Авторы гипотезы замечают, что такие микроорганизмы сродни всепроникающим мидихлорианам из киносаги «Звездные войны». Кто такие мидихлорианы, вынесенные Панчиным и коллегами в заголовок статьи? «Без мидихлориан жизнь не могла бы существовать, и мы не обладали бы знанием Силы. Целостность общается с нами, передает нам волю Силы. Когда ты научишься усмирять свой ум, ты услышишь, что они говорят тебе», — наставляет джедай Куой-Гон Джинн Энакина Скайуокера. (Кстати, по мнению психиатров, Скайуокер страдает пограничным расстройством личности, вот и обращается Дартом Вейдером.) А ведь религиозные фанатики именно усмирением ума и занимаются, нередко страдая шизофренией, эпилептическими припадками и другими психическими расстройствами.
Столетие назад казалось, что все эти грибы и бактерии исключительно вредны, а иммунолог Илья Ильич Мечников, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине за 1908 год, работавший в Пастеровском институте в Париже, даже предлагал удалять людям прямую кишку, как источник болезней. И сейчас некоторые крупные микробиологи считают, что всех этих микробов нужно просто убить. Но вот тогда-то мы точно не выживем: некому станет переваривать пищу и снабжать организм необходимыми для работы мускулов, почек, сердца и мозга короткоцепочечными жирными кислотами; защищать нас от инфекций (по сути, вся иммунная система — это производное микробиоты); способствовать развитию кишечной выстилки и некоторых других тканей; приводить в порядок расшатанную нервную систему.
Треть необходимых организму молекул, которые с током крови разносятся по нашему телу, поставляет микро-биота. Без микроскопических существ мы и другие млекопитающие не сможем, видимо, и мыслить. Не исключено, что своим эволюционным успехом позвоночные, в отличие от беспозвоночных, обязаны именно разнообразному и обильному микробному. И чем он разнообразнее, тем больше и умнее мозг: в кишечнике свиньи и коровы обитают 350 видов бактерий, у человекообразных обезьян — 9 тысяч, у человека — 40 тысяч. Например, дети, рожденные естественным путем — через влагалище, получают от матери необходимые им лактобациллы, а извлеченные из утробы с помощью кесарева сечения, наоборот, приобретают в основном стафилококки и акинеты, причем в опасных для здоровья количествах, что нередко приводит к нарушениям в развитии центральной нервной системы.
Опыты на мышах и свиньях со стерильным кишечником показали, что такие животные обучаются гораздо хуже, а виной тому недостаток некоторых химических соединений, которые выделяются микробиотой и стимулируют нервную систему. И тогда спасает то, что медики называют «фекальными трансплантатами», — образцы чужих, но более здоровых микробиомов. В любом крепком коллективе — от семьи до бригады слесарей или членов крупной издательской корпорации — мы сближаемся благодаря тому, что наша личная микробиота становится все более общественной — через совместные трапезы, поцелуи, половые отношения (включая знаменитую сигарету на двоих после постельной сцены) или тим-билдинг. (Точно так же своими жидкими выделениями обмениваются общественные насекомые — пчелы, термиты — и оказываются менее подвержены нашествиям паразитов.) Даже паразитические черви порой спасают: заражая человеческий организм личинками круглых червей (Trichuris suis и Necator americanus), врачи излечивают некоторые случаи колитов (воспаление слизистой оболочки толстого кишечника) и рассеянного склероза.
У людей состав микробиоты, как показали исследования биомедика Тани Яцуненко и ее группы из Университета имени Вашингтона, меняется в зависимости от местной диеты, но только с возрастом: рождаются все — и жители набитого «макдоналдсами» Нью-Йорка, и обитатели амазонской сельвы, и малавийские селяне — со сходным набором микроорганизмов. Вот только у горожан, принимающих так называемую «западную диету» — излишне жирную и сладкую пищу, микробиота утрачивает разнообразие. Неприятности поджидают тогда, когда человек сам начинает вредить своему микрообиому (кесарево сечение, молочные смеси, диеты или изнурительный пост, алкоголь, дезодоранты, хлорированная вода и так далее), и тот, разумеется, отвечает «взаимностью».
