Что почитать: «Не один дома» Роба Данна

Научная редакция продолжает делиться книгами со своей книжной полки. В этот раз книга «Не один дома. Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков» про всех, кто живет в наших домах и о чьем существовании мы даже не знаем.

Роб Данн замечает, как мало мы знаем о тех, кто проводит жизнь бок о бок с нами, и рассказывает, почему тараканы становятся все закаленнее, как бактерии с рук пекаря влияют на вкус хлеба и почему нам нельзя жить в стерильных домах. И все со ссылками на исследования, что мы так любим.

Вместе с издательством «Альпина нон-фикшн» делимся фрагментом из книги о том, как одни грибы попали на МКС, как другие грибы используют научных сотрудников для распространения, а третьи поселяются в наших стенах раньше, чем они становятся нашими.

Кроме грибов, проникающих к нам из естественной среды обитания, мы нашли виды, специализирующиеся на жизни в домах; в помещениях они встречаются значительно чаще, чем снаружи. Этих видов оказалось так много, что мы даже не знали, на каких именно сосредоточить внимание, какие из них лучше всего приспособились к человеку и его жилищу. В поисках ответов на эти вопросы я снова обратился к данным, собранным на МКС, а также на российской орбитальной станции «Мир». Точно известно, что все виды обнаруженных там грибов — обитатели закрытых помещений. Невозможно себе представить, чтобы какой-нибудь вид залетел на станцию через открытое окно или люк, как это происходит в земных домах. Условия открытого космоса совершенно непригодны для существования грибов.

О жизни грибов на станции «Мир» мы осведомлены максимально. С момента вывода на орбиту в 1986 г. на станции постоянно брались пробы. Всего было проверено на присутствие грибов 500 проб воздуха и 600 проб, собранных с различных поверхностей внутри станции. Эти пробы высевались либо на самой станции, либо в земной лаборатории. Хотя далеко не все представленные в них виды были культивированы, даже неполные данные не оставляли сомнений: «Мир» представлял собой настоящие грибные джунгли, населенные более чем сотней разнообразных видов. Было взято более тысячи проб, и почти в каждой присутствовали какие-нибудь грибки. Грибы были живыми и так активно метаболизировали, что один космонавт сравнивал запах, стоявший на станции «Мир», с запахом гниющих яблок (что, возможно, приятнее, чем запах человеческого тела на МКС). Что гораздо хуже, в один момент станция перестала выходить на связь с Землей из-за поломки коммуникационной системы. Как потом выяснилось, грибы разрушили изоляцию проводов, что вызвало короткое замыкание. Одним словом, грибы гораздо успешнее людей адаптировались к жизни на космической станции и прекрасно размножались там в течение многих поколений. В этом состоит важный урок для всех, кто разрабатывает проекты колонизации Марса. Можно ожидать, что грибы вполне освоятся на новой планете гораздо раньше человека и смогут успешно размножаться на ней.

Международная космическая станция в первые годы своей работы считалась если не стерильной, то по крайней мере менее пораженной грибком, чем «Мир». Станция «Мир», по мнению многих, держалась только на изоленте да на честном слове, поэтому ее грибное изобилие было не очень удивительным. Но шло время, и на МКС тоже понемногу стали появляться разнообразные грибы. К 2004 г. на этой станции насчитывалось 38 массовых видов грибов. Все они также были ранее найдены на станции «Мир» и очень характерны для микофлоры земных домов.

Многие из грибов, найденных на космических кораблях, принадлежат к группе, которую биологи именуют «технофилами». Это имя отражает их способность разрушать металл и пластик, из которых сделаны орбитальные станции и космические челноки. У меня это слово ассоциируется с какими-нибудь исполнителями электронной музыки, но оно всего лишь означает организмы, «любящие» различную технику: они так любят ее, что едят. Среди технофилов, живущих на МКС, уже найдены Penicillium glandicola (родственник пекарских дрожжей), один вид рода Aspergillus (аспергиллюс, родственник гриба, с помощью которого изготавливают японскую рисовую «водку», саке), а также один представитель рода Cladosporium (кладоспорий). Конечно, не все грибы, живущие на орбитальных станциях, являются технофилами. Например, на станции «Мир» (но не на МКС) были найдены пивные дрожжи, Saccharomyces cerevisiae (сахаромицеты), похоже, русские неплохо проводили время в космосе. Также исследователи зафиксировали присутствие рода Rhodotorula (родоторула). Это грибок розового цвета, который часто поселяется на цементном растворе, на стенках душевых кабин, а иногда может обосноваться на зубной щетке или человеческой коже. Итак, в условиях космических станций тоже встречаются виды, адаптированные к жизни в закрытых помещениях.

