Запутанная жизнь. Как грибы меняют мир, наше сознание и наше будущее: читать начало книги онлайн

Мицелий

Гифы составляют мицелий, но из них состоят и более плотные структуры. Плодовые тела грибов возникают из спрессованных гифовых нитей. Плодовые тела в свою очередь способны и на другие подвиги, помимо разбрасывания спор. Некоторые, такие как трюфели, испускают дивные ароматы, что превратило их в одни из самых дорогих пищевых продуктов в мире. Другие, такие как навозник белый (Coprinus comatus; копринус хохлатый), способны пробиться сквозь асфальт и приподнять тяжелые тротуарные плиты, хотя сами не отличаются жесткостью. Срезанный навозник белый можно поджарить и съесть. Если же вы оставите его в банке, его ослепительно-белая мякоть за несколько дней растворится, превратившись в черные как смоль чернила (иллюстрации к этой книге нарисованы чернилами из навозника белого).

Навозник белый, Coprinus comatus, нарисованный чернилами из навозника белого

Метаболическая изобретательность позволяет грибам вступать в разнообразные взаимоотношения. И корнями, и стеблями, и побегами растения во все время своего существования были тесно связаны с грибами, которые защищали их и снабжали питательными веществами[4]. Животные также зависят от грибов. Представители фауны, которые образуют одно из самых многочисленных и сложных сообществ после человеческих, это муравьи-листорезы. Численность их колоний может превышать 8 миллионов, и все особи населяют подземные гнезда, диаметр которых зачастую больше 30 метров. Жизнь муравьев-листорезов вращается вокруг гриба, который они выращивают в своих подземных пещерах и «кормят» кусочками листьев.

Существование человеческих сообществ переплетено с грибами не меньше. Грибковые болезни обходятся в миллиарды долларов убытков – пирикуляриоз риса (рисовая гниль) ежегодно губит столько риса, сколько было бы нужно, чтобы накормить более 60 миллионов человек. Древесные грибковые заболевания, от голландской болезни вязов до каштановой гнили (эндотиевого рака коры каштана съедобного), покоряют леса и ландшафты. Римляне молились богу Робигу, защищавшему всходы от грибка, который вызывает болезнь милдью, или ложномучнистую росу; однако они так и не смогли предотвратить голодные неурожайные годы, которые способствовали упадку Римской империи.

Влияние грибковых болезней увеличивается по всему миру: нерациональное ведение сельского хозяйства снижает способность растений образовывать связи с полезными грибами, от которых они зависят. Широкое использование противогрибковых химикатов привело к появлению новых грибковых форм, угрожающих здоровью как людей, так и растений. За последние 50 лет по миру распространилась благодаря торговле самая смертоносная среди известных болезнь – грибок, инфицирующий земноводных. Из-за этой болезни вымерли уже 90 видов рептилий, и она грозит стереть с лица земли еще сотню. Сорт бананов «Кавендиш» (99 % импортных плодов именно этого сорта) сейчас уничтожается грибковой болезнью, уже в десятки раз сократившей его урожаи. Она, возможно, приведет к его полному исчезновению в ближайшие десятилетия.

Однако подобно муравьям-листорезам люди научились использовать грибы для решения ряда насущных проблем. В действительности мы, вероятно, используем подсказанные грибами ходы значительно дольше, чем носим имя человека разумного. В 2017 году исследователи восстановили рацион неандертальцев, двоюродных братьев современного человека, вымерших примерно 50 тысяч лет тому назад. Они обнаружили, что один из них, страдавший дентальным абсцессом, употреблял с пищей плесневый грибок, производящий пенициллин, что указывает на осведомленность о его антибиотических свойствах. Существуют и другие, не такие древние примеры, включая «ледяного человека», прозванного Этци. Его хорошо сохранившиеся останки, датированные примерно 5000 лет и относящиеся таким образом в эпохе неолита, были найдены в леднике. В день своей смерти Этци нес мешок, набитый кусками трутовика настоящего (Fomes fomentarius), вероятнее всего для разведения огня, и тщательно приготовленными кусочками березового трутовика (Fomitopsis betulina), которые наверняка собирался использовать в качестве лекарства. Коренное население Австралии обрабатывало раны плесневыми грибами, собранными с теневой стороны стволов эвкалиптов. В Талмуде рассказывается о лекарственном средстве на основе плесени, известном как «чамка», которое изготавливали из заплесневевшего зерна, вымоченного в финиковом вине.