Ситуация как в любом современном государстве: пока отношения между всеми равные, все развивается к лучшему, но, когда одна отдельно взятая ветвь власти или партия зарывается, мы имеем то, что имеем… Князь Кропоткин об этом тоньше и умнее выразился: «Когда учреждения Взаимопомощи… начинали… терять свой первоначальный характер, когда в них начинали появляться паразитные, чуждые им, наросты, вследствие чего сами эти учреждения становились помехой прогрессу, тогда возмущение личностей против этих учреждений принимало двоякий характер. Часть восставших стремилась к очищению этих учреждений от чуждых им элементов, или к выработке высших форм свободного общежития, основанных, опять-таки, на началах Взаимной Помощи… другая часть тех же личностей, восставших против закрепившегося строя, пыталась просто разрушить охранительные учреждения взаимной поддержки, с тем чтобы на место их поставить свой собственный произвол и таким образом увеличить свои собственные богатства и усилить свою собственную власть».
Не будем придаваться унынию: живем мы все вместе давно и по большей части счастливо. Ведь и счастливые браки, возможно, заключаются не на небесах, а в кишечнике…
Микробиолог Жиль Шарон и ее коллеги из Тель-Авивского университета обнаружили, что если группу фруктовых мушек — дрозофил — разделить на две части так, чтобы личинки одних из поколения в поколение питались смесью на основе патоки, а других — крахмалом, то через несколько поколений мушки, взращенные на патоке, будут искать себе партнеров преимущественно среди «однокашников». И так же станут поступать дрозофилы, вскормленные крахмалом. А все дело в микробиоте: у первых кишечник населен протеобактерией вольбахией (Wolbachia) и десятком других видов, а у мух «крахмальной» линии в нем осталось лишь по одному виду воль-бахии и лактобациллы. Две группы кишечных бактерий, каждая по-своему, влияют на состав феромонов (пахучих веществ), выделяемых на антеннах мух. А именно запах феромонов и привлекает возможных партнеров. (Кстати, и мы, выбирая спутника жизни, нередко обращаем внимание прежде всего на запах, на чем зиждется немалый успех парфюмерной промышленности.) Самым важным итогом этого опыта, однако, является, по сути, разделение прежнего вида на два новых, на что обратил внимание профессор Александр Владимирович Марков с биологического факультета МГУ, проводивший со своей группой сходные опыты: ведь мухи, обладающие разными кишечными мик-робиотами, практически перестают скрещиваться…
Значит, эволюционирует не вид как таковой, а целая совокупность видов, поселившаяся под одной оболочкой? Микробиолог Юджин Розенберг, возглавляющий ту самую группу, где работает Шарон, так и решил: единицей эволюции является не вид как совокупность популяций, а го-лобионт, то есть вид со всей присущей ему микробиотой, который вместе с ней обладает единым гологеномом. Так и живем мы сложной общественной жизнью с исключительно богатым внутренним миром и эволюционируем этакой многоступенчатой матрешкой, не будь которой никогда не появились бы на свете гигантские существа. Самые-самые…
Берег динозавров существует на самом деле. Если выйти к морю ранним утром, можно заметить скопления устричных раковин, завитки улиток, змеехвосток, застывших в нелепых позах. Прямо по ним разбегаются трехпалые следовые дорожки: следы поменьше — с нашу ладонь — оставили легкие охотники вроде компсогна-та (Compsognathus), а те, что в две ступни длиной, — крупные хищные тероподы, подобные аллозавру (Allosaurus). Мелкие разлапистые, с далеко отстоящими отпечатками пальцев «тройнички», вероятно, принадлежат птицеподобным манирапторам. К сглаженным вмятинам — без заостренных следов когтей — приложили лапу растительноядные игуанодоны, а к овальным — стегозавры. Огромные округлые «бассейны», куда сидя, как в курортном джакузи, помещаются трое взрослых людей (1,3 метра в поперечнике), продавили в пляжном песке завроподы. След оказался настолько глубоким, что на его бортике пропе-чатались крупные трехсантиметровые шестигранные чешуи гиганта.
