Не один дома. Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Вторая группа связанных с насекомыми бактерий в ходе эволюции настолько приспособилась к своим хозяевам, что не способна существовать без них[185]. В их небольших геномах остались только гены, необходимые для насекомого-хозяина, как если бы бактерия сама была его частью. Например, муравьи рода Camponotus зависят от присутствия бактерий рода Blochmannia, вырабатывающих витамины, отсутствующие в пище самих муравьев[186]. Эти бактерии, живущие внутри клеток их хозяев — жужелиц, мух или муравьев, сами по себе весьма интересны, но практически бесполезны для целей задуманного нами исследования. Почти невозможно культивировать их в лаборатории и работать с ними.

Нашим объектом должна была стать третья группа бактерий, хотя и адаптированных к жизни в организме насекомого, но сохранивших способность существовать и во внешней среде (например, в лабораторных чашках Петри или в цистернах на фабрике). Из этой группы нас интересовали только виды, способные разлагать высокоустойчивые соединения углерода. Мы предполагали, что это обычные для насекомых бактерии, но известные не везде и не всем, в том числе ученым. Словом, не слишком распространенные, но и не слишком редкие. В самый раз.

Все, что мы должны сделать, это попробовать вырастить бактерии из кишечника пещерных кузнечиков на субстрате из трудноразлагаемых веществ. Люди производят немалое число подобных соединений, многие из которых (такие как пластик) намеренно изготавливаются очень прочными. Это создает большую проблему при их утилизации, вот почему в мировом океане образовались целые острова пластиковых отходов, дрейфующие взад-вперед по волнам. В других случаях вещества-долгожители — просто побочные продукты производства. Если пещерные кузнечики помогут нам справляться с этими загрязняющими веществами, они принесут немалую пользу.

Я получил образование в области общей (а не прикладной) экологии и эволюционной биологии и даже не знал, с чего начинать подобный проект. Мне потребовалась помощь специалиста. Тогда я обратился по электронной почте к Эми Гранден, сотруднице кафедры биологии растений и микроорганизмов, расположенной в соседнем корпусе университета. Эми занимается вопросами промышленного использования микробов, взятых из естественных местообитаний. Одно из ее исследований было посвящено применению микробов, живущих в глубоководных гидротермальных источниках, для обезвреживания веществ, входящих в состав пестицидов и химического оружия[187]. Когда я спросил, есть ли у нее какие-нибудь соображения по поводу нашего эксперимента, Эми ответила: «Ну, мы можем проверить, способны ли бактерии из кишечника пещерных кузнечиков разлагать черный щелок». Украдкой от всех я загуглил, что это такое.

Черный щелок — это токсичное жидкое вещество черного цвета, которое является побочным продуктом при производстве бумаги. Это именно то, что остается после того, как дерево превращено в пачку чистой белой бумаги, готовой для загрузки в ваш принтер. Черный щелок состоит из лигнина — сложного углеродного соединения, придающего твердость древесине (именно благодаря ему ваш дом не сгнивает вскоре после постройки), в сочетании с омыляющими веществами и растворителями, благодаря которым черный щелок приобретает сильнощелочные свойства (рН около 12). По законам США это токсичное соединение нельзя сбрасывать в окружающую среду, поэтому бумажные фабрики вынуждены сжигать его, распространяя вокруг «аромат» тухлых яиц. Эми считала, что было бы очень неплохо найти бактерии, способные разлагать черный щелок, и мы принялись за дело. Стефани Мэтьюс (тогда аспирантка в лаборатории Эми, потом постдок, работала под нашим началом, а сейчас доцент в университете Кэмпбелл) получила задание изучить пробы, полученные из пещерных кузнечиков и из личинок пятнистого кожееда (Dermestes maculatus). Эти личинки питаются падалью, но известно, что они способны поедать трудноразлагаемую пищу. Стефани работала вместе с Эм-Джей. Эм-Джей разбиралась в насекомых, а Стефания — в бактериях. Казалось, все складывалось весьма удачно — все, кроме некоторых биологических реалий.

Перед началом работы Эми не предупредила меня о том, как малы шансы найти бактерии, разлагающие лигнин в составе черного щелока. Из почти 10 млн известных видов только шесть умеют это делать.

