Карл Саббаг - Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки

• Название: Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки
• Автор: Карл Саббаг
• Издательство: Ломоносовъ
• Жанр: Научпоп
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-91678-144-1

Есть детские вопросы, на которые не каждый взрослый ответит: почему ночью небо темное? почему мы не проваливаемся сквозь пол? кто изобрел колесо? почему зеркало меняет местами только лево и право, а не верх и низ? Карл Саббаг подробно разбирает эти и многие другие загадки (да-да, загадки, причем Большой Науки!), и не просто разбирает, а легко, доходчиво, с хорошим юмором рассказывает об окружающих нас чудесах физики, химии, биологии, психологии и даже космологии. Вот еще вопросы: как работает Гугл? можно ли увидеть нейтрино? что такое пятый вкус, о котором никто не знает, кроме японцев? обижаются ли на нас собаки? кто был автором первого в истории мультфильма? Интересно? При чтении этой книги будет еще интереснее! Потому что именно с такой целью она и писалась: напомнить нам, что мир вокруг таинствен и удивителен.

Карл Саббаг (р. 1942) — британец палестинского происхождения, писатель, журналист, телевизионный продюсер. Автор многих научно-популярных книг, документальных фильмов и научно-популярных телесериалов.

---

Было обнаружено, что для достижения цели оптимальна естественная, существующая в природе комбинация аромата и никотина. Растение использует стратегию кнута и пряника, привлекая опылителей и заставляя естественных врагов держаться подальше. А никотин, помимо отпугивания врагов, еще и ограничивает время пребывания опылителей в чашечке цветка, благодаря чему за день те успевают посетить большее количество растений.

Старейшее живое существо на Земле

Один геолог в 1964 году вел исследования в калифорнийских Белых горах. Он извлекал образцы сердцевины стволов у нескольких очень старых деревьев вида сосна остистая межгорная. Считалось, что этим деревьям несколько тысяч лет, сердцевина стволов у них уже давно отмерла, а наружные слои древесины и кора до сих пор живы. Добытые образцы позволяли установить возраст дерева и климатические условия, сопутствовавшие формированию того или иного слоя древесины. Исходя из этих данных геолог планировал вычислить размеры ледников, покрывавших эту местность в былые времена.

К несчастью, инструмент, с помощью которого он добывал образцы, сломался, и геолог запросил у Федерального лесного управления США разрешение спилить одно дерево, чтобы получить необходимые сведения по годовым кольцам на срезе. Лесное управление ответило согласием и тем самым подписало смертный приговор самому старому живому организму на планете. Выяснилось, что дереву было 4950 лет. Это все равно как если бы врач хотел сделать пункцию, чтобы узнать, в каком состоянии здоровье пациента, но из-за поломки иглы для пункций запросил разрешение на убийство — мол, вскрытие покажет все как нельзя лучше.

У срубленного дерева есть младший сосед, найденный в 1950-е годы и до сих пор живой. Согласно расчетам, в 2012 году дерево должно справить свой 4800-й день рождения[40]. Эти деревья живут так долго из-за медленного обмена веществ. За сто лет слой их древесины становится толще всего на два с половиной сантиметра. Одни и те же иголки остаются на дереве по тридцать — сорок лет, а семена из шишек даже самого древнего дерева до сих пор всхожи.

Остистая межгорная сосна считалась старейшим живым организмом на Земле вплоть до 2008 года. Затем некий ученый-дендролог сообщил, что в горах Швеции найдено несколько елей, одна из которых насчитывает аж 9 550 лет. Вот так в одночасье возраст старейшего живого обитателя планеты увеличился вдвое.

Юность этого дерева пришлась на те времена, когда земледелие находилось еще в зачаточном состоянии, только-только начали возникать первые города и было изобретено колесо, — за тысячи лет до расцвета главных древних цивилизаций Востока и Средиземноморья.

Как и в случае с самым крупным живым организмом, грибом опенком Armillaria из Орегона, занимающим площадь 890 гектаров (см. следующую главу «Полуживотное, полурастение и прекрасно на вкус»), для подтверждения уникальности шведской сосны потребовался анализ ДНК. В отличие от большинства известных нам деревьев у этой породы несколько стволов. Один ствол может прожить до шестисот лет, но как только он отомрет, рядом вырастет новый — с точно такой же ДНК, а следовательно, являющийся частью все того же организма.

Кстати, имя у ученого, сделавшего этого открытие, самое что ни на есть подходящее — Лейф: профессор Лейф Куллман[41].

Полуживотное, полурастение и прекрасно на вкус

Когда вы едите шампиньоны по-гречески или омлет с трюфелями, вам может показаться, что это овощное блюдо. Ничего подобного! Много лет считалось, что грибы — это растения, представители растительного царства, хотя и с некоторыми особенностями. Но современная наука доказала, что дело обстоит иначе.

На сегодняшний день найдено и описано более 56 000 видов грибов[42]: от неприятного кожного заболевания, возникающего между пальцев ног, до роскошных деликатесов. С появлением человечества грибы влияли на нашу историю всевозможными способами. Некоторые до сих пор верят, будто легендарное «проклятие фараона» — это исключительно живучий грибок, который дремал в египетских гробницах, пока их не вскрыли археологи. Спорынья, грибок, поражающий колосья ржи, в Средние века вызывала вспышки массового безумия. А фитофторозная гниль картофеля, спровоцированная еще одним грибком, разрушила в XIX веке жизни тысяч ирландцев, которые умерли от голода или вынуждены были эмигрировать. Филоксера, грибок, паразитирующий на винограде, нанесла в свое время серьезный удар по французскому виноделию.

