Не один дома. Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков - читать бесплатно онлайн полную версию книги автора Роб Данн (ч. notes)

Сноски

1

N. E. Klepeis, W. C. Nelson, W. R. Ott, J. P. Robinson, A. M. Tsang, P. Switzer, J. V. Behar, S. C. Hern, and W. H. Engelmann, "The National Human Activity Pattern Survey (NHAPS): A Resource for Assessing Exposure to Environmental Pollutants," Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology 11, no. 3 (2001): 231. Или вот, например, данные по Канаде: C. J. Matz, D. M. Stieb, K. Davis, M. Egyed, A. Rose, B. Chou, and O. Brion, "Effects of Age, Season, Gender and Urban-Rural Status on Time-Activity: Canadian Human Activity Pattern Survey 2 (CHAPS 2)," International Journal of Environmental Research and Public Health 11, no. 2 (2014): 2108–2124.

2

Из стихотворения Дж. Свифта «О поэзии: рапсодия» (1733) в переводе С. Я. Маршака. – Прим. пер.

3

Лесли Робертсон, микробиолог и историк, с помощью микроскопов, идентичных по конструкции микроскопу Левенгука, смог увидеть многие виды организмов, которые, возможно, видел и Левенгук. Среди них были диатомовые водоросли, инфузории Vorticella, синезеленые водоросли, а также разнообразные бактерии. Чтобы добиться этого, понадобилось приложить немалые старания, волю и настойчивость, испытывая, подобно Левенгуку, разнообразные варианты освещения и подготовки препаратов. См.: L. A. Robertson, "Historical Microbiology: Is It Relevant in the 21st Century?" FEMS Microbiology Letters 362, no. 9 (2015): fnv057.

4

В те времена, когда Левенгук проводил свои микроскопические исследования, основной доход ему приносила скромная должность городского чиновника. Это занятие оставляло Левенгуку много свободного времени, что позволяло ему удовлетворять свою страсть к познанию.

5

Левенгук мог применять подобные лупы, называемые счетчиками числа нитей на единицу длины тканей, чтобы определять качество льна, шерсти и текстиля. См. L.: Robertson, J. Backer, C. Biemans, J. van Doorn, K. Krab, W. Reijnders, H. Smit, and P. Willemsen, Antoni van Leeuwenhoek: Master of the Minuscule (Boston: Brill, 2016).

6

Эта книга, содержащая различные диковины, большие и малые, сегодня бесплатно доступна по ссылке https://www.biodiversitylibrary.org/page/786331#page/2/mode/1up

7

Сэмюэль Пипс называл эту книгу «самым остроумным сочинением, какое когда-либо читал». См.: R. Hooke, Micrographia: Or Some Physiological Descriptions of Minute Bodies Made by Magnifying Glasses with Questions and Inquiries Thereupon (J. Martin and J. Allestrym, 1665).

8

В те времена считалось, что блохи не способны размножаться половым путем; полагали, что эти насекомые самозарождаются из смеси мочи, пыли и собственных испражнений. Левенгук зафиксировал спаривание блох (мелкий самец висел под брюшком более крупной самки). Он обнаружил у самца блохи пенис и сперматозоиды (всего за свою научную жизнь он описал сперматозоиды более чем 30 видов животных, включая собственные), а также нашел яйца, отложенные самкой. Левенгук зарисовал личинок в момент вылупления, и затем наблюдал их метаморфозу. По его оценке, весь цикл спаривания, оплодотворения, откладки яиц и развития может проходить семь-восемь раз в год. Он все время поднимал планку, не задумываясь о том, замечает ли хоть кто-нибудь его усилия. Куда бы Левенгук ни шел, он всюду носил в своей сумке блошиные яйца, как ребенок таскает с собой ручную лягушку. См.: Robertson et al., Antoni van Leeuwenhoek.

9

Королевское общество (The Royal Society) – одно из старейших научных обществ мира, английский аналог академии наук. Основано в Лондоне в 1660 г. – Прим. науч. ред.

