Edith Widder. Below the Edge of Darkness: A Memoir of Exploring Light and Life in the Deep Sea. New York: Random House, 2021. Contents
Самка глубоководного удильщика в 160 раз крупнее самца и в полмиллиона раз тяжелее. У них специфические отношения — во время спаривания самец вгрызается самке в бок и остается в таком положении навсегда. Со временем он буквально врастает в нее — настолько, что у пары образуется единый кровоток, за счет которого самец и питается (а иммунная система самки не противится чужеродным клеткам). В определенный момент — когда икра самки созревает — самец оплодотворяет ее. Так и живут: она ему кровь, он ей — сперму.
У рыбы-гадюки на нижней челюсти настолько длинные и острые зубы, что в случае неправильного прикуса они пронзили бы ей мозг. Вместо этого при закрытии рта клыки скользят по специальным бороздкам на верхней «губе», немного не доходя до глаз. Обычно это срабатывает — хищник питается по 12 раз в сутки и, надо полагать, пастью орудует искусно.
У разноглазого кальмара — кто бы мог подумать — разные глаза. Большой левый смотрит вверх, маленький правый — на дно. Это удобно, поскольку кальмар плавает головой вниз и хвостом вверх, обитая в своей «сумеречной зоне» на глубине от 200 до 1000 м. Вверху света больше, поэтому и оптика нужна соответствующая. Внизу, где свет тусклый, достаточно глаза-«мыльницы». Глаза — ресурсоемкий орган, чтобы сформировать и «содержать» их, нужно много энергии и биоматериала. Поэтому ни к чему тратиться — кальмар и с разными глазами красивый, как и большинство глубоководных обитателей.
Можно было бы ожидать от книги, посвященной экосистеме океанических глубин, множества увлекательных историй о том, как такие симпатичные ребята от испуга (или от «любви») кушают друг друга.
Однако книга Эдит Уиддер совсем о другом. Она — о свете. Правда, не о солнечном.
Малакост.
Фото: Edith Widder / NOAA
И свет во тьме светит
Когда Эдит Уиддер было 18, она пережила двадцать три переливания крови, три реанимации и по одному разу — клиническую смерть, внетелесный опыт и слепоту. Когда будущий морской биолог училась на первом курсе Университета Тафтса, дала о себе знать детская травма. На тот момент Уиддер уже около десяти лет искренне считала, что «боль в пояснице есть у всех — я не могу вспомнить ни одного дня без нее». Просто раньше она была терпимой, а в университете обострилась.
В детстве Уиддер много лазала по деревьем, а ее любимым местом была старая кривая ива у пруда неподалеку от дома в одном из пригородов Бостона. Однажды для воскресной школы родители заставили ее надеть парадное платье с рюшами вместо джинсов. В этом наряде она и полезла на дерево, но, когда спрыгнула с него, приземлилась крайне неудачно (старалась не испачкать платье). Ее спину пронзила острая боль, которая, впрочем, скоро прошла, поэтому ребенок довольно быстро про это забыл. Уиддер тогда было восемь или девять лет.
А на первом курсе университета, когда боль усилилась, врачи сказали, что откладывать больше нельзя: нужно делать спондилодез (хирургическую операцию на позвоночнике по сращиванию смежных позвонков).
В медицинском жаргоне есть понятие «circling the drain», когда «все летит в трубу»: состояние пациента стремительно ухудшается, и скоро его переведут в ОВО («Отделение Вечной Опеки», Eternal Care Unit — ETU) — еще один врачебный жаргонизм. У нас в таких случаях говорят: «Мы его теряем».
Эдит Уиддер после операции оказалась именно в таком положении. Но не хирургические вмешательства стали тому причиной, а ДВС-синдром, вызвавший обильное кровотечение (в легкие) и остановку сердца, потом опять кровотечение в легкие (поскольку для восстановления сердцебиения пациентку пришлось переворачивать), потом опять остановку сердца и снова кровотечение в легкие... После следовавших одна за одной битв за жизнь в реанимации Уиддер ослепла — из-за кровоизлияния в стекловидное тело глаза (зрение со временем восстановилось). А из-за многократного переливания крови у нее развился сывороточный гепатит (которому сопутствуют сильная боль в печени, обильная рвота и желтый оттенок кожи, похожий на дешевый автозагар).
Из-за больших доз антибиотиков стали появляться сыпь и фурункулы. Вдобавок ко всему в месте проведения операции была обнаружена обширная инфекция, что потребовало нового экстренного вмешательства. А позже выяснилось, что результат самой первой хирургической операции, ради которой все это затевалось, — нулевой. Из-за манипуляций с несколькими переворачиваниями в реанимации взятая с бедра костная стружка, используемая в качестве аутотрансплантата, слетела. Однако через три месяца произошло «совершенно неожиданное медицинское явление»: массивная инфекция в спине привела к усилению кальцификации в месте слияния, и оставшейся стружки оказалось достаточно, чтобы образовать прочный «сплав». Произошло, короче говоря, практически чудо. Никто такого не ждал.