Разлагать лигнин до более простых и легкоусвояемых соединений могут некоторые грибы. Ученые называют результат расщепления лигнина грибами «белой гнилью». Именно с их участием разлагаются мертвые деревья в лесу. Если бы их не было, леса были бы завалены отмершей древесиной. Но, как ни полезны эти грибы в природных условиях, их использование в промышленности крайне затруднительно. Они образуют плодовые тела, они формируют сложные переплетения гиф, они очень медленно растут, с ними настоящая морока — так что все попытки использовать их для утилизации отходов или переработки лигнина в энергию окончились ничем. С бактериями работать не в пример легче, но по разным причинам все шесть известных их видов, способных разлагать лигнин, оказались малопригодными. Никто (кроме, как позднее выяснилось, Стефани, защитившей на эту тему диссертацию[188]) и нигде не находил грибы или бактерии, способные разлагать лигнин, входящий в состав черного щелока.

Когда Стефани и Эм-Джей приступили к работе, я рассчитывал на новое большое открытие. Если бы я тогда взял паузу и начал прикидывать, каковы наши шансы на успех, я бы счел их весьма призрачными. Но я не стал на это отвлекаться и забивать себе голову размышлениями о том, как долго нам придется ждать успеха. Эм-Джей тоже об этом не думала, а Стефани была настроена весьма оптимистично, так что мы решили попробовать.

Стефани работает быстро. Уже через несколько месяцев она получила первый результат. Она выращивала бактерии, взятые из кишечников насекомых, на разных средах. Различные виды пищи, пригодной для микробов, смешивались с агар-агаром в обычных чашках Петри, точно таких же, какие используются на лабораторных практикумах в университетах. В первой серии опытов чашки содержали целлюлозу, во второй — лигнин (без целлюлозы). Остальные чашки содержали другие виды питательных сред. В каждую чашку Петри помещали одну аликвоту (каплю точно определенного размера), взятую из суспендированного тельца пещерного кузнечика или личинки кожееда.

Стефани продемонстрировала нам полученный в чашках Петри результат. На целлюлозной среде выросло много бактериальных колоний. Все эти виды, очевидно, могли использовать целлюлозу в качестве пищи. Бумага, гипсокартон, стебли кукурузы — все это состоит из целлюлозы. Ее можно отправлять в отходы, а можно использовать в качестве сырья для получения биотоплива. Бактерии, способные утилизировать это вещество, могут принести немалую пользу, перерабатывая различный целлюлозосодержащий мусор, от кукурузных початков до туалетной бумаги, в энергию. Некоторые другие организмы тоже умеют это; какие-то уже используются в промышленном производстве, но найденные нами бактерии, возможно, перерабатывают целлюлозу быстрее и эффективнее. Это была впечатляющая, пусть и не совсем неожиданная находка.

Полученные нами данные о биологии пещерных кузнечиков, живущих в подвалах[189], позволяли надеяться, что по крайней мере некоторые из живущих в их кишечниках бактерий способны разлагать лигнин. В то время я ничего не знал об истории неудачных попыток отыскать подобные микробы. Незнание прошлого часто приводит к повторению чужих ошибок. С точки зрения истории наши шансы найти лигниноядные бактерии были ничтожны. И все же один бактериальный штамм, взятый от пещерного кузнечика, оказался именно тем, что мы искали, — эти микробы способны существовать в отсутствие другой пищи, кроме лигнина. Такую же способность продемонстрировали пять штаммов (или два вида), полученных от жуков-кожеедов. Лишь много времени спустя я вполне осознал значение нашего открытия. В двух видах насекомых мы нашли целое сообщество бактерий, разлагающих лигнин, возможно самое распространенное на планете вещество биологического происхождения. Теперь число известных штаммов лигниноядных микробов выросло вдвое, а число известных видов увеличилось на 30 %. По меньшей мере два найденных нами бактериальных вида, включая главный объект нашего внимания, микроб, родственный Cedecea lapagei{18}, оказались новыми для науки. Подведем итог. Мы обнаружили крупный и ранее остававшийся незамеченным вид интродуцированного насекомого, расселившегося по подвалам домов по всей Северной Америке. В этом насекомом оказались микробы, представляющие ранее неизвестный вид, способный разлагать лигнин.