Древнеегипетские папирусы, датируемые 1500 годом до н. э., упоминают лечебные свойства плесени, а в 1640 году королевский ботаник-травник, лондонец Джон Паркинсон описал использование плесени для лечения ран. Но только в 1928 году Александр Флеминг обнаружил, что некая плесень вырабатывает антибактериальное химическое вещество – пенициллин. Пенициллин стал первым современным антибиотиком и успел спасти бесчисленное количество жизней. Открытие Флеминга стало одним из поворотных пунктов в истории современной медицины. Возможно, оно помогло изменить соотношение сил во Второй мировой войне.

Оказалось, что пенициллин – соединение, способное защитить грибы от бактериальной инфекции, – защищает также и людей. В этом нет ничего необычного: хотя грибы очень долго смешивали с растениями, они в действительности ближе к животным – образчик классификационной ошибки, которую исследователи регулярно допускают при попытках разобраться в жизни грибов. На молекулярном уровне люди и грибы достаточно схожи, чтобы испытывать благотворное влияние одних и тех же биохимических инноваций. Когда мы используем лекарства, созданные грибами, мы очень часто заимствуем решение, подсказанное ими, и применяем его к своему организму. Грибы широко применяются в фармацевтике, и сегодня мы используем их для получения не только пенициллина, но и других химических веществ, таких как циклоспорин (иммуноподавляющее лекарство, которое делает возможной пересадку органов), понижающие содержание холестерина в крови статины, множество сильнодействующих противовирусных и противораковых средств (включая стоящее миллиарды долларов лекарство «Таксол» (Taxol), первоначально представлявшее собой экстракт из грибов, обитающих внутри тисовых деревьев). И я не говорю уже об алкоголе (получаемом благодаря брожению, вызванному дрожжевыми грибами) и псилоцибине (активном компоненте психоделиков, которые, как продемонстрировали клинические испытания, способны вывести из глубокой депрессии и избавить от тревожности). 60 % ферментов, используемых в промышленности, генерируются грибами, и 15 % всех вакцин производятся модифицированными штаммами дрожжей. Лимонная кислота, вырабатываемая грибами, необходима в производстве всех шипучих напитков. Мировой рынок съедобных грибов процветает: прогнозируется его рост с 42 миллиардов долларов в 2018 году до 69 миллиардов долларов в 2024 году. Продажи лекарственных грибов увеличиваются ежегодно.

Решения, которые подсказывают нам грибы, применимы не только в области человеческого здоровья. Радикальные грибные технологии могут помочь нам справиться со многими проблемами, возникающими из-за постоянных разрушительных воздействий на окружающую среду.

Противовирусные соединения, производимые грибным мицелием, позволяют бороться с синдромом разрушения пчелиных семей. Прожорливость грибов может быть использована для переработки и разложения вредных загрязняющих веществ, таких как сырая нефть, оставшаяся после разлива. Этот процесс известен как микоремедиация, или миковосстановление. Во время микофильтрации загрязненная вода пропускается через маты мицелия, которые задерживают тяжелые металлы и разлагают токсины. В процессе так называемого микопроизводства строительные материалы и текстиль, заменяющие пластики и кожу во многих областях человеческой деятельности, выращивают из мицелия. Грибные меланины – пигменты, производимые грибами, – не подвержены влиянию радиации, и это многообещающий новый источник устойчивых к радиации биоматериалов.

Человеческие сообщества всегда учитывали поразительные виды грибного метаболизма. Перечисление пунктов длинного списка химических достижений грибов заняло бы не один месяц. И все же, невзирая на их потенциал, вопреки центральной роли, которую грибы сыграли во многих древних увлечениях человечества, им всегда уделяли лишь малую толику того внимания, которое отводили животным и растениям. По самым точным подсчетам, в мире существует от 2,2 до 3,8 миллиона видов грибов, то есть в 6–10 раз больше, чем предполагаемых видов растений. А это значит, что изучено и описано всего лишь 6 % всех видов грибов. Мы только начинаем познавать сложность и хитросплетения грибной жизни.

Сколько я себя помню, меня всегда зачаровывали грибы и те трансформации, которые случались благодаря им. Цельное бревно становится почвой, кусок сырого теста поднимается и превращается в хлеб, гриб вырастает за ночь. Но как? Подростком я справлялся со своей озадаченностью, находя способы как-то «связать» себя с грибами. Я собирал грибы и выращивал их у себя в спальне. Позднее я варил алкоголь в надежде узнать побольше о дрожжевых грибках и их воздействии на меня. Я восторгался тем, как мед превращается в медовуху, а фруктовый сок – в вино, и удивлялся тому, как результат этих трансформаций изменял ощущения – мои собственные и моих друзей.