Остается засесть где-нибудь повыше на обрыве (для безопасности) и подождать, пока они придут снова. Однако бояться некого: гиганты не вернутся ни днем, ни вечером, ни даже ночью…
Последний раз они выходили сюда, когда этот пляж был краем заболоченных лагун, заросших лесом из араукарий и гинкго с подлеском из беннеттитов, хвощей и папоротников, — 150 миллионов лет назад, в конце юрского периода. Сейчас — это южный берег Бискайского залива, протянувшийся от центра Астурии Хихона на западе до очень небольшого, но очень симпатичного городка — Рибадеселья на границе с Кантабрией, и по следам динозавров весело прыгают девушки в «монокини» (бикини включает два предмета одежды, а монокини — один), а в «ванны», вмятые завроподами, набивается по нескольку человек, чтобы провести фотосессию. Место юрской растительности заняли пришлые эвкалипты, а гинкго и араукарии можно увидеть лишь в парке Музея юрского периода Астурии, выстроенного в виде огромного трехпалого следа на горе над пляжем.
Конечно, одной массы динозавра для образования окаменевших следов недостаточно: нужно, чтобы «раствор», то есть жидкий ил, где вязли ящеры, быстро схватывался. В юрских условиях Астурии такими цементирующими ингредиентами выступали либо известковые частички — приносимые морем остатки мельчайших известьвыделяю-щих организмов, — или вулканический пепел. В зависимости от массы динозавра и степени отвердения илистой поверхности могли появиться просто отпечатки лап разной глубины и четкости или оплывшие ямки в подлежащем, более глубоком, слое осадка. В последнем случае вместо трехпалой ступни нередко пропечатывалась лишь ее осевая часть, напоминавшая след гигантского человека (фотографиями подобных находок любят иллюстрировать графоманские опусы всякого рода ниспровергатели «официальной» науки). Со временем застывшие вмятины от динозавровых лап засыпались следующим слоем осадка, который, застыв, мог оказаться более твердым, и теперь, после разрушения относительно мягкого вмещающего слоя, на пляже проступают цепочки трехпалых «грибов». Такие образования называются «слепками». Следы динозавров, хотя и позволяют определить своих хозяев лишь в общих чертах (завроподы, стегозавры и так далее), служат важным источником сведений об этих животных. Можно «проследить», как вели себя динозавры, кто жил стаями, а кто — парами или в одиночку, с какой скоростью они передвигались и сколько весили.
Расчеты массы завропод, сделанные по замерам следов, а также по обмерам наиболее полных скелетов и костей с последующим масштабированием — в последние годы с помощью SD-фотограмметрии на основе лазерного сканирования — показывают, что это были самые большие и тяжелые создания из всех, когда-либо ступавших по суше. Масса жираффатитана (Giraffatitan) оценивается в 30–75 тонн (длина — 26 метров), диплодока (Diplodocus) — 12–15 тонн (27 метров). А ведь были еще сейсмозавр (Seismosaurus, 100 тонн) и амфицелий (Amphicoelias, 150 тонн). Правда, их размеры рассчитывались по отдельным костям, что не так точно.
Даже при наименьших цифрах — 12–15 тонн — завроподы весят больше, чем самые крупные наземные млекопитающие — вымерший носорог индрикотерий {Indricotherium, 11 тонн, длина — 8,5 метра), африканский слон (7 тонн, 7,5 метра) и жираф (1,9 тонны, высота — 5,8 метра) и тем более современные пресмыкающиеся — гребнистый крокодил (1 тонна, длина — 7 метров) и сетчатый питон (0,15 тонны, 7 метров). Сравниться с ними может лишь синий кит — 190 тонн (33 метра). Но это морское млекопитающее, а в водной среде легче бороться с силой тяготения, и главное — с перегревом. Потому в прошлом среди морских хищников было гораздо больше животных предельных размеров (14–18 метров длиной): гигантские кальмары — среди моллюсков, акулы — среди хрящевых рыб; ихтиозавры, плезиозавры, плиозавры, мозозавры и крокодилы — среди рептилий, ну и вымерший базилозавр (.Basilosaurns) и синий кит — среди млекопитающих.
Из современных животных, живущих на суше, африканский слон имеет почти предельную массу, чтобы его внутренности не сварились. Именно поэтому он лишен волосяного покрова; ноги у него — длинные, чтобы увеличить поверхность испарения, подошвы — широкие, чтобы тепло оттекало в грунт; в верхней части черепа расположены обильные воздушные полости, предохраняющие мозг от теплового удара; а огромные уши пронизаны тончайшими протяженными капиллярами, где охлаждается кровь. Часто взмахивая ушами, слон ускоряет этот процесс, и остывшая кровь растекается по всему телу.
