масса кожи достигает 16 % массы тела.

324

В английском языке словам «келья», «клетка», «ячейка» соответствует одно слово — «cell».

325

При операциях по пересадке ядра клетки мембрану протыкают именно острой иголкой.

326

Шервин Б. Нуланд (Sherwin В. Nuland, р. 1930) — профессор хирургии в Медицинской школе Йельского университета, автор 8 книг, в том числе книги «Как мы умираем», которая 34 недели продержалась в списке бестселлеров газеты «Нью-Йорк таймс».

327

По-видимому, это случается даже еще в 100 раз реже.

328

Джеффри Шварц (Jeffrey Н. Schwartz, р. 1948) — антрополог, специалист по теории эволюции, профессор Питсбургского университета, автор ряда научных и научно-популярных книг, посвященных происхождению и эволюции человека и обезьян.

329

Генри Чарлз Флиминг Дженкин (Henry Charles Fleeming Jenkin, 1833–1885) — профессор инженерии Эдинбургского университета, специалист по электрическим кабелям и изобретатель фуникулера, был известен широтой своих интересов.

330

Ольмюц, или Оломуц, — второй по значению город в чешской провинции Моравия и ее религиозный центр, был также одной из сильнейших крепостей Австро-Венгрии.

331

Карл-Вильгельм фон Нёгели (Karl Wilhelm von Nageli, 1817–1891) — швейцарский ботаник, иностранный член-корреспондент Петербургской академии наук. Разработал классификацию растительных тканей. Первым начал применять математические методы в ботанике.

332

Вильгельм Олберс Фокке (Wilhelm Olbers Focke, 1834–1922) — немецкий врач и ученый-ботаник. В числе прочего изучал распространение малярии и редактировал научный журнал, издаваемый Бременским естественно-историческим обществом.

333

Термин «новый синтез» происходит от изданной в 1942 г. основополагающей книги Modern Synthesis Джулиана Сорелла Хаксли (внука Томаса Гексли). В русском языке основанную на этом подходе концепцию называют синтетической теорией эволюции.

334

Формирование и развитие человека определяется не только его геномом. Однояйцевые близнецы имеют одинаковый геном, но при этом хотя и похожи друг на друга, все же различаются. Причем эти различия увеличиваются с возрастом.

335

Длина двойных спиралей ДНК в клетке человека составляет около 1 метра. Однако если спирали расплести и вытянуть в одну линию, то получится целых 3 метра.

336

См. сноску[322] к главе 24.

337

Если учесть, что приведенное число клеток завышено примерно в 200 раз, то более точной будет оценка суммарной длины ДНК — около 100 миллиардов километров, что, конечно, все равно очень много — в десять раз больше диаметра орбиты Плутона.

338

Ричард Левонтин (Richard Lewontin) — американский эволюционный биолог и генетик, один из ведущих разработчиков математических оснований популяционной генетики.

339

Алфавит ДНК (как и РНК) состоит из 4 нуклеотидов. Алфавит белков — из 20 аминокислот. Каждая аминокислота задается группой из трех нуклеотидов. РНК переносят генетический код от ДНК к рибосомам. По пути этот код может подвергаться изменениям (так называемое редактирование РНК). Рибосомы производят синтез белков из аминокислот в соответствии с копией генетического кода, записанной на РНК. Обратной передачи информации от белков к ДНК в клетках не происходит. Так что говорить о двустороннем взаимодействии не вполне корректно. (Правда, возможна передача кода с РНК в ДНК — так называемая обратная транскрипция).

340

В 1888 г. немецкий анатом В. Вальдейер предложил сам термин «хромосомы», а впервые наблюдал их в ядре клетки немецкий гистолог Вальтер Флемминг в 1872 г.

341

Влияние на мутации радиоактивного и рентгеновского излучения было открыто значительно позднее. В частности, влияние рентгеновского излучения открыл в 1926 г. ученик Моргана Герман Мёллер, которому в 1946 г. была присуждена за это Нобелевская премия.

342

Наследуемые мутации появились в экспериментах почти сразу. Достижение Моргана состоит не в этом, а в том, что он выявил связи между различными мутациями. Некоторые признаки, как правило, наследовались вместе. Моргану удалось объединить их в 4 группы и доказать их связь с 4 парами хромосом дрозофил. Кроме того, на основе своих данных он выдвинул поразительную догадку о линейном расположении генов внутри хромосом.