К тому времени, как я начал изучать грибы систематически – стал студентом отделения прикладной ботаники в Кембридже (отделения прикладной микологии там не существует), – меня заинтересовал симбиоз, тесная взаимосвязь, возникающая между неродственными организмами. История жизни оказалась наполненной разными видами тесного сотрудничества.

Как я выяснил, грибы обеспечивают многие растения минеральными веществами, такими как фосфор и азот, а взамен получают углеводы и липиды, производимые растениями в процессе фотосинтеза, когда те поглощают солнечный свет и углекислый газ из воздуха. Благодаря взаимоотношениям растений и грибов возникла биосфера, которую мы наблюдаем и ощущаем сейчас. Эти взаимоотношения и ныне поддерживают все живое на Земле, а мы, кажется, почти не разобрались в них. Как возникли эти взаимоотношения? Как растения и грибы общаются между собой? Как бы мне узнать побольше о жизни этих организмов?

Я решил продолжить занятия наукой в докторантуре, чтобы ближе рассмотреть микоризные взаимосвязи в тропических лесах Панамы. Вскоре после этого я перебрался в полевой лагерь на острове. Исследования проводились под эгидой Смитсоновского института тропических исследований. И мой остров, и окрестные полуострова, полностью покрытые лесом, были частью заповедника. Единственным расчищенным от зарослей местом была поляна, где находились общежития, столовая и лаборатории. Там же расположились теплицы для выращивания растений; сушильные шкафы, заполненные мешками с опавшими листьями; комната, уставленная микроскопами; морозильная камера, набитая образцами – бутылками с древесным соком, мертвыми летучими мышами, пробирками с клещами, вытащенными из спин удавов и щетинистых крыс. На доске объявлений предлагалось денежное вознаграждение за доставку свежего помета оцелотов из леса.

Джунгли кишели живностью. Там обитали ленивцы, пумы, змеи и крокодилы; маленькие американские ящерицы-василиски могли бегать по поверхности воды и не тонуть. Всего на нескольких гектарах произрастало столько же видов лесных растений, как во всей Европе. Многообразие флоры и фауны отражалось в богатом разнообразии специальностей полевых исследователей-биологов, приехавших изучать его. Некоторые из них забирались на деревья и наблюдали за муравьями. Другие каждый день уходили на заре отслеживать передвижения обезьян. Третьи следили за молниями, которые ударяли в деревья во время тропических гроз. Четвертые коротали дни, вися на подъемнике и замеряя уровень озона в сводах деревьев. Пятые подогревали почву, чтобы определить, как бактерии будут реагировать на глобальное потепление. Шестые изучали то, как жуки ориентируются по звездам. Шмели, орхидеи, бабочки – казалось, в лесу не осталось ни одного вида, за которым кто-нибудь не наблюдал бы.

Меня поражали изобретательность и чувство юмора этого исследовательского сообщества. Лабораторные исследователи-биологи проводят большую часть своей жизни, держа под контролем ту частичку живой природы, которую они изучают. Их собственная человеческая жизнь проходит за пределами сосудов, в которых находится исследуемый ими материал. Полевым исследователям редко удается добиться такого уровня контроля. Мир – лабораторный сосуд, и они находятся внутри его. Соотношение сил другое. Грозовые ливни смывают флажки, которыми они отмечают объекты своих экспериментов. Деревья падают на их делянки. Ленивцы умирают там, где они собирались измерять содержание питательных веществ в почве. Их кусают муравьи-пули, когда они продираются сквозь заросли. Лес и его обитатели рассеивают любые иллюзии о том, что ученые чем-либо управляют. Очень быстро наступают отрезвление и смирение.

Взаимоотношения растений и микоризных грибов – это ключ к пониманию того, как устроены экосистемы. Мне хотелось побольше узнать о том, как питательные вещества проходят через грибные системы, но у меня голова шла кругом, когда я представлял себе, что творится под землей. Растения и микоризные грибы неразборчивы в связях: внутри корней одного растения может обитать множество грибов, а к единственной грибной системе могут присоединяться многочисленные растения. Таким образом растения могут обмениваться разнообразными веществами, от питательных веществ до сигнальных соединений, при помощи грибных связей. Проще говоря, грибы объединяют растения в социальную сеть. Именно это и подразумевается под словосочетанием «вселесная паутина». Тропические леса, где я работал, были местом обитания сотен видов растений и грибов. Эти «вселесные паутины» невообразимо сложны, их значение огромно и все еще не до конца осознано. Представьте себе озадаченность внеземного антрополога, который обнаруживает – по прошествии десятилетий изучения современного человечества, – что у нас есть нечто, известное как интернет. Для современных экологов «вселесная паутина» – что-то подобное.