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{19} 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.)}

Идя на работу, я часто ловлю себя на том, что присматриваюсь к каждой твари, попадающейся на моем пути, соображая, какую пользу из нее можно извлечь. Так же поступают мои студенты, постдоки и сотрудники. К примеру, мы с ними раздумываем над конструкциями новых режущих устройств и щеток, вдохновляясь аналогичными механизмами у членистоногих. Возьмем зерновых жуков. Их челюсти способны пробивать твердые оболочки зерен, что кажется невероятным для такого мелкого насекомого. Отчасти им удается это делать благодаря челюстям, содержащим металл, идеально приспособленным для разрезания[192]. Форма и химический состав их челюстей подсказывают нам дизайн новых режущих инструментов. Или можно разработать целые линейки щеток нового типа. У большинства видов артропод на лапках или в других местах имеются миниатюрные щетинки, которыми они очищают глаза или иные части тела[193]. Почему бы не последовать их примеру при создании промышленных щеток или хотя бы расчесок для волос? Не будь я лысым, я бы охотно завел себе расческу, сделанную по принципу щетинок на лапке муравья.

Кроме того, мы стали обследовать синантропных членистоногих с точки зрения создания новых антибиотиков. Микробы развивают устойчивость к существующим антибиотикам быстрее, чем человечество успевает создавать новые. Может быть, в поисках новых лекарств обратиться к насекомым, например к комнатной мухе? Откладывая яйца, самка мухи снабжает их бактериями, такими как Klebsiella oxytoca. Бактерия Klebsiella производит вещества, убивающие грибы, тем самым она помогает молодым голодным мухам, конкурирующим за пищу с этими самыми грибами, выигрывать в этом соревновании. Представляется, что эта бактерия производит антибиотики, с помощью которых мы сможем контролировать численность грибов, но в этом отношении они до сих пор не исследованы[194]. И если говорить о поисках новых антибиотиков, то изучение комнатных мух будет только началом. У многих видов муравьев антибиотики секретирует ядовитая железа, расположенная внутри их брюшка. Несколько десятилетий назад были предприняты попытки выделить антибиотики из нескольких видов гигантских муравьев-бульдогов (Myrmecia spp.), живущих в Австралии[195]. Полученные вещества оказались довольно перспективными с точки зрения их применения в медицине. Когда я был студентом, я хотел тоже заняться подобными исследованиями, но оставил эту мысль в убеждении, что кто-то другой обязательно меня опередит. Прошло 15 лет — ничего нового в этой области не сделано. Теперь, в сотрудничестве с Адрианом Смитом из Музея естествознания Северной Каролины, Клинтом Пеником из Аризонского университетам и другими коллегами, я принялся за обследование муравьев, встречающихся в Роли, чтобы определить, какие их них производят антибиотики. Сначала мы предположили, что наиболее вероятные кандидаты — виды, образующие большие муравейники или живущие в почве (где они могут сталкиваться с множеством патогенов). Эта гипотеза не подтвердилась. Все виды муравьев, эффективно использующие антибиотики, оказались представителями одного рода Solenopsis, куда входят огненные муравьи{20}, а также муравьи-воришки Solenopsis molesta. Последние часто встречаются на кухнях. Мы выяснили, что они вырабатывают антибиотики, эффективно борющиеся с устойчивыми к метициллину бактериями, такими как Staphylococcus aureus и ее родичи[196]. Это значит, что в один прекрасный день муравьи, бегающие по кухне, могут спасти кого-нибудь из ваших родственников и знакомых от смертельно опасной кожной инфекции.

В то же время в ходе недавних исследований выяснилось, что строение тела некоторых насекомых, часто встречающихся поблизости от жилья, если не в самих домах, может благоприятствовать или, наоборот, мешать развитию определенных видов бактерий. На крыльях стрекоз и цикад есть миниатюрные лезвия, разрезающие микробные клетки на куски. Сегодня инженеры пытаются повторить что-то подобное при производстве антимикробных стройматериалов, так чтобы бактерия не могла выработать устойчивость к ним (трудно развить способность противостоять этому крошечному ножу). Мы же задумали нечто противоположное, а именно исследовать членистоногих, чтобы научиться создавать поверхности, благоприятные для микробов. Хитиновые скелеты многих видов муравьев представляют собой именно такие поверхности. Вдохновленные муравьями, мы начали рисовать в своем воображении, как можно моделировать пробиотическую одежду. Мы немного продвинулись в этом направлении, хотя о полном успехе говорить пока рано. В конце концов, нас чуть больше десятка сотрудников лаборатории (прибавьте к этому числу еще нескольких наших друзей), так что это уже неплохо. А представьте себе большой коллектив, целенаправленно изучающий полезные свойства синантропных видов. Целый научный институт, занимающийся исключительно подобными исследованиями. Вот о чем я мечтаю.