Все виды грибов, найденные на космических станциях, обитают и в земных домах. Они представлены почти в каждом доме, где мы брали пробы. Численность отдельных видов зависела в основном от свойств самого жилища. В домах, где живут большие семьи, преобладают грибы, ассоциированные с телом человека или продуктами питания. Немалое значение имеет также способ отопления и проветривания помещений. Например, в домах, оборудованных кондиционерами, встречается особенно много представителей родов Cladosporium и Penicillium. Эти грибы, способные вызывать аллергию у некоторых из нас, растут в самих кондиционерах и, когда прибор начинает работу, они рассеиваются оттуда по комнатам и офисам. Включив кондиционер у себя дома или в автомобиле, вы можете уловить необычный запах — его издают те самые грибы.

Изучать тайную жизнь домовых грибов, можно десятилетиями, но в одной загадке надо было разобраться поскорее. Она связана с видом Stachybotrys chartarum, который отсутствовал на орбитальных станциях и редко встречался в наших пробах, взятых в домах. Этот опасный вид почему-то оказался очень слабо представлен в изученных нами пробах. Его отсутствие на МКС можно было объяснить отсутствием для него подходящей пищи. Насколько мне известно, на станции нет деревянных деталей или целлюлозы (хотя, возможно, черная плесень способна использовать некоторые сорта пластика). Но это не отвечает на вопрос, почему она так редко встречалась в нашем исследовании в домах.

Я обсудил эту загадку с Биргиттой и посвятил ее в детали нашего исследования. Хотя об МКС мы особо не говорили, я все время воображал, будто станция проплывает над нами — далекая и по-прежнему полная грибов. Биргитта ничуть не была удивлена. «Споры этой плесени довольно тяжелые и сидят на липких слизистых стебельках. Как же вы могли их обнаружить?» — спросила она. Другими словами, если споры не плавают по воздуху и не оседают вместе с пылью, их и не могло быть в наших пробах. «Почему вы вообще предполагали найти этот вид?» — добавила Биргитта, чтобы расставить все точки над «i». А правда, почему? «Но как она оказывается в домах, если не способна парить в воздухе?» — спросил я. Как она попадает в помещения и почему не может проникнуть на орбитальные станции (тогда как другим видам грибов это удается без труда)? «Мы недавно провели одно исследование, — ответила Биргитта, — которое может вас заинтересовать».

Пока мы перекусывали печеньем и орехами (щедро приправленными множеством грибов, витающих в воздухе, которым мы дышали), Биргитта рассказывала о своем исследовании. Оно было посвящено материалам, из которых делают современные дома, — гипсокартону, обоям, дереву и цементу. Биргитту интересует не воздух в помещении, ее внимание привлекает все, что используется в жилищном строительстве, — кирпичи, каменные блоки, деревянные перекрытия и особенно гипсокартон.

Биргитта обнаружила, что каждый вид стройматериалов имеет свое специфическое грибное сообщество. Наверное, если так же основательно изучить материалы, из которых сделаны орбитальные станции, картина окажется сходной. Например, на цементе селятся те же самые виды грибов, какие можно найти при исследовании почвенных проб; некоторые из этих форм относятся к числу самых первых грибов, когда-либо описанных натуралистами. Они наиболее изучены, так как были доступны для ученых, поскольку встречались в их домах. Среди прочих Биргитта нашла грибы из рода Mucor, изображенные в «Микрографии» Роберта Гука, источнике вдохновения для Левенгука. Она нашла Penicillium, случайно обнаруженный Александром Флемингом в его лаборатории, где он открыл антибиотики. Penicillium использует эти антибиотики для ослабления клеточных стенок бактерий, с которыми гриб конкурирует за пищу. Из-за этого растущая бактерия буквально взрывается. Мы используем эти же антибиотики для защиты от патогенных микробов наподобие Mycobacterium tuberculosis, с которыми боремся ради нашего выживания.