Пытаясь обнаружить и исследовать системы микоризных грибов, которые пронизывали землю, я собирал тысячи образцов почвы и срезов древесных корней, измельчал их до состояния пасты, чтобы извлечь липиды – и ДНК. Я выращивал сотни растений в горшках вместе с разными колониями микоризных грибов и измерял, насколько большими вырастали у них листья. Я толстым слоем рассыпал черный молотый перец вокруг теплиц, чтобы помешать кошкам прокрасться внутрь и занести посторонние грибные колонии. Я вводил в растения химические маркеры и отслеживал их прохождение через корни в почву, чтобы можно было понять, сколько досталось их грибным соратникам.

И снова измельчение до состояния пасты. Я тарахтел вокруг заросших лесом полуостровов в маленькой моторной лодке, которая часто ломалась; взбирался на вершины водопадов, разыскивая редкие растения; брел, с трудом передвигая ноги, по грязным тропинкам, проходя мили с заплечным мешком, наполненным пропитанной водой почвой; загонял грузовики в наносы густого красного джунглевого грунта.

Из многочисленных организмов, живших в тропических лесах, меня больше всего притягивал один вид – маленький цветок, росший прямо из земли. Высотой эти растения были с кофейную чашечку, стебельки были хилые, тоненькие, белесые, с одним ярко-синим цветком, балансирующим на верхушке. Это были представители войрий[5] (Voyria) – «растения-призраки»[6] из семейства горечавковых, произрастающие в джунглях и уже давно утратившие способность к фотосинтезу. Потеряв эту способность, вид остался без хлорофилла – зеленого пигмента, без которого невозможен фотосинтез. Войрии поставили меня в тупик. Фотосинтез – это один из процессов, который делает растение растением. Как могли эти растения выжить без него?

Я заподозрил, что отношения войрий с их грибами-партнерами были необычными, и задался вопросом, не смогут ли эти цветы рассказать мне что-нибудь о том, что происходит под поверхностью почвы. Много недель я разыскивал их в джунглях. Некоторые цветы росли на открытых пространствах в лесу, и заметить их было легко. Другие прятались, заслоненные извилистыми корнями деревьев. На участках размером с четверть футбольного поля могли находиться сотни цветов, и мне приходилось их пересчитывать. Лес редко оказывался незаросшим и ровным, поэтому передвигаться приходилось нагибаясь и карабкаясь. На самом деле просто ходить по нему почти никогда не удавалось. Каждый вечер я возвращался в наш полевой лагерь грязным и вымотанным. За ужином мои голландские друзья-экологи подшучивали над моими милыми цветочками и их хрупкими стебельками. Они изучали, как тропический лес накапливает углерод. Пока я бродил, волоча ноги, по лесам и, прищуриваясь, вглядывался в почву, пытаясь отыскать крохотные цветы, они измеряли деревья в обхвате. Для углеродного баланса леса войрии были совершенно несущественны. Мои голландские друзья дразнили меня, говоря, что я занят своей маленькой экологией и что у меня утонченные увлечения. Я отвечал им, подтрунивая над их брутальной экологией и мужественностью. На следующее утро, на заре я снова пускался в дорогу, пристально вглядываясь в землю под ногами в надежде, что эти удивительные растения помогут мне найти путь в этот скрытый, наполненный богатствами подземный мир.

Где бы я ни был – в лесах, лабораториях или на кухне, – грибы меняли мое представление о том, как устроена жизнь. Эти организмы ставят под сомнение привычные для нас категории, и когда думаешь о них, мир выглядит по-другому. Именно все нараставшее восхищение их способностью и подвигло меня на написание этой книги. Я попытался научиться радоваться двойственности и туманности, неизбежно возникающим, когда имеешь дело с грибами. Однако чувствовать себя комфортно в пространстве, в котором повисло столько научных вопросов, не всегда просто. Так недалеко и до агорафобии. Очень хочется спрятаться в маленьком чемодане с быстрыми готовыми ответами. Я сделал все возможное, чтобы удержаться от этого соблазна.

