Путешествие Колдуна II. Экспедиция, которая раскрыла секреты микробиома океана

Более того, в эпоху глобального потепления "что люди делают с микробиомом Земли и как микробиом реагирует на это, и есть ли что-то, чему мы можем научиться у микобактерий, что может помочь нам смягчить последствия изменения климата?". Как сказал Ари Патринос, "Крейг занимается геномикой, которая изучает, что происходит с нашей планетой, с нашим существованием, на самом базовом уровне. Особенно это касается геномики микроорганизмов, этих существ, которые существуют миллиарды лет и довели все свои жизненные функции до невероятного совершенства".

"Это было непросто", - говорит Крейг. "Люди не очень-то принимают быстрые перемены", - под этим он подразумевает ученых, которые боролись с его идеями и пытались обуздать его или отодвинуть на второй план. "Взгляд на эволюцию и реальное понимание того, что произошло, всегда очень пугает многих людей", - сказал он. "Все должно следовать существующей догме. Вы не можете оспаривать ее. Даже если религия не является столь доминирующей, как раньше, мы как вид все еще боимся неизвестного и реальных, порой неожиданных ответов на вопросы".

Например, один из удивительных ответов, полученных в ходе проекта Sorcerer II, связан с ролью, которую играют на Земле вирусы - эти крошечные пакеты ДНК, которые большинство ученых не считают живыми и о которых мало кто задумывался до пандемии, бушевавшей в то время, когда мы писали эту книгу.

Одной из ключевых работ экспедиции стала статья о вирусах в журнале PLoS Biology за 2008 год, написанная Шеннон Уильямсон. "Она открыла целый мир вирусов в глобальном масштабе, о котором мы мало что знали, - говорит Крейг, - и сделала некоторые выводы, с которыми я философски не согласен. Ведь если рассматривать геном как программный комплекс, а я бы сказал, что это программное обеспечение жизни, то исследование Шеннона показало, что вирусы - это не просто возбудители инфекций, которые смертельны для своих хозяев. На самом деле они не хотят убивать своих хозяев, потому что тогда им некуда будет деваться [размножаться]. Так, она показала, что вирусы в океане перенимают определенные гены у организмов, которые они атакуют, чтобы сохранить свою жизнь, что довольно умно".

Уильямсон обнаружил, что вирусы, атакующие бактерии, иногда приносят с собой набор фотосинтетических генов, которые они приобрели у других бактерий и которые сливаются с ДНК нового инфицированного организма. Это, в некотором смысле, обновляет программное обеспечение нового хозяина, которое не дает ему погибнуть и помогает адаптироваться и развиваться.

Крейг отметил, что "необычно представить, что вирусы программируют свою добычу и меняют ход эволюции, почти как мы, люди, в лаборатории, когда редактируем и синтезируем геномы". Это поднимает большие вопросы: "Значит ли это, что низменные вирусы, которые, возможно, даже не живые, на самом деле находятся на вершине цепи жизни? Являются ли они главными? Если да, то как это повлияет на наши представления об иерархии жизни? И как это связано с нашей собственной эволюционной и генетической историей, а также с выживанием нашего вида на Земле?"

Попытки Крейга ответить на эти вопросы, как правило, являются частью необработанного материала открытий, тщательного планирования логистики, экспериментов и методов, пачкания рук, прыгая в мангровую грязь и вычерпывая образцы океанской воды, разработки технологий, позволяющих наблюдать и расщеплять компоненты жизни, сбора и анализа данных и выводов.

Дарвин тоже начинал с сырых открытий, путешествуя на Галапагосские острова и в другие места. Затем он поселился в тихой жизни в Великобритании, тщательно изучая свои пятнадцать сотен образцов, прежде чем собрать все воедино в книге "О происхождении видов".

Крейг не особенно скрывал, что пытается изучить то, что обнаружили в океане ученые из Sorcerer II. И попытка собрать все воедино не была одиночной: тысячи исследователей объединили свои усилия по всему миру, чтобы разгадать секреты, содержащиеся во всех этих микробах и ДНК. Кроме того, эта задача намного масштабнее и сложнее: миллионы видов и подвидов, триллионы генов, которые нужно проанализировать, а не сотни образцов флоры и фауны, которые Дарвин привез в Англию.

"Сейчас у нас есть более совершенные технологии, чем у Дарвина, чтобы выполнить эту работу, - сказал Крейг, - хотя во многих отношениях мы делаем то же самое, что и Дарвин. Мы выходим на улицу и наблюдаем за тем, что там есть. Но с нашими новыми инструментами мы можем смотреть более тонко. Мы можем видеть генетический код, белки и проводить сложные измерения. А еще у нас есть суперкомпьютеры".

После возвращения в Англию Дарвину потребовалось двадцать три года, чтобы опубликовать "Происхождение". "Скорее всего, нам понадобится гораздо больше времени, - говорит Крейг, - чтобы создать какую-то универсальную теорию или обновить Дарвина, используя то, что мы обнаружили".

"Мы все еще пытаемся понять внутреннюю взаимосвязь двадцати тысяч генов в человеке и эволюционные шаги, которые потребовались, чтобы прийти к этому, - или шаги, которые привели морского льва или мою собаку к тому, чтобы быть живыми, активными и реагирующими на окружающую среду. Сейчас это далеко за пределами нашего нынешнего состояния биологии и осмысленного интеллектуального поиска. Все, что мы можем сделать на данном этапе, - это попытаться рассмотреть закономерности в новой информации, которую мы получаем, чтобы, возможно, выработать некоторые дополнительные принципы биологии. До тех пор мы все еще находимся в мире описаний, и, вероятно, биология будет оставаться таковой, по крайней мере, в течение следующего столетия".

Ученым еще предстоит найти микробов на нашей планете, а также собрать, проанализировать и собрать воедино гораздо больше данных, прежде чем мы сможем создать гораздо более масштабную и всеобъемлющую модель того, как "матрешка микробных экосистем внутри экосистем на Земле взаимодействуют с другими экосистемами. К ним относятся экосистемы микробов внутри, на нас и вокруг нас как отдельных людей, а также более обширные экосистемы, на которые люди оказывают нежелательное и, возможно, катастрофическое воздействие.

Таким образом, вклад в науку от описанной здесь работы не является новой теорией жизни на нашей планете. Крейг не написал следующую книгу "О происхождении видов" - и никто другой в ближайшее время не напишет (хотя как знать). Но путешествие "Колдуна II" все же будет иметь свое наследие в науке, созданной по его следам. Чтобы новая важная область исследований продвигалась вперед, кто-то должен задавать большие вопросы. А затем приступить к работе по беспокойному и агрессивному - порой даже высокомерному - поиску ответов.