Впрочем, грибы принесли человечеству и много новых удовольствий. Без них не поднималось бы тесто для хлеба; многие грибы съедобны сами по себе; другие превращают овечье молоко в сыр рокфор, а творог — в камамбер. А еще один грибок, Penicillium notatum, дал миру первый и самый широко используемый антибиотик.

Эти живые организмы развивались в той же самой среде, что и растения с животными, и часто помогали выживать своим соседям. Один гриб, например, соседствует с некоторыми видами трав и следит за здоровьем каждой отдельной травинки. Если одна из травинок страдает от нехватки воды или питательных веществ, гриб выстраивает мостик между этой и ближайшей к ней здоровой травинкой и перекачивает свежую порцию воды и пищи. Другой гриб выстроил своеобразный треугольник отношений с некоторыми видами деревьев и белками. Грибница поселяется в корнях дерева и помогает ему добывать питательные вещества из почвы. Грибными телами[43], образуемыми грибницей, питаются белки и вместе с пометом разносят споры к новым деревьям.

Пытаясь классифицировать те или иные формы жизни, ученые уже давно не полагаются на внешний вид. Изобретение сложной технологии анализа ДНК позволило наконец отыскать различия между грибами и растениями. В клеточных мембранах грибов, в отличие от мембран растительных клеток, не содержится клетчатки, и химические вещества, участвующие в метаболизме грибов, совсем не такие, как у растений.

Результаты анализов ДНК показали, что существуют три царства живых существ: животные, растения и грибы, — которые отделились от общего биологического предка около миллиарда лет назад. Царство грибов, в свою очередь, разделено как минимум на восемь различных подгрупп: от живущих в воде хитридиомицетов до дрожжей и пенициллина, от паразитирующих на растениях пукциниомицетов до съедобных грибов и поганок. Как и в случае с растениями и животными, разнообразие видов грибов поражает: от микроскопических (те же дрожжи) до очень крупных. Самый крупный из найденных съедобный дождевик (эти грибы необычайно вкусны, если порезать их дольками и обжарить на сливочном масле) был в обхвате 2,6 метра и мог выпустить несколько миллиардов миллиардов спор — генетического материала, дающего жизнь другим дождевикам. На этом примере было подсчитано, что спор одного крупного дождевика хватит на то, чтобы заселить этими грибами несколько галактик.

Один из видов грибов, опенок, или армиллярия (Armillaria ostoyae), может разрастись аж до сотен гектаров и весить не одну сотню тонн. В американском штате Орегон найден опенок, которому, судя по всему, полторы тысячи лет, и каждая клетка этого гигантского гриба имеет одну и ту же ДНК. Таким образом, этот гриб — единый организм, который куда крупнее синего кита или секвойи. Он признан самым крупным живым существом на Земле.

Кто же изобрел колесо?

Колесо — сугубо человеческое изобретение. Ни одно другое существо в процессе эволюции так и не обзавелось комплектом колес, чтобы облегчить себе перемещение. Иногда, правда, ученые вспоминают саламандр, которые сами образуют нечто вроде естественной шины, сворачиваясь в круг и скатываясь с горки. Подобным же образом поступают и некоторые гусеницы. Если рассматривать вопрос в этом ракурсе, то изобретателями колеса можно счесть первобытных людей — еще много тысяч лет назад они подкладывали под особенно тяжелые камни бревна и катили камни по ним. Однако подлинным открытием стало появление оси, чтобы объект мог перемещаться на значительные расстояния и при этом не приходилось через каждые два-три шага менять и перекладывать бревна-катки.

Трудно себе представить, чтобы в живой природе мог возникнуть полный аналог колеса, ведь органы человека и животных требуют кровоснабжения. Даже ногти и волосы — самые безжизненные на вид части тела — требуют постоянного питания, и даже самая развитая кровеносная система, будь она частью живого колеса из мяса и костей, при вращении завязалась бы в узел.

Но если мы обратим свой взгляд на более мелкие формы жизни, нежели люди, саламандры или гусеницы, то все-таки найдем существо, изобретшее или, скорее, превратившееся в ходе эволюции в нечто вроде колеса. Некоторые бактерии научились при помощи длинных волокон передвигаться в жидкой среде. Но они не просто совершают волоконцами, как веслами, круговые взмахи. Они крутятся сами, делая обороты вокруг волоконца, свободно крепящегося в углублении на поверхности бактерии. Получается, что волоконце, или жгутик (так этот орган бактерий называется в биологии), заменяет собой ось, а тело бактерии — колесо. У основания жгутика сосредотачиваются молекулы, которые в совокупности действуют как мотор и побуждают жгутик совершать до нескольких сотен оборотов в секунду. В 2008 году ученые из Оксфордского университета установили, что эти «моторы» даже снабжены сцеплением — молекулой, которая соединяется со жгутиком и отделяется от него, чтобы жгутик не крутился в те моменты, когда бактерии не нужно двигаться.