Один мой друг, философ и иллюзионист Дэвид Абрам, работал раньше штатным фокусником в прославленном песней Арло Гатри ресторане «У Алисы»[7] в штате Массачусетс. Каждый вечер он обходил столики; монетки исчезали из его пальцев и снова появлялись там, где совершенно не должны были очутиться; снова пропадали, делились на две, растворялись в воздухе. Однажды двое посетителей вернулись в ресторан вскоре после того, как вышли из него, и отозвали Дэвида в сторону. Выглядели они очень встревоженными. «Когда мы вышли за дверь, – объяснили они, – небо показалось нам на удивление голубым, а облака – большими и яркими. Ты что, подсыпал нам что-то в напитки?» Шли недели, и такие случаи продолжали повторяться: посетители возвращались и говорили, что шум транспорта казался громче, чем прежде, огни светофора горели ярче, орнамент из плитки на тротуаре казался более увлекательным, а дождь – более освежающим. Иллюзия, созданная фокусами, меняла их восприятие мира.

Дэвид объяснил мне, почему, как он считал, это происходило. Наше восприятие действительности по большей части опирается на то, чего мы ожидаем. Требуется меньше когнитивных усилий для познания мира, если используются готовые образы, чуть подправленные свежей информацией, полученной от органов чувств. Намного сложнее создавать совершенно новые представления об окружающем мире с нуля. Именно благодаря «слепым пятнам», возникающим из-за нашей предвзятости, фокусники и создают свои иллюзии. Фокусы с монетами истирают, истончают наши ожидания и заставляют нас ослабить хватку – мы уже не так уверены, как именно взаимодействуют руки и монеты. И в конце концов мы перестаем чего-либо ожидать от мира в целом. Выйдя из ресторана, посетители увидели другое небо, потому что они восприняли его таким, каким оно было, а не таким, каким они ожидали его увидеть.

Если выманить нас из мира ожиданий, мы начинаем опираться на наши чувства. Что по-настоящему поражает, так это огромная разница между тем, что мы предполагаем увидеть, и тем, что видим, когда действительно смотрим.

Грибы также заставляют нас отказаться от готовых, предвзятых представлений о мире. Их жизнь и поведение потрясающи. Чем больше я занимаюсь грибами, тем меньшее влияние на меня имеют устоявшиеся взгляды и тем более сомнительными начинают казаться знакомые понятия. Две быстро развивающиеся области в биологических изысканиях не только помогли мне преодолеть это состояние удивления и растерянности, но и обеспечили меня схемами, которые направили в нужную сторону мои исследования мира грибов.

Во-первых, мы весьма продвинулись в понимании многочисленных сложных типов поведения, которые сложились в процессе эволюции у организмов, не обладающих мозгом и не входящих в цартво животных. Самый лучший пример – слизевики, такие как физарум многоголовый, Physarum polycephalum (хотя он является плазмодием, а не грибом, как настоящая плесень). Как мы увидим, слизевики не обладают монополией на решение проблем без применения мозгов, но их легко изучать, и они стали показательными организмами, открывшими новые направления в исследованиях. Физарум многоголовый создает «разведывательные» сети, состоящие из похожих на щупальца отростков. Он не имеет центральной нервной системы и ничего, что напоминало бы ее. И все же они умеют «принимать решения», сравнивая различные возможности, и находят кратчайший путь между двумя точками в лабиринте. Японские ученые выпустили слизевиков в чашки Петри, имитирующие территорию Большого Токио. Овсяными хлопьями были отмечены главные городские развязки, а яркие огни представляли преграды – слизевики не любят свет. Через день слизевики нашли самый оптимальный путь между хлопьями, сформировав сеть, практически идентичную существующей сети железных дорог Токио. В похожих экспериментах слизевики воссоздавали сеть автотрасс США и древнеримских дорог в Центральной Европе. Энтузиаст – исследователь слизевиков рассказал мне о еще одном эксперименте. Он часто терялся в магазинах IKEA и долго не мог найти выход оттуда. И вот он решил поставить перед своими слизевиками такую же задачу: построил лабиринт, походящий на поэтажный план местного мебельного магазина. И действительно, без помощи персонала и указателей его слизевики вскоре нашли кратчайший путь к выходу. «Видите, – смеясь, говорил он, – они умнее меня».

[4] Речь может идти о минеральных веществах. – Прим. науч. ред.

[5] Русскоязычный термин не устоялся. – Прим. изд.

[6] Ghost plant, как это растение именуют в западной профессиональной литературе. – Прим. изд.

[7] Речь о блюзовой композиции Alice’s Restaurant Massacree. – Прим. изд.