Эти грибы, Mucor, Penicillium и им подобные, ухитрились проникнуть и внутрь орбитальной станции. Их присутствие на цементных полах и в космосе указывает на то, что с этими грибами мы должны найти способ как-то уживаться. Если уж они способны просочиться сквозь барьеры, расставленные NASA, то им не составит труда справиться и с остальными фильтрами и преградами. Вполне возможно, что они росли на стенах пещер, где жили наши первобытные предки; если это правда, то эти виды с тех далеких времен сопровождают человека по всей планете. Именно к этой группе принадлежат грибы, способные, если у них будет достаточно времени, разрушить каменные и кирпичные стены. Вероятно, цементный пол служит им пищей, а может, средой обитания — они держатся за него своими гифами, словно пальцами, а едят при этом очень мелкие и незаметные глазу частички на полу: грязь, клей или что-то еще. Они создают массу проблем людям, столетиями пытающимся сохранять памятники, ну, а в вашем подвале это живой пример способности грибов истребить с течением времени все что угодно.

На древесине тоже были грибы. Мы часто строим дома из дерева и подолгу живем в них. Однако древесина, состоящая из целлюлозы и лигнина, подвержена разрушению живыми организмами. Целлюлоза это, в сущности, бумага, а вот лигнин — твердое вещество, придающее прочность деревянной кровле. Многие микробы способны разлагать целлюлозу, зато лигнин по зубам лишь небольшому числу видов грибов и бактерий. Некоторые виды грибов, найденные Биргиттой в деревянных строениях, продуцируют ферменты, предназначенные для разрушения целлюлозы и в некоторых случаях лигнина. Совсем не удивительно, что эти грибы встречаются на деревянных брусах и перекрытиях старых домов; скорее, надо удивляться тому, как долго смогли продержаться эти постройки. Многие виды этих деревоядных грибов попадают в дома вместе с входящим воздухом, так что их видовой состав зависит от того, из каких пород дерева дом построен, а также от типа близлежащего леса. Некоторые формы, как, например, домовая губка (Serpula lacrymans), широко расселились по всему миру на морских судах. Они повсюду следуют за человеком, и везде, где только строятся дома из древесины — их единственной пищи, они с благодарностью в них вселяются.

Когда Биргитта обратилась к изучению микофлоры гипсокартона, обоев и покрытой раскрашенной бумагой штукатурки, все стало еще интересней. В условиях высокой влажности все эти материалы становятся домом для множества грибов. Кроме того, примерно в 25% случаев в составе их грибного населения присутствовала токсичная черная плесень. Эта оценка может быть даже несколько заниженной, потому что Биргитта брала в каждом обследованном доме лишь очень небольшую по объему пробу. Stachybotrys chartarum нередко встречается на влажном гипсокартоне, так что, похоже, эта плесень может появиться практически везде, где условия для нее благоприятны. Идеальный субстрат для этого гриба — смесь воды и целлюлозы, как раз то, что возникает при отсыревании обоев или гипсокартона. Это было открытие, большое открытие, но в первую очередь Биргитта должна была объяснить, как Stachybotrys chartarum попадает в гипсокартон.

Споры черной плесени не могут перемещаться по воздуху. Их не переносят на себе термиты или другие домовые насекомые. Теоретически человек может сам разносить их на своей одежде. Рэйчел Адамс, специалист по домовым грибам из Калифорнийского университета в Беркли, знает не понаслышке о том, как много видов попадает таким образом в ваш дом. Рэйчел провела одно из самых основательных на сегодняшний день исследований грибов внутри помещений. В частности, она нашла, что один из видов, зарегистрированных в университетском конференц-зале, попал туда случайно, вместе с одним ее коллегой по лаборатории, недавно посетившим семинар по выращиванию грибов-дождевиков, который проводила сама Рэйчел. Стало быть, грибы используют в качестве транспортных средств научных работников. Но Биргитта не очень интересовалась одеждой; в центре ее внимания были строительные материалы.

А что, если плесень присутствует в гипсокартоне постоянно, с самого момента его изготовления? Тихо и незаметно сидит в нем, спокойно дожидаясь, когда в материал проникнет влага? Биргитта принялась за проверку этой радикальной идеи, которая, окажись она верной, могла вовлечь ее в противостояние с громадной индустрией по производству гипсокартона, обороты которой исчисляются миллиардами долларов. Впрочем, занявшись вопросом вплотную, Биргитта выяснила, что эта идея совсем не нова. Один автор ранее уже высказывал подобную гипотезу, но она осталась непроверенной. Этим и занялась Биргитта.