^{Илл. 8.2. Американский травяной паук из рода Agelenopsis, один из самых обычных видов пауков в североамериканских домах, снятый на пороге дома в Роли, штат Северная Каролина. Для человека не представляет ни малейшей опасности. (Фотография Мэттью Бертона.)}

СРЕДИ МНОЖЕСТВА ВИДОВ ЧЛЕНИСТОНОГИХ, встречающихся в домах, наибольшую пользу нередко приносят виды, вызывающие у людей чувства отвращения или страха. Таковы пауки и осы. Эти животные выполняют очень важные экосистемные функции, как в человеческом жилье, так и вокруг него. Пауки и осы питаются вредными насекомыми, а осы к тому же «работают» опылителями. И те и другие представляют огромный интерес с точки зрения перспективных инноваций в промышленности. Человек давно уже ищет способы создавать материалы, аналогичные паучьей сети, строить здания по принципу, который мы наблюдаем у пауков, делающих яйцекладки и другие свои постройки: слой за слоем, продвигаясь изнутри. Источником вдохновения служит не только паутина; железы, выделяющие паучий шелк, служат подсказкой для новых решений в области трехмерной печати. Домовые пауки использовали эту технологию задолго до того, как она стала модной новинкой у людей. Мне кажется, что, если запереть в одном помещении на неделю десяток специалистов-арахнологов вместе с несколькими архитекторами и инженерами, в результате мы получили бы немало новых изобретений.

Осы тоже стали щедрым источником открытий для сотрудников нашей лаборатории. Как и в случае с пещерными кузнечиками, к их изучению нас подвигли задаваемые публикой вопросы. В октябре 2013 г. Джонатан Фредерик, организатор Северокаролинского фестиваля науки, спросил, не могли бы мы найти новый вид дрожжей, чтобы сварить особое фестивальное пиво. В то время в моей лаборатории был постдок по имени Грегор Янега, специалист по биомеханике клювов колибри. Он предложил обратиться за помощью к осам. Его догадка была основана на знании биологии этих насекомых, а также на результатах недавнего исследования, в котором было показано, как в виноградниках осы переносят дрожжи на виноград[197]. Дрожжевые грибы перезимовывают в кишечниках ос, а летом, когда на лозах вызревают ягоды, осы разносят дрожжи с одного виноградного куста на другой. После сбора урожая эти дрожжи запускают процесс ферментации. Судя по всему, задолго до того как люди начали производить алкогольные напитки, естественным местообитанием пивных и винных дрожжей были как раз внутренности и тела ос совершенно тех же видов, чьи гнезда можно обнаружить в домах и других постройках вблизи виноградников. Люди позаимствовали у них эти дрожжи. Впрочем, Грегор считал, что мы можем найти у ос и другие виды дрожжей, не попавших в поле зрения первых виноградарей. Поиск новых разновидностей дрожжей был хорошей идеей, но ее не так-то просто реализовать на практике. Кто же будет заниматься сбором ос, а затем извлечением из них грибов?

По счастью, в это самое время у меня в лаборатории появилась новая сотрудница, Энни Мэдден. Она уже несколько лет занималась изучением ос. В свои аспирантские годы Энни провела много часов, стоя на стремянке или вися в люльке под крышами домов, где были расположены осиные гнезда. Срезав со стены гнездо, полное сердито жужжащих насекомых, она закидывала его (поскорее) в заплечный мешок и, запрыгнув на мотоцикл, везла свою добычу в лабораторию. А еще раньше, в начале своей карьеры, Энни проводила исследования дрожжевых грибов, особенно тех, что используются в промышленности. Одним словом, если и существовал человек, способный отыскать новые виды дрожжей в осиных гнездах, то это была Энни.

Она взялась за эту работу и в итоге добилась успеха, изучая ос и родственные им виды. Всего ей удалось выявить более 100 видов дрожжевых грибов, один из которых был найден в осе, построившей свое гнездо на крыльце дома в Бостоне, где жила Энни. У этих грибов оказались удивительные свойства. Один из них позволял сварить кислый эль за месяц, а не за год, как требовалось раньше для производства этого сорта пива[198]. Пиво, сваренное новым способом, уже можно купить в магазинах. Благодаря работе Энни были найдены разновидности дрожжей, дающие новые сорта хлеба с необычным вкусом и ароматом. Почему же именно осы оказались столь полезны в этом отношении? По мнению Энни, эти перепончатокрылые ориентируются на запахи, издаваемые дрожжами, при поисках источников сахара[199]. Осы принюхиваются к дрожжам, чтобы найти сладкую пищу, а мы ищем ос, чтобы отыскать новые разновидности дрожжей. Это взаимовыгодные отношения, которые мы надеемся укрепить в самом ближайшем будущем.