Одно время думали, что завроподы, будучи также самыми длинношеими (Supersaurus — 15 метров) и длиннохвостыми (диплодок— 17 метров) существами, вели водный или полуводный образ жизни. Даже если допустить, что они были холоднокровными животными, при таких массах перегрев был бы неизбежен, да и суставы бы веса махины не выдержали. Предполагалось поэтому, что они ходили по дну лагун и озер и опускали шею, как удочку, чтобы вытягивать со дна пучки водорослей, а хвост, словно плавник, помогал перемещаться (потому и отпечатки этого весомого органа никогда не встречаются). Редкие колышкоподобные зубы могли служить разве что для того, чтобы подцеплять мягкую растительность.
Однако наследили завроподы по большей части не под водой. В изотопном составе их костей нет и намека на водный образ жизни. Короткий, по сравнению с шеей и хвостом, и выгнутый дугой спинной отдел позвоночника, словно арка в архитектуре, служил для снятия нагрузки на всю конструкцию скелета, который поддерживался двумя сближенными парами конечностей (это как раз по следам видно), и облегчал работу спинной мускулатуры, стягивая связки. Мощные связки имели дополнительные крепления на далеко отходящих вверх невральных отростках позвонков и встречающихся только у динозавров шевроновых отростках. В свою очередь, суставные поверхности конечностей, чтобы смягчить давление массы, несли мощный слой хряща, и, следовательно, вся конструкция была пригодна для передвижения по суше. При такой мощной и одновременно изящной конструкции завроподы не только крепко стояли на земле, но могли даже совершать пробежки (что опять же видно по следовым дорожкам). Но что же спасало гигантов от перегрева?
Следы юрских завропод (диаметр 1,3метра); Греческий пляж, Астурия, Испания; 160–150 миллионов лет
То, что отличает их от прочих обитателей суши, — очень длинная шея и хвост. Эти органы создавали значительную дополнительную площадь для испарения влаги, то есть для охлаждения: у жираффатитана площадь поверхности шеи достигала 21,5 квадратных метра, хвоста— 16,5, у диплодока — 10 и 19 соответственно. Конечно, такой шеей, как слоновьими ушами, не помашешь, но пока кровь протекает по длиннющей сонной артерии, она тоже охлаждается, особенно если вытянуть шею по ветру. Потому у самых крупных завропод, таких, как жираффа-титан и диплодок, шеи и хвосты не просто длиннее, чем у ближайших «мелких» родственников — 15-метрового камаразавра (Camarasaurus) и 12-метрового дикреозавра (Dicraeosaurus), но и сравнительно длиннее, то есть увеличение размеров завропод происходило в первую очередь за счет удлинения шеи (в роду жираффатитана) или хвоста (в роду диплодока). «Растягивание» этих частей тела и в ходе эволюции, и в индивидуальном развитии происходило путем удлинения позвонков (до 3,4 метра!) и/или их добавления (до 19 у Mamenchisaurus). Кроме того, по крайней мере у диплодоков вдоль хребта торчали шипы до 40 сантиметров высотой, которые создавали 8 квадратных метров дополнительной площади: еще один сток для тепла. Хвост уравновешивал шею, потому тоже был длинен и держался на весу. Малограмотные фальсификаторы сенсационных южноамериканских артефактов, известных как камни Ики, где динозавры изображены в окружении людей, об этом не догадывались, поскольку срисовывали ящеров со старых реконструкций, причем с североамериканских, а динозавры двух Америк мало похожи.
По мнению палеонтолога Мартина Зандера из Боннского университета, можно сказать, что вся эволюция завропод тянулась вслед за шеей. А куда тянулась шея? Конечно, за зеленью. Несмотря на простоту, зубной аппарат этих ящеров был достаточно разнообразен (не только гладкие «колышки», но и зазубренные «клинышки», замещавшиеся новыми каждые 35–60 дней у разных видов): одни могли счищать, как грабилкой, иголки с веток араукарий, другие — срезать метелки хвощей, третьи — обрывать листья гинкго и папоротников. И все это не сходя с места. Зачем двигаться, если шея позволяет дотянуться куда угодно? А если меньше двигаться, то и энергии тратится меньше: до 80 процентов, как показали расчеты на длинно- и короткошеих моделях жираффатитана. Правда, лебединой грациозностью завроподы не обладали: шеи у них не выгибались (сочленение позвонков было жестким), а перемещались как единая конструкция, наподобие стрелы башенного крана (или шеи жирафа).