10

Сопроводительное письмо де Граафа можно полностью прочитать здесь: M. Leeuwenhoek, "A Specimen of Some Observations Made by Microscope, Contrived by M. Leeuwenhoek in Holland, Lately Communicated by Dr. Regnerus de Graaf," Philosophical Transactions of the Royal Society 8 (1673): 6037–6038.

11

Левенгук жил в замечательное время. Естествознание только-только начало переход от абстрактных рассуждений и комментирования древних текстов к оригинальным наблюдениям за природой. Вслед за французским философом Рене Декартом это новое поколение ученых верило, что именно наблюдение является самым эффективным способом познания истины.

12

A. R. Hall, "The Leeuwenhoek Lecture, 1988, Antoni Van Leeuwenhoek 1632–1723," Notes and Records the Royal Society Journal of the History of Science, 43, no. 2 (1989): 249–273.

13

Вакуоли – это замечательные устройства для хранения, используемые в клетках растений, животных, протистов, грибов и даже бактерий. В них могут храниться не только питательные вещества, но и отходы жизнедеятельности. Внутри вакуолей поддерживаются условия, отличные от тех, что в остальной части клетки. Можно сравнить их с глиняными сосудами и тростниковыми корзинами первобытных людей; вакуоли – это многоцелевые контейнеры, используемые разными видами, в разных обстоятельствах и для разных нужд.

14

Дельфт, город, в котором жил Левенгук, был центром не науки, а живописи. Дельфтские художники тоже изучали домашние интерьеры и ландшафты, но для того, чтобы запечатлеть их на своих картинах. Они изображали жилища, которые мог обследовать Левенгук. Множество дворовых сцен можно видеть на полотнах Питера де Хоха; кисти Карела Фабрициуса принадлежит не только знаменитый «Щегол», но и городские пейзажи Дельфта. Кроме них, там работал Иоганн (или Ян) Вермеер. Он раз за разом писал одни и те же комнаты с группами людей, застывшими словно на каком-то натюрморте.

15

На земельном участке, где некогда стоял дом Левенгука, никогда не проводились раскопки. Теоретически можно ожидать найти там потерянные микроскопы, препараты и еще множество разных вещей. Теперь на этом месте расположена модная кофейня. Мы с Лесли Робертсоном пытались убедить ее владельцев позволить нам просверлить их новенький пол, чтобы найти какие-нибудь оставшиеся от Левенгука предметы. Нам было отказано, поэтому я провел несколько следующих дней, глядя через окна кофейни на задний двор, где Левенгук когда-то провел очень-очень много времени.

16

В советской и российской литературе первооткрывателем вирусов обычно называется Д. И. Ивановский. Вот как характеризуют его вклад американские вирусологи: «В 1892 г. Ивановский сообщил о возможности передачи мозаичной болезни табака соком, профильтрованным через бактериальные фильтры. Его сообщение осталось незамеченным, даже сам автор полностью не осознал значения своего открытия» (Лурия С., Дарнелл Дж. 1970. Общая вирусология. М.: Мир. С. 15). Патогены, настолько мелкие, что проходят через фильтры, предназначенные для улавливания бактериальных клеток, были позднее названы вирусами. Это сделал в 1898 г. голландский ученый М. Бейеринк, работавший в Дельфте, который предположил, что возбудитель относится к ранее неизвестной группе патогенов. Сам Ивановский полагал, что мозаичная болезнь может вызываться токсинами, выделяемыми бактериями. – Прим. науч. ред.

17

Этот фильм – «Пятое царство: как грибы сотворили наш мир» (The Fifth Kingdom: How Fungi Made the World) – рассказывает об эволюционной истории грибов и ее последствиях. Я стоял возле горячего источника и рассказывал об эволюции грибов на фоне одинаковых по размерам вулканов и микробов.