В итоге оказалось, что найти применение животным, встречающимся в наших домах, не очень сложно. Несколько труднее, хотя и вполне реально, документировать полезные свойства и представить их на рынке. Имея терпение и достаточные средства, можно преодолеть все технические трудности. Возникает вопрос: почему же до сих пор так мало сделано в этом отношении? Почему до сих пор нет справочника, описывающего пользу живых существ, обитающих в наших подвалах и спальнях? Думаю, есть три причины.

Одна из причин, которую я уже обсуждал в предыдущей главе, заключается в свойственной нам слепоте по отношению к окружающим нас видам, доходящей до того, что мы смотрим на них в упор, но не замечаем. Необходимо изучать их, думать о возможности их применения. Вторая причина: хотя экологи и эволюционисты уже столетие твердят о «потенциальной экономической выгоде» от конкретных видов, никто из них не озаботился ее поисками. Все рассчитывают, что кто-то другой сделает это. Экологи ценят живые организмы за их красоту, проще говоря, за то, что они есть. При таком подходе практические соображения неизбежно остаются без внимания. В итоге мои друзья, работающие на производстве, считают мой интерес к изучению насекомых причудой, а мои друзья-экологи находят странным (если не сказать хуже) то, что я сотрудничаю с промышленностью. Нелегко делать работу, которую не ценят твои друзья. То, что ни экологи, ни специалисты по прикладной биологии не считают важным взаимодействие экологии и промышленности, составляет третью причину отсутствия полного каталога синантропных видов, а выбор видов на предмет изучения их полезности носит случайный характер. Это, конечно, ошибочный подход, иногда приводящий, как выясняется, к огромным убыткам. Мы ухлопали миллионы долларов на поиски новых противораковых средств в коста-риканских джунглях, исследуя один вид за другим. Поступать так не следовало. Мы должны были взять в проводники биологию, использовать все имеющиеся данные об экологии и эволюции тропических видов, чтобы предсказать, какие из них вероятнее всего окажутся полезными. Если мы когда-нибудь преодолеем свою ограниченность, то, опираясь на биологические знания, можно ускорить систематический поиск способов применения разных видов, эффективнее использовать придуманные самой природой инновации, а значит, больше ценить те виды вокруг нас, которые мы наблюдаем каждый день. Если меня кто-нибудь спросит, какая польза от пещерного кузнечика, осы, или даже комара, я отвечу не сразу, потому что мне надо поразмышлять о биологии видов, о которых идет речь. Подумав, я смогу выдвинуть какую-нибудь гипотезу и, вернувшись в свою лабораторию, приступить к ее проверке.

[185] Эволюционные биологи называют это первичным эндосимбиозом и отличают от эндосимбиоза вторичного, при котором симбиотические бактерии приобретаются значительно позднее.

[186] J. J. Wernegreen, S. N. Kauppinen, S. G. Brady, and P. S. Ward, «One Nutritional Symbiosis Begat Another: Phylogenetic Evidence That the Ant Tribe Camponotini Acquired Blochmannia by Tending Sap-Feeding Insects», BMC Evolutionary Biology 9, no. 1 (2009): 292; R. Pais, C. Lohs, Y. Wu, J. Wang, and S. Aksoy, «The Obligate Mutualist Wigglesworthia glossinidia Influences Reproduction, Digestion, and Immunity Processes of Its Host, the Tsetse Fly», Applied and Environmental Microbiology 74, no. 19 (2008): 5965–5974. См. также: G. A. Carvalho, A. S. Corrкa, L. O. de Oliveira, and R. N. C. Guedes, «Evidence of Horizontal Transmission of Primary and Secondary Endosymbionts between Maize and Rice Weevils (Sitophilus zeamais and Sitophilus oryzae) and the Parasitoid Theocolax elegans», Journal of Stored Products Research 59 (2014): 61–65 и A. Heddi, H. Charles, C. Khatchadourian, G. Bonnot, and P. Nardon, «Molecular Characterization of the Principal Symbiotic Bacteria of the Weevil Sitophilus oryzae: A Peculiar G+ C Content of an Endocytobiotic DNA», Journal of Molecular Evolution 47, no. 1 (1998): 52–61.

[187] C. M. Theriot and A. M. Grunden, «Hydrolysis of Organophosphorus Compounds by Microbial Enzymes», Applied Microbiology and Biotechnology 89, no. 1 (2011): 35–43.

