Роб Данн - Не один дома. Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков

Жизнь в подземных экосистемах представляется нам не очень доступной для изучения. Чтобы исследовать ее, ученые прибегают к особым зондам, ловчим сетям и бурению скважин. И все же, по некоторым оценкам, до 40 % всей земной биомассы, всей бактериальной жизни на планете, приходится именно на эти местообитания. Сорок процентов! В некоторых местностях подземные экосистемы образуют сложные разветвленные сети, состоящие из водотоков, водоемов и слепых «карманов». В других регионах они формируют изолированные водные «острова».

Итак, какая именно жизнь встретится нам в конкретном водоносном слое, сильно зависит от его местоположения, древности и степени изолированности от других подобных систем. Подобно тому, как на удаленных океанических островах возникают собственные уникальные виды, каждая отдельная подземная водная система имеет эндемичные формы жизни. Водоносные слои Небраски и Исландии весьма отличаются по видовому составу их экосистем просто потому, что эволюция протекала в них в течение миллионов лет совершенно изолированно.

Может показаться странным, что люди пьют подземную воду, не обработанную никакими антисептиками или подобными средствами. И тем не менее многие так делают. Колодезная вода крайне редко подвергается какой-либо обработке, а в таких странах, как Дания, Бельгия, Австрия и Германия, не обеззараживается даже водопроводная вода. В Вене, например, ее закачивают прямо из водоносных слоев, расположенных в подземных карстовых полостях. В Мюнхене вода поступает в водопроводную систему непосредственно из пористого водоносного слоя, расположенного в ближайшей речной долине. Естественная очистка воды благодаря живым организмам и времени — один из величайших даров природы человечеству. Чтобы она происходила, нужны большие пространства, нетронутые естественные водоразделы. И время, очень много времени. А еще — чтобы в подземные воды не попадали токсины и болезнетворные микробы. К сожалению, во многих районах люди не позволяют природе делать свое дело или загрязняют подземные воды. Наконец, не везде подземных вод достаточно для снабжения больших групп населения. В этих случаях человеку приходится применять всю свою изобретательность, чтобы получать питьевую воду из водоемов, рек и других безопасных источников. И хотя усилия людей приносят свои плоды, перед лицом природы они все же выглядят немного жалко.

Илл. 5.3.Разноногий рак (амфипода) Niphargus bajuvaricus, населяющий подземные воды в некоторых районах Германии. Эта особь была поймана и сфотографирована в немецком городе Нойхерберге. Если такой добрый многоногий оракул выскочит из крана и окажется в вашем стакане, это будет верным признаком того, что вода чистая и богата жизнью. (Фото: Гюнтер Тайхманн, Институт экологии подземных вод, Центр Гельмгольца в Мюнхене, Германия.)

Главным образом человек полагается на различные обеззараживающие вещества. Уже в первое десятилетие ХХ в. на станциях водоподготовки в разных странах начали применять хлор или хлорамин для уничтожения бактерий и контроля над патогенными микробами. Это понадобилось делать там, где подземные воды подвергались загрязнению, а также там, где их было недостаточно для нужд населения. Нехватку приходилось восполнять, закачивая воду из ближайших рек, озер и водохранилищ. Так было, например, в Лондоне, где воду брали из Темзы. В современных Соединенных Штатах все муниципальные водопроводы оборудованы станциями обеззараживания воды [119]. Надо сказать, что в США водопроводные трубы, как правило, более старые, чем в континентальной Европе и других странах, часто они протекают, вода в них застаивается [120]. Если для водоносных слоев чем они древнее, тем лучше, то к водопроводам это не относится. Застоявшаяся в старых трубах вода способствует размножению патогенных микробов. Поэтому для обеззараживания воды в США приходится добавлять больше антисептиков, чем в Европе. Где-то используют хлор, где-то хлорамин, а в иных случаях комбинацию этих двух веществ. Станции водоподготовки технически сложные сооружения, но принцип действия прост: удалить из воды как можно больше живых существ, пропуская ее последовательно через песчаные, углеродные и мембранные фильтры, а затем обеззараживая ее антисептиком и иногда озоном, убивающим бактерии [121]. И все же, несмотря на эти разнообразные процедуры, воду, поступающую со станции водоподготовки, нельзя назвать стерильной. В ней присутствуют некоторые виды микробов из числа самых живучих и выносливых, а также мертвые особи менее устойчивых видов и остатки их пищи.

Если экологи за последнее столетие и узнали что-то новое, так это то, что уничтожение большинства видов в сообществе приводит к росту численности немногих оставшихся наиболее выносливых видов, и они не только выживают, но на их долю достаются все имеющиеся в наличии пищевые ресурсы. На языке экологов такая благоприятная ситуация называется конкурентный вакуум (competitive release). В этом вакууме отсутствуют не только виды-конкуренты, но также хищники и паразиты. Применительно к водопроводам можно предсказать, что весь выигрыш от конкурентного вакуума получат виды, устойчивые к хлору и хлорамину. Различные виды микобактерий как раз и относятся к этой группе.

Когда мы, то есть Ной, я и наши сотрудники, приступили к анализу данных об экосистемах душевых насадок, мы ни на минуту не забывали о различии систем водоподготовки в Америке и Европе. Врачи-гигиенисты предсказывали, что микобактерии будут чаще встречаться в не прошедшей обеззараживание колодезной воде, открытой всяким природным случайностям. Но мы с Ноем, будучи экологами, как и все члены нашей команды, ожидали прямо противоположного. Согласно нашей гипотезе эти микробы должны быть наиболее многочисленны в душевых насадках, подключенных к муниципальным водопроводам, особенно в тех странах, где имеются водоочистные станции и широко применяются хлор и хлорамин. Прежде всего в Соединенных Штатах. Микобактерии довольно устойчивы к этим антисептикам, поэтому могут сохраняться в воде даже после интенсивной обработки. У нас уже были свидетельства в пользу этой идеи. Одно из обследований, проведенных в Денвере, показало, что чистка и обработка душевой насадки дезинфицирующим раствором привела к троекратному росту Mycobacterium [122]. При всей свой анекдотичности, этот случай весьма интересен.

Приступая к анализу собранных данных, мы ожидали найти в пробах примерно полдюжины различных видов микобактерий, которые уже ранее удалось культивировать в различных медицинских исследованиях. В реальности мы обнаружили десятки видов этого рода, включая неизвестные науке формы. Видовой состав бактерий в конкретной душевой насадке зависел от того, где она находилась. В Европе доминировали совсем не те виды, что в Северной Америке, и это было связано не только с конструктивными различиями сантехники. В пределах США видовой состав микобактерий в Мичигане отличался от того, что мы нашли в Огайо и тем более во Флориде и на Гавайях. Причины этому могли быть самые разные: различия в водоносных слоях, откуда берется вода, или в том, что где-то вода поступает из наземных водоемов, или в неодинаковом воздействии климатических и геологических факторов.