Пациентка пошла на поправку. А со временем и зрение вернулось — стекловидное тело месяц за месяцем стало очищаться от крови.
Эдит Уиддер
Фото: Tom Smoyer
«Холодный свет»
«Выживание, предполагающее способность адекватно реагировать на угрозы и возможность получать от жизни определенные блага, требует гораздо большего, чем распознавание „картинки”. Объекты необходимо идентифицировать с разных точек зрения, сопоставляя расстояние, рассчитывая их движение и траектории. И все это нужно уметь делать, даже когда сам „зритель” находится в движении. Тот факт, что во время наклона головы вам не кажется, что весь мир наклоняется вместе с вами, — лишь один малый пример огромной вычислительной мощности вашего мозга».
При этом всякий глаз действует как фильтр, пропускающий только те потоки данных о внешнем мире, которые увеличивают шансы их владельцев на выживание. Все, что не служит этой цели, — избыточная информация. Тратить время и энергию, скажем, на производство ультрафиолетовых рецепторов, а также на обработку и интерпретацию их результатов — контрпродуктивно, если ультрафиолетовый свет не играет роли в поиске пищи или защите от хищников.
Поскольку возможность видеть дает огромное преимущество в квесте под названием «жизнь», глаза появились у 95% представителей животного мира. Глаза эволюционировали независимо более 50 раз (от простых ямок и глазных впадин до сложной многокамерной оптики), появляясь у самых разных живых существ: медуз, плоских червей, мух, моллюсков, рыб, китов, людей.
Один из способов обстоятельно понять жизнь глубоководных обитателей — изучить их зрение, поскольку наблюдать за ними в их естественной среде и не причинять беспокойства крайне сложно. Не говоря уже о том, что многие из них гибнут от перепада температур при попытке поднять их на сушу.
Для того чтобы ориентироваться в темноте подводных глубин, многие их обитатели обрели способность биолюминесценцировать — производить «холодный свет», возникающий не из-за того, что что-то горит или нагревается, а в результате химической реакции.
В мировом океане биолюминесценция — навык достаточно распространенный. Им обладают многие живые существа, начиная от одноклеточных и заканчивая исполинскими кальмарами, один только глаз которых размером с человеческую голову.
Например, у упоминавшихся ранее удильщиков над пастью расположена «удочка» (передняя часть спинного плавника) со светящейся приманкой для привлечения добычи.
Тихоокеанский гимантолоф, обнаруженный на побережье Калифорнии
Фото: Ben Estes / Crystal Cove State Park
У черного малакоста есть две пары биолюминесцентных «фар» рядом с глазами — железы, дающие красное и зеленое свечение. А между правой и левой челюстью нет соединительной перепонки — пасть малакоста буквально бездонна.
У рыб-топориков тоже есть фотофоры — органы свечения. Но, в отличие от других рыб, они используют биолюминесценцию не для привлечения жертвы, а для маскировки. Фотофоры расположены только на брюхе рыб-топориков, а свечение делает их незаметными снизу, как бы растворяя силуэт рыбы на фоне пробивающихся на глубину солнечных лучей. Интенсивность свечения рыбы могут регулировать.
Одноклеточные динофлагелляты впервые были описаны еще в XVIII веке как «крошечные животные, которые вызывают свечение морской воды». Это не животные и не растения, хотя примерно половина всех известных динофлагеллят (около 2500 современных видов) ведут себя как растения и получают энергию от фотосинтеза, в то время как другая половина ведет себя как животные и получает энергию от потребления других организмов. Эдит Уиддер посвятила свою диссертацию этим примечательным существам — а именно различию «световых способностей» разных видов. Планктонные формы динофлагеллят обладают способностью люминесценции (не путать с фосфоресценцией), подсвечивая ночную воду не хуже неоновых вывесок. Это условный рефлекс в ответ на раздражение — например, на движение воды. В клетке возникает электрический импульс, а вакуоль генерирует энергию с последующей химической реакцией, результатом которой становится свечение.
С явлением биолюминесценции можно встретиться и на суше. Светлячки, например, таким образом ищут брачного партнера. Их можно обмануть, «перемигиваясь» с насекомым огоньком сигареты в темноте. Светлячок-самец будет думать, что с ним «разговаривает» светлячковая самка и что-то будет ей взволнованно «отвечать». И даже не догадается, что это не самка вовсе, а тлеющие листья табака, пропитанные смолами и свернутые в бумажную трубочку.
И упакованные в пачку с предупреждающей надписью: «Страдание».