Не один дома. Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков - Роб Данн

Стефани также попыталась вырастить бактерии на питательной среде, содержащей лигнин, погруженный в щелочной раствор. Вообразите, что вы жуете древесные щепки, предварительно вымоченные в щелочи. Это не просто невкусно — после такой закуски вы лишитесь кожи. Экспериментальный раствор был таким, что большинство видов бактерий не могли в нем жить и размножаться. Большинство, но не все. Стефани нашла виды, способные существовать и в таких страшных условиях. С первой же попытки нам удалось сделать невозможное! Это была невероятная новость. Интересно, что все виды, способные разлагать лигнин, включая Cedecea lapagei, продолжали делать это и в щелочной ванне. Итак, Cedecea lapagei могли разлагать лигнин и целлюлозу, входящие в состав черной щелочи, и перерабатывать отходы в очередные бактерии, которые, в свою очередь, могли превратиться в энергию.

Получается, что изучение биологии пещерных кузнечиков и жуков-кожеедов, живущих в наших домах, привело к открытию микробов, способных превращать промышленные отходы в энергию. Наши шансы на успех изначально были малы, невероятно малы, возможно один шанс на сотню тысяч, если не на миллион. Вероятность найти сразу три лигниноядных вида была еще меньше. Но расчеты показывают, что наш успех не был обусловлен игрой случая. Да, нам повезло, но мы основывали свой поиск на знании образа жизни насекомых и поэтому могли предсказать, где нам следует искать полезных микробов. Такой подход вполне оправдал себя. Вот такую пользу приносят изучение естествознания и экологии, а также понимание эволюционных тенденций пещерных организмов.

Эми, Стефани и я продолжаем изучать, каким образом можно выращивать эти бактерии в промышленных масштабах, чтобы применять их на практике. Совместно с другими учеными мы выделили лигниноразрушающие вещества, которые секретирует одна из этих бактерий, Cedecea. Мы даже установили, какие именно гены отвечают за производство этих ферментов. Теперь мы движемся к тому, чтобы пересаживать эти гены бактериям, хорошо растущим в лабораторных условиях, и заставить их перерабатывать лигнин в больших количествах (конечно, под присмотром). Следите за новостями. Мы стоим на пороге захватывающих открытий. Итак, чтобы дать ответ на вопрос, в чем польза от живых существ, поселившихся у вас дома, надо сначала их изучить.

После открытия бактерий, расщепляющих лигнин в кишечнике пещерных кузнечиков (и жуков-кожеедов), мне казалось, что мы дали достаточно ясный ответ на вопрос о пользе рафидофоридов. Это не означает, что теперь ваши подвальные постояльцы стали более ценными, чем были раньше. Скорее я имею в виду, что все это синантропное сообщество видов, взятое в целом, может потенциально принести немало выгод человеческому обществу, и эти выгоды будут лишь расти при условии, что обитатели наших домов никуда не исчезнут и мы сможем их изучать. Но, когда я делал доклады о наших достижениях, многие высказывали мнение, что мы чисто случайно наткнулись на два полезных вида членистоногих из многих тысяч их видов, встречающихся в домах. Мы ухватили плод, висящий на самой нижней ветке. Чтобы получить полную картину, необходимо было исследовать и другие виды. Именно этим мы и занялись, решив рассматривать один за другим более изученные синантропные виды в надежде найти и им полезное применение.

Следующий шаг напрашивался сам собой: проверить другие виды насекомых на предмет наличия у них бактерий, способных разлагать промышленные отходы. Например, вполне возможно, что сеноеды вырабатывают неизвестные прежде ферменты, служащие для усвоения целлюлозы. Они могли бы найти применение в производстве биотоплива. Проверить эту гипотезу несложно[190]. Другой пример — мушки, личинки которых живут в раковинных стоках и питаются пищевыми отходами, выживая в экстремальных условиях, где потопы сменяются засухой и наоборот. В одном из недавних исследований ферменты, разлагающие целлюлозу, были найдены у чешуйниц и щетинохвосток — древних насекомых, живущих в пещерах и часто встречающихся в обследованных нами подвалах[191]. Мы могли бы исследовать их либо другие виды жуков. Напомню, что два лигниноядных вида бактерий были найдены в одной особи жука Dermestes maculatus. Почему бы не исследовать это насекомое подробнее? А если заняться другими представителями семейства кожеедов? Только в одном городе Роли мы нашли не меньше 12 их видов. У каждого из них, вероятно, есть собственные уникальные микробы. Но никто и никогда не занимался этим вопросом. Уверен, что если изучить этих жучков как следует, то у них в кишечнике обязательно найдутся микробы, потенциально пригодные для применения в той или иной отрасли. На подобных исследованиях можно построить целую научную карьеру (и очень интересную).

Но, говоря по правде, после того как мы разобрались с одним из возможных применений синантропных насекомых, мне захотелось исследовать какие-то совершенно другие способы их использования. Действовать вслепую было бы смешно, но мы уже не были слепы. Мы хорошо усвоили три урока. Урок первый: если мы встречаем в своем ближайшем окружении какой-то вполне обычный вид, нельзя рассчитывать на то, что кто-то его уже изучил. Второй урок: если вы хотите понять, какую пользу может принести вид, то выяснять, на что он способен, можно, только достаточно изучив его. Это означает, что исследовать потенциальную полезность множества видов, обитающих в наших домах, а тем более в дикой природе, пока еще невозможно, так как нам неизвестно даже, чем питается большинство видов членистоногих, не говоря уже о других деталях их биологии. Третий урок, который я упорно преподаю моим студентам, заключается в том, что если экологи и эволюционные биологи не могут предположить вероятное применение того или иного вида, то и никто другой не сможет. Конечно, это скорее гипотеза, но гипотеза, которую я выдвинул на основе собственного опыта многолетнего сотрудничества с экологами.

Илл. 8.1. Мушки, живущие в раковинных стоках, — один из видов синантропных членистоногих, на который ученые обращают очень мало внимания. Взрослые насекомые выглядят очаровательно. Их личинки далеко не так симпатичны, но зато они, вероятно, содержат микроорганизмы, способные разлагать целлюлозу или даже лигнин. (Изображение сделано на основе оригинальной фотографии Мэттью Бертона.)