18

Вполне допускаю, что ученые тоже могут вести себя ужасно! Впрочем, я думаю, что все произошло из-за того, что съемочная группа была совершенно поглощена поисками эффектного гейзера, и никому не пришло в голову посчитать перед отъездом, все ли люди на месте.

19

Слово «гейзер» на исландском языке означает «горячий источник». Увлекательную автобиографию Брока можно прочитать в статье T. D. Brock, "The Road to Yellowstone – and Beyond," Annual Review of Microbiology 49 (1995): 1–28.

20

Археи, как и бактерии, возникли несколько миллиардов лет назад. Как и бактерии, археи – это одноклеточные организмы. И, подобно бактериям, в их клетке нет ядра. Впрочем, на этом сходство заканчивается. Клетки архей отличаются от бактериальных больше, чем наши клетки от клеток растений. Их открыли в самом начале ХХ в. Есть много видов архей, но чаще всего (хотя и необязательно) они встречаются в экстремальных местообитаниях. Они никогда не паразитируют на человеке и сравнительно медленно размножаются. Археям свойственно удивительное разнообразие метаболических способностей. Я люблю бактерии, нахожу их бесконечно удивительными и интересными. Но археи еще лучше; эти организмы, столь же древние, как сама жизнь, никогда не приносят вреда и отвечают за протекание важнейших экологических процессов. Они до сих пор плохо изучены, хотя, как мы недавно выяснили, их можно встретить в повседневной жизни, например в человеческом пупке. Левенгук не заметил их, что доказывает, что мы превзошли его в центропупизме. J. Hulcr, A. M. Latimer, J. B. Henley, N. R. Rountree, N. Fierer, A. Lucky, M. D. Lowman, and R. R. Dunn, "A Jungle in There: Bacteria in Belly Buttons Are Highly Diverse, but Predictable," PloS One 7, no. 11 (2012): e47712.

21

Хемолитотрофы, поедатели химических веществ, – это организмы, получающие энергию путем окисления неорганических соединений.

22

Каждый вид, от бактерии до обезьяны, носит имя, состоящее из родового и видового названия. Род – это группа высшего порядка, к которой принадлежит данный вид. Мы, люди, относимся к виду sapiens (знающий, разумный) рода Homo (человек). Мы – Homo sapiens. Часто нелегко понять, где проходит граница между двумя видами; границы рода могут быть еще более размыты. В теории часто утверждается, что биологи должны выделять роды единообразно, так, чтобы, скажем, род бактерий имел приблизительно тот же возраст, что и род приматов. На практике специалисты по разным группам организмов очень по-разному распределяют виды по родам. В систематике бактерий роды обычно включают много видов и характеризуются большим возрастом (род Thermus мог возникнуть несколько десятков миллионов лет назад, если не раньше). В группах организмов, более близких к нам, роды обычно включают меньшее число видов и более недавние. Надо сказать, что эта разница целиком обусловлена различными подходами к классификации, которых придерживаются бактериологи и приматологи, а не различиями между микробами и обезьянами. Родовое и видовое название всегда пишется курсивом (как можно видеть на страницах этой книги), за исключением тех случаев, когда вид открыт, но еще не получил свое имя. В этом случае курсивом пишется только название рода, а не условное обозначение вида. Например, Thermus X1, где X1 означает, что это, вероятно, новый вид, который еще не получил своего видового наименования. В большинстве групп организмов, помимо позвоночных и растений, многие виды известны под такими условными именами просто потому, что еще никто не удосужился дать им формальное видовое имя, хотя их существование известно.

23

Когда Брок вырастил в лаборатории колонию Thermus aquaticus, он попытался создать культуру еще одного вида, который называл просто «розовой бактерией», живущей в еще более горячей среде. Ему это не удалось, как не удалось и никому впоследствии. Первая работа, посвященная Thermus, это: T. D. Brock and H. Freeze, "Thermus aquaticus gen. n. and sp. n., a Nonsporulating Extreme Thermophile," Journal of Bacteriology 98, no. 1 (1969): 289–297.

