Удивительное зарождение Земли. Путешествие по скрытым чудесам, которые дали жизнь нашей планете

Рядом с лабораторией Агарвала находится кабинет его научной руководительницы, Сюзанны Менден-Дойер, которая специализируется на экологии планктона и занимает должность профессора океанографии. В первый день моего визита она встретила меня на парковке: на ней были вельветовые бордовые брюки и серый кардиган, а ее светлые волосы были собраны в аккуратную косу. Она проводила меня в свой кабинет: он был украшен изображениями копепод, которые нарисовал Эрнст Геккель, картами заливов Пьюджет-Саунд – места, где она жила и работала, и парой суккулентов, листья которых, нанизанные на тонкие стебельки, рассыпались по столу подобно волосам Рапунцель.

Уже в детстве Менден-Дойер проявляла сильный интерес к живому миру. Она вспоминает: «Мои старшие сестры рассказывали, что я не могла съесть горошину, не открыв ее, потому что мне нужно было увидеть, что находится внутри». Изучая биологию в Боннском университете в Германии в 1990-х годах, она получила стипендию для посещения австралийского университета – Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, – где она получила возможность заниматься океанографией, которая всегда ее увлекала. В Сиднее она жила в нескольких минутах ходьбы от пляжа: там она часто занималась подводным плаванием и наблюдала за случайными скоплениями красочных морских слизней, относящихся к голожаберным моллюскам. Она устроилась на работу дайвером-исследователем, где в рамках эксперимента кормила диких морских ежей, и вступила в студенческий дайвинг-клуб, в котором познакомилась со своей будущей партнеркой, Татьяной Райнерсон. «Мы влюбились в дайвинг», – сказала мне Менден-Дойер. За один насыщенный солнечный год вся ее жизнь как будто бы слилась с морем.

Получив степени PhD по океанографии, девушки долго не могли найти преподавательские должности в одном университете или даже работу, которая устроила бы обеих. В конце концов они обе стали профессорами в Университете Род-Айленда, где они с тех пор и работают. Их офисы находятся всего лишь в нескольких кабинетах друг от друга.

В течение своей научной карьеры Менден-Дойер все больше интересовалась скрытыми связями между мельчайшими организмами и колоссальными явлениями – между колебанием единственной клетки и ритмом всей планеты. «Идея моего подхода в том, чтобы признать, что каждый вид планктонных организмов и любое, даже самое мелкое взаимодействие имеют значение», – объяснила Менден-Дойер в одной из наших бесед. Она продолжила: «Однако в конечном итоге важен крупный масштаб – это и движет моими исследованиями: как мы можем измерить эти мелкие процессы и связать их с общей картиной? Планета Земля – это единая система, и в ней все взаимосвязано. Планктон играет ключевую роль в перемещениях элементов по Земле. Он буквально представляет собой двигатель, который обеспечивает работу биогеохимических циклов. Именно планктон делает Землю пригодной для жизни миллиарды лет».

Мы часто слышим противоположные утверждения о планктоне. Помимо того, что его едят киты, один из самых известных фактов о планктоне состоит в том, что в больших количествах он может отравить море. Цветение планктона, известное также как цветение водорослей или красные приливы, не только окрашивает море в оранжевый, желтый, коричневый или розовый цвет. Иногда оно наполняет воду и воздух токсинами, от которых болеют и гибнут рыбы, моллюски, птицы, млекопитающие и даже человек. Когда чрезмерно размножившиеся микроводоросли начинают погибать, микробы, разлагающие их клетки, потребляют бо́льшую часть доступного на данной территории кислорода и тем самым душат других существ и создают так называемую мертвую зону. Однако в большинстве случаев умеренное цветение планктона не приводит к выработке токсинов. К тому же планктон не зацветает столь быстро, чтобы лишить другие организмы кислорода. Напротив, планктон становится желанной закуской. Как бы драматично это ни звучало, но неоднозначная роль планктона – как вредителя и как жертвы – говорит о его значимости лишь частично. Своим ростом и поведением, жизнью и смертью – всем своим присутствием – планктон регулирует химический состав морей и в конечном счете – всей планеты.

В 1930-х годах американский океанограф Альфред Редфилд заметил, что среднее соотношение азота и фосфора во взятых из глубинных слоев океана пробах воды совпадает со средним соотношением этих элементов в клетках фитопланктона: 16 к 1. Основываясь на десятилетиях исследований, Редфилд, выражаясь словами биоокеанографа Пола Фальковски, заявил, что планктон «не только является отражением химического состава глубинного океана, но и создает его». По мнению Редфилда, когда мертвый планктон опускается в морские глубины, бактерии разлагают его на химические составляющие и тем самым обогащают океанские глубины азотом и фосфором в одинаковых пропорциях. По его мнению, планктон также поддерживает соотношение этих элементов за счет постоянного преобразования азота в различные химические формы в рамках экологических петель обратной связи, подобных тем, которые организуют микробы на суше.