[188] Этим видом оказался Paenibacillus glucanolyticus SLM1. Стефани и Эми выделили его из старых заброшенных резервуаров для хранения черного щелока в демонстрационном целлюлозно-бумажном цехе в Университете штата Северная Каролина. Да, в нашем университете есть и такое.

[189] А также твердая вера в способность природы, особенно бактериального мира, решать проблемы.

[190] Можно было бы исследовать в этом отношении многих беспозвоночных, не относящихся к членистоногим, таких как микроскопические нематоды. Утверждают, что эти миниатюрные черви образуют в домах настолько плотные скопления, что если бы вы удалили все стены и перегородки и сделали червей видимыми, то дом сохранил бы каркас в виде множества извивающихся тел. Вполне возможно. Однако в научной литературе мы не нашли ни одной работы, посвященной нематодам (а также тихоходкам и многим другим группам организмов), обитающим в человеческих жилищах. Эти создания, конечно, присутствуют, но даже число их видов неизвестно, не говоря уже об их потенциальном использовании.

[191] F. Sabbadin, G. R. Hemsworth, L. Ciano, B. Henrissat, P. Dupree, T. Tryfona, R. D. S. Marques, et al., «An Ancient Family of Lytic Polysaccharide Monooxygenases with Roles in Arthropod Development and Biomass Digestion», Nature Communications 9, no. 1 (2018): 756.

[192] T. D. Morgan, P. Baker, K. J. Kramer, H. H. Basibuyuk, and D. L. J. Quicke, «Metals in Mandibles of Stored Product Insects: Do Zinc and Manganese Enhance the Ability of Larvae to Infest Seeds?» Journal of Stored Products Research 39, no. 1 (2003): 65–75.

[193] Коби Шэл и Аяко Вада-Кацумата из Университета штата Северная Каролина объединили усилия для изучения щетинок, с помощью которых насекомые чистят свои усики. Выяснилось, что муравьи-плотники (Camponotus pennsylvanicus), домашние мухи и тараканы-прусаки чистят их, чтобы лучше чувствовать запах. С грязными усиками мир тускнеет. См.: K. Böröczky, A. Wada-Katsumata, D. Batchelor, M. Zhukovskaya, and C. Schal, «Insects Groom Their Antennae to Enhance Olfactory Acuity», Proceedings of the National Academy of Sciences 110, no. 9 (2013): 3615–3620.

[194] E. L. Zvereva, «Peculiarities of Competitive Interaction between Larvae of the House Fly Musca domestica and Microscopic Fungi», Zoologicheskii Zhurnal 65 (1986: 1517–1525. См. также: K. Lam, K. Thu, M. Tsang, M. Moore, and G. Gries, «Bacteria on Housefly Eggs, Musca domestica, Suppress Fungal Growth in Chicken Manure through Nutrient Depletion or Antifungal Metabolites», Naturwissenschaften 96 (2009): 1127–1132.

[195] D. A. Veal, Jane E. Trimble, and A. J. Beattie, «Antimicrobial Properties of Secretions from the Metapleural Glands of Myrmecia gulosa (the Australian Bull Ant)», Journal of Applied Microbiology 72, no. 3 (1992): 188–194.

[196] C. A. Penick, O. Halawani, B. Pearson, S. Mathews, M. M. Lуpez-Uribe, R. R. Dunn, and A. A. Smith, «External Immunity in Ant Societies: Sociality and Colony Size Do Not Predict Investment in Antimicrobials», Royal Society Open Science 5, no. 2 (2018): 171332.

[197] I. Stefanini, L. Dapporto, J.-L. Legras, A. Calabretta, M. Di Paola, C. De Filippo, R. Viola, et al. «Role of Social Wasps in Saccharomyces cerevisiae Ecology and Evolution», Proceedings of the National Academy of Sciences 109, no. 33 (2012): 13398–13403.

[198] Эта работа стала возможной благодаря умению Энни Мэдден отыскивать, опознавать и идентифицировать новые интересные виды дрожжей, а также пивоваренному искусству Джона Шеппарда. Больше об этом проекте можно узнать на веб-странице: www.pbs.org/newshour/bb/wing-wasp-scientists-discover-new-beer-making-yeast/

[199] A. Madden, M. J. Epps, T. Fukami, R. E. Irwin, J. Sheppard, D. M. Sorger, and R. R. Dunn, «The Ecology of Insect — Yeast Relationships and Its Relevance to Human Industry», Proceedings of the Royal Society B 285, no. 1875 (2018): 20172733.