Живое и неживое. В поисках определения жизни - Карл Циммер
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Левенгук сохранил оставшуюся пыль из желоба. Через несколько месяцев он снова достал ее и смешал с водой. Коловратки приняли свой нормальный вид и ожили, несмотря на то что прошло столько времени.
«Признаюсь, я никогда бы не подумал, что в субстанции, столь иссушенной, как эта, может найтись живое существо», – говорил голландский исследователь.
Более 40 лет спустя, в 1743 г., британский натуралист Джон Нидхем открыл еще одно существо, способное «воскресать». Он изучал колосья пшеницы, пораженные тиленхозом, из-за которого зерна сморщивались и чернели. Фермеры называли такие больные зерна «перечными». Разрезав одно из них, Нидхем обнаружил внутри пучок сухих белых волокон. Он капнул туда водой, ожидая, что так будет легче разделить этот пучок.
Что было дальше, описывается в Philosophical Transactions of the Royal Society: «К его великому изумлению, эти мнимые волокна как бы мгновенно распались, обрели жизнь, стали беспорядочно двигаться – не поступательными, а извивающимися движениями, – и так продолжалось на протяжении девяти или десяти часов, пока он их не выбросил».
Нидхем открыл личинок червя-нематоды, известного ныне как Anguina tritici, или пшеничная угрица. Но в то время многие натуралисты ему не поверили. Королевское общество передало пшеницу Нидхема другому натуралисту, Генри Бейкеру, чтобы тот высказал свое мнение. Бейкер последовал инструкции Нидхема, и червяки ожили. Заинтригованный, Бейкер принялся за собственные эксперименты. В ходе одного из них он хранил больные зерна в течение четырех лет. Червячки пережили этот долгий срок; когда он залил водой белые волоконца, то снова увидел копошащуюся жизнь.
«Здесь мы находим Пример того, как Жизнь может замереть и, по видимости, прекратиться», – заявил Бейкер в своей книге 1753 г. «Занятия с микроскопом» (Employment for the Microscope)[96]. Каким образом черви могли сохранять свою жизненную Силу (по его терминологии), Бейкер и гадать не решался: «Вопрос, что есть Жизнь в действительности, представляется слишком тонким, чтобы наше Понимание могло поставить его или разрешить, а наш Разум – распознать ее и исследовать».
Скоро полку восстающих из мертвых нематод и коловраток прибыло. К ним присоединились тихоходки – беспозвоночные, напоминающие безголовых восьминогих медведиков, размером всего с точку в конце этого предложения. Натуралисты впервые обнаружили этих животных в моховой подстилке, а затем оказалось, что они живут в сырой почве, озерах и даже в океане. Когда исследователи высушивали тихоходок, те втягивали ножки и принимали форму кунжутного семечка. Достаточно было поместить их на несколько минут в воду, чтобы они выпустили ножки снова.
Многие натуралисты отказывались верить, будто живое существо способно переживать подобное грозящее ему гибелью обезвоживание. Они полагали, что здесь должно иметь место что-то более простое. Может быть, обезвоженные животные умирали, а когда ученые наливали воду, то пробуждались невидимые яйца этих существ и вылуплялись новые особи. Баталии бушевали десятилетиями, представителей противоборствующих сторон окрестили воскресителями и антивоскресителями. Спор достиг такого накала, что ведущая организация биологов Франции – Биологическое общество – в 1859 г. назначила специальную комиссию, чтобы его разрешить. Светила науки потратили целый год на эксперименты и в итоге выпустили 140-страничный отчет, решавший вопрос в пользу воскресителей. Однако антивоскресители еще несколько десятилетий сопротивлялись.
Ныне все биологи – воскресители. Нет сомнений, что тихоходки, нематоды и коловратки способны высыхать, а затем возвращаться к жизни. Чем больше специалисты изучают этих животных, тем очевиднее становится, что сроки выживания подобных существ в таком подвешенном состоянии, из которого они могут вернуться в мир живых, даже еще длиннее. В 1950-е гг. группа исследователей собрала высохших тихоходок в Антарктиде. Беспозвоночных оставили в холодильнике на 30 лет, после чего поместили в теплую воду, и животные пробудились совершенно здоровыми. Нематоды, поражающие зерна пшеницы, способны выживать еще дольше – безжизненные волокна снова стали червяками через 32 года.
В последние десятилетия наука пополнила список воскресающих мухами, грибами, бактериями и другими видами. В Антарктиде с отступлением ледников обнажился мох, который высох и замерз как минимум 600 лет назад. После бережной посадки он дал новые зеленые побеги. В Сибири ученые нашли норы, вырытые сусликами ледникового периода 30 000 лет назад, в них оказались высохшие семена растения, известного под названием смолевки узколистной. Ученые вырастили из них здоровые растения, которые дали собственные семена[97].
Современным воскресителям пока еще не вполне ясно, как эти существа переживают подобную трансформацию. Обычно вода – необходимое условие бесконечных химических реакций, происходящих ежесекундно в каждой клетке. Она также помогает мембранам поддерживать нужную гидрофобную структуру и направляет белки так, чтобы их спирали и листы сохраняли требуемую укладку. Когда клетка теряет воду, химические реакции буксуют и останавливаются. Белки слипаются вместе, образуя токсичные агрегаты; клеточные мембраны превращаются в липкое желе. В принципе, наш организм способен переносить временную потерю небольшого количества воды – почки выделяют меньше мочи, сердцебиение учащается, чтобы увеличить поступление кислорода в клетки, – но стоит потере воды превысить несколько процентов от массы нашего тела, как у нас начинают отказывать внутренние органы и вскоре наступает смерть.
Тихоходки же и им подобные способны терять всю воду. Можно сказать, что они в таком виде больше не относятся к живым, ведь уже не могут осуществлять химические реакции, необходимые для жизни. Однако они и не мертвы. Если полить водой кого-то, кто умер от обезвоживания, он не поднимется. Будет мокрый труп, и всё. Но если оросить высушенную тихоходку, то через считаные минуты перед вами будет подвижное, способное к питанию и размножению животное. Эта серая зона существования получила собственное название – криптобиоз, описанный одним из научных коллективов как «третье состояние – между жизнью и смертью»[98].
Когда представитель криптобиотического вида начинает высыхать, он облегчает себе переход в это состояние. Некоторые виды реагируют на обезвоживание, синтезируя сахар под названием «трегалоза». Благодаря своему химическому строению трегалоза способна удерживать белки в нужной конфигурации так же, как вода. Но, в отличие от воды, она не испаряется в сухих условиях. Этот запас псевдоводы дает высыхающему организму дополнительное время для подготовки к долгому криптобиозу. Многие виды синтезируют новый набор белков, которые связываются друг с другом и образуют нечто вроде биологического стекла. Оно укрывает ДНК и другие молекулы клетки в их трехмерной конфигурации, так что они будут готовы ожить, когда вода вернется.
Это третье состояние настолько устойчиво, что позволяет организмам переносить не только обезвоживание. Они способны выживать даже в космосе.
В 2007 г. группа ученых собрала тихоходок в Германии и Швеции, высушила их и положила в контейнер. Этот контейнер отправили с российской ракетой на околоземную орбиту. Десять дней животные находились в открытом безвоздушном пространстве. По возвращении на Землю они ожили от капли воды.
В 2019 г. люди отправили тихоходок еще дальше. Фонд Arch