24

R. F. Ramaley and J. Hixson, "Isolation of a Nonpigmented, Thermophilic Bacterium Similar to Thermus aquaticus," Journal of Bacteriology 103, no. 2 (1970): 527.

25

Впоследствии этот термин у экологов позаимствуют экономисты.

26

T. D. Boylen and K. L. Boylen, "Presence of Thermophilic Bacteria in Laundry and Domestic Hot-Water Heaters," Applied Microbiology 25, no. 1 (1973): 72–76.

27

J. K. Kristjánsson, S. Hjörleifsdóttir, V. Th. Marteinsson, and G. A. Alfredsson, "Thermus scotoductus, sp. nov., a Pigment-Producing Thermophilic Bacterium from Hot Tap Water in Iceland and Including Thermus sp. X-1," Systematic and Applied Microbiology 17, no. 1 (1994): 44–50.

28

Kristjánsson et al., "Thermus scotoductus, sp. nov.," 44–50.

29

Брок в своих публикациях не устает подчеркивать что, хотя промышленность взяла на вооружение экстремофильных микробов, открытых им и его коллегами в 1970–1980-е гг., очень немногие исследователи продолжили изучать их экологию в естественной среде обитания. См.: Brock, "The Road to Yellowstone," 1–28.

30

D. J. Opperman, L. A. Piater, and E. van Heerden, "A Novel Chromate Reductase from Thermus scotoductus SA-01 Related to Old Yellow Enzyme," Journal of Bacteriology 190, no. 8 (2008): 3076–3082. Поскольку микробы беспрестанно преподносят сюрпризы, недавно было установлено, что новый штамм этого вида может при необходимости переходить на хемотрофный тип питания. На научном жаргоне такое явление называется «миксотрофией». См.: S. Skirnisdottir, G. O. Hreggvidsson, O. Holst, and J. K. Kristjánsson, "Isolation and Characterization of a Mixotrophic Sulfur-Oxidizing Thermus scotoductus," Extremophiles 5, no. 1 (2001): 45–51.

31

О причинах того, почему так много бактерий до сих пор не поддаются культивированию, см.: Pande and C. Kost, "Bacterial Unculturability and the Formation of Intercellular Metabolic Networks," Trends in Microbiology 25, no. 5 (2017): 349–361.

32

Это называется «секвенирование с высокой пропускной способностью» – красивый термин, обозначающий, что с помощью такого метода можно делать несколько дел разом, а именно одновременно секвенировать гены большого числа особей. Это напоминает «Макдоналдс», где можно быстро накормить сразу много людей. А что касается «секвенирования нового поколения» (next generation sequencing), то технологии развиваются настолько быстро, что методика next generation уже давно выглядит весьма скромно по сравнению с «самым-самым новым поколением» (и это было неизбежно, о чем не подумали те, кто вводил термин «секвенирование нового поколения»).

33

На самом деле нужны некоторые дополнительные действия, чтобы удалить из пробы все, что не является ДНК. Но я описываю процедуру в самых общих словах.

34

Со временем ученые – последователи Брока и его коллег и современников открыли еще более термофильных, даже гипертермофильных, микробов, а вместе с ними и целую библиотеку их ферментов, каждый из которых обладает особыми способностями. Например, у Pyrococcus furiosus была идентифицирована полимераза, которая работает подобно Taq, но сохраняет стабильность при более высоких температурах.

35

При стандартном секвенировании на выходе мы не получаем списка идентифицированных организмов с их научными названиями. Вместо этого мы имеем дело с перечнем форм, сгруппированных по их родам, например Thermus 1, Thermus 2 и т. д. Под этими обозначениями скрываются отдельные секвенции, объединенные под одним родовым названием по принципу схожести последовательностей их ДНК. Понимая, что такие сущности не являются «полноценными» видами, микробиологи называют их ОТЕ (операциональными таксономическими единицами). Систематика микроорганизмов до сих пор находится в довольно запутанном состоянии, поэтому использование ОТЕ хотя и не самый совершенный способ классификации, но позволяет нам двигаться вперед, не дожидаясь, пока будет достигнут консенсус между традиционными и новыми подходами к классификации живых организмов.