343

Лайза Жарден (Lisa Jardine) — специалист по интеллектуальной истории эпохи Возрождения, директор Центра обработки жизнеописаний и писем при Лондонском университете. Она также регулярно выступает на телевидении, радио и в печати.

344

Эдмунд Хиллари (Edmund Hillary) — новозеландский альпинист. 29 мая 1953 г. Эдмунд Хиллари и шерп Тенцинг Норгей первыми поднялись на вершину Эвереста.

345

SNP— Single Nucteotide Polymorphysm. Snip — обрезок, лоскут, мелочевка (англ)..

346

Речь, конечно, идет о приспособляемости вида или популяции, а не отдельного организма.

347

Тут некоторая неточность. Естественный отбор вовсе не обязательно приводит к тому, что за обретение некоего преимущества приходится расплачиваться появлением недостатков. Суть его состоит в том, что полезные (в конкретных условиях обитания) мутации имеют больше шансов быть переданными по наследству и закрепиться. Похожесть особей в пределах популяции также определяется не естественным отбором, а постоянным перемешиванием генетического материала, из-за чего геномы не могут разойтись слишком далеко.

348

Генетические различия между людьми не исчерпываются точечными мутациями (SNP). Встречаются различия, затрагивающие более длинные отрезки генетического кода.

349

Это неточное утверждение. Разные участки генома в разной степени подвержены мутациям. Некоторые из них чрезвычайно стабильны и совершенно одинаковы не только у всех людей, но даже у других видов. В частности, мутации в некоторых генах могут быть летальными, то есть порождать нежизнеспособные существа. В то же время есть такие участки, где скорость возникновения мутаций значительно выше, чем в среднем по геному. Недавно генетики из США, Бельгии и Франции выявили у человека ген, изменения в котором идут в 70 раз быстрее, чем в среднем по геному. Причем этот ген влияет на развитие мозга зародыша с 7-й по 19-ю неделю беременности. Возможно, именно его высокая изменчивость определила различия между человеком и обезьяной.

350

Дэвид Кокс (David Сох) — американский генетик и биохимик, профессор генетики и педиатрии в Медицинской школе Стэнфордского университета, содиректор Стэнфордского геномного центра.

351

Ретровирусы пользуются обратной транскриптазой, чтобы встроить свой генетический код в геном пораженной клетки и заставить его работать. Именно на этот обратный процесс — запись информации в ДНК вместо считывания — указывает корень «ретро» в названии этого класса вирусов. Для отдельного человека или другого организма эта возможность несет только вред. Однако для вида или даже большой совокупности видов обратная транскрипция может служить важным механизмом изменчивости. Она обеспечивает так называемый горизонтальный перенос генетического материала, когда фрагменты генетического кода переносятся вирусами между видами, не связанными отношением предок — потомок. Благодаря горизонтальному переносу у видов увеличивается приспособляемость, что, естественно, способствует дальнейшей передаче генов. Поэтому нельзя так однозначно считать гены лишними или бесполезными только лишь потому, что их назначение не вполне ясно.

352

В последние годы оценка числа генов у человека еще уменьшилась и составляет 25–30 тысяч.

353

Чисто генетическая природа болезни Паркинсона, по-видимому, не подтвердилась. Неизвестна отдельная мутация, которая бы ее вызывала, хотя генетическая предрасположенность к ее развитию, видимо, имеет место.

354

Эрик Ландер (Eric Lander, p. 1957) — профессор биологии, директор Института Броада при МТИ, один из координаторов проекта «Геном человека». В 2004 г. журнал «Тайм» включил его в список 100 самых влиятельных людей нашего времени.

355

Термин протеом был предложен в 1994 г. австралийским исследователем Марком Уилкинсом. Он обозначает полный комплект белков (протеинов), которые присутствуют в тканях организма.

356

Жак Монод (Jacques Monod, 1910–1976) — французский биохимик, лауреат Нобелевской премии по медицине и физиологии 1965 г. за открытия в области генетического управления энзимами и синтезом вирусов.