36

Не так давно Регина Уилпишески применила эту технологию к поиску неизвестных термофильных бактерий, которые могут населять водонагреватели вместе с Thermus scotoductus. Ей удалось выявить с полдюжины видов бактерий, которые обычно обнаруживаются в горячих источниках. Некоторые из них относятся к некультивируемым, и тем не менее их удалось обнаружить.

37

Не раз бывало, что я забредал так далеко и надолго, что во всех трех моих источниках света садились батарейки. Мне приходилось идти назад при свете луны, через кишащий ядовитыми змеями лес. Это было не очень разумно.

38

Катидиды – крупные кузнечики семейства Tettigoniidae. Некоторые тропические виды этой группы хорошо известны способностью к мимикрии: например, они могут быть внешне очень похожи на листья деревьев. – Прим. науч. ред.

39

S. H. Messier, "Ecology and Division of Labor in Nasutitermes corniger: The Effect of Environmental Variation on Caste Ratios" (PhD diss., University of Colorado, 1996).

40

B. Guénard and R. R. Dunn, "A New (Old), Invasive Ant in the Hardwood Forests of Eastern North America and Its Potentially Widespread Impacts," PLoS One 5, no. 7 (2010): e11614.

41

B. Guénard and J. Silverman, "Tandem Carrying, a New Foraging Strategy in Ants: Description, Function, and Adaptive Significance Relative to Other Described Foraging Strategies," Naturwissenschaften 98, no. 8 (2011): 651–659.

42

T. Yashiro, K. Matsuura, B. Guénard, M. Terayama, and R. R. Dunn, "On the Evolution of the Species Complex Pachycondyla chinensis (Hymenoptera: Formicidae: Ponerinae), Including the Origin of Its Invasive Form and Description of a New Species," Zootaxa 2685, no. 1 (2010): 39–50.

43

Единственная статья об этом виде муравьев была опубликована в 1954 г.: M. R. Smith and M. W. Wing, "Redescription of Discothyrea testacea Roger, a Little-Known North American Ant, with Notes on the Genus (Hymenoptera: Formicidae)," Journal of the New York Entomological Society 62, no. 2 (1954): 105–112. Что касается Кэтрин, я не был уверен в ее склонностях, вот и решил проверить. Сейчас она работает смотрителем зоопарка в Эль-Пасо. Ее интерес к большим кошкам оказался сильнее, чем моя способность увлечь ее другим делом.

44

Этот проект начала в качестве руководителя Андреа Лаки, которая сейчас работает доцентом в университете Флориды. См.: A. Lucky, A. M. Savage, L. M. Nichols, C. Castracani, L. Shell, D. A. Grasso, A. Mori, and R. R. Dunn, "Ecologists, Educators, and Writers Collaborate with the Public to Assess Backyard Diversity in the School of Ants Project," Ecosphere 5, no. 7 (2014): 1–23.

45

Задолго до того, как мы начали рассматривать возможность изучения микробов, живущих в человеческих пупках или домах, мы вместе с Ноем участвовали в проекте по изучению амброзиевых листоедов, которым руководил Иржи Хулкр. Он наблюдал, как жуки переносят с места на место бактерии и грибы и «высаживают» их на корм для своих личинок. Именно этот проект положил начало моему сотрудничеству с Ноем. См.: J. Hulcr, N. R. Rountree, S. E. Diamond, L. L. Stelinski, N. Fierer, and R. R. Dunn, "Mycangia of Ambrosia Beetles Host Communities of Bacteria," Microbial Ecology 64, no. 3 (2012): 784–793.