Глава 6. Поиски в далеких морях (дальнейшие исследования)
Странно, что... большая часть мистического возмущения, которое является одной из самых ценных, используемых и желанных реакций нашего вида, на самом деле представляет собой понимание... что все вещи - это одно, и это одно - это все.
планктон, мерцающая фосфоресценция на море, вращающиеся планеты и расширяющаяся вселенная.
-Джон Стейнбек, "Бревно из моря Кортеса".
В середине марта 2007 года "Колдун II" стоял на якоре в кристально чистых водах мексиканской деревни Лорето в Кортесовом море. Прошло чуть больше года после того, как судно вернулось в Соединенные Штаты по окончании кругосветного путешествия. Теперь команда отправлялась в очередной этап экспедиции, на другой берег Северной Америки, собирая образцы вдоль западного побережья этого океанского пальца, который проходит между западным побережьем Мексиканского материка и полуостровом Баха.
Во время плавания по этому узкому светящемуся морю Крейг читал книгу Джона Стейнбека "Журнал из моря Кортеса", в которой описывается путешествие писателя в 1940 году вместе с морским биологом Эдом Рикеттсом для изучения морской жизни вдоль побережья Баха-Калифорния. Стейнбек пишет об удивительной жизни здесь", - сказал Крейг, который часто брал с собой книги, написанные исследователями и писателями, которые путешествовали и писали о тех местах, которые посещал "Колдун II". "Было интересно следовать за Стейнбеком, когда мы видели места, которые он видел за шестьдесят лет до нашей поездки, когда мы наблюдали за жизнью, отличной от той, которую видели они".
"Вокруг нас жизнь была более изобильной, чем где-либо в мире", - говорит Крейг о плавании на Кортесе. "Голубые киты, самые крупные из китов, всплывали на поверхность и проплывали мимо нас, а скаты выпрыгивали из воды и, казалось, летали по воздуху".
Пробы были взяты 19 марта из небольшой реки Лорето, протекающей через деревню, и 21 марта из небольшого соленого пруда на соседнем острове Кармен.
С тех пор как в январе 2006 года закончилось кругосветное путешествие, Sorcerer II недолго оставался на месте. "Как только мы вернулись, Крейг говорил, что "мы уже думали о том, как сделать более тщательную выборку океанов Земли, потому что казалось неполным оставить без внимания другие крупные моря". Корабль останавливался на шестимесячный ремонт в Палм-Бич, а затем в Ньюпорте. В августе 2006 года Крейг отправился на Sorcerer II к мысу Код и в Рокпорт, штат Мэн. Позже он и его команда вернулись на Бермудские острова, чтобы собрать еще два образца, а затем отправились дальше через Карибский бассейн и Панамский канал к тихоокеанской части Мексики. В этот жаркий мартовский день они оказались в сонном городке Лорето. Они планировали плыть дальше, пока не вернутся на юг, обогнут оконечность полуострова Баха, а затем по тихоокеанскому побережью доберутся до Сан-Диего.
В остальном, в середине марта 2007 года, для экспедиции Sorcerer II все было обыденно и привычно. Но только не для ученых из JCVI и десятков сотрудничающих с ними лабораторий, институтов и университетов по всему миру. От Роквилла до Ла-Джоллы, от Галифакса до острова Барро-Колорадо в Панаме, Галапагосских островов и Брисбена (Австралия) - множество ученых, средств массовой информации и всего мира узнали о публикации специального выпуска журнала PLoS Biology "Глобальная коллекция проб океана".В номере содержалось множество информации о первой половине плавания "Колдуна II" из Галифакса на Галапагосы и в Сар-гассово море - научные статьи, эссе, отчеты и редакционные статьи о первых сорока одной пробе, взятой примерно через каждые двести миль, как это делал "Челленджер" в 1870-х годах, в том числе в нескольких экзотических местах, таких как серное болото и мангровое болото на Галапагосах.
Это был первый тайник с научными результатами кругосветного плавания, богатая коллекция данных и анализов, которые помогут запустить тысячи дополнительных исследований и работ, докторские диссертации, а также вдохновляют другие экспедиции и проекты, направленные на изучение микробов в глобальном масштабе.
Два главных вывода, сделанных на конференции PLoS Biology, подтвердили несколько идей Крейга Вентера о микробном мире: во-первых, что в науке имеет смысл мыслить глобально, а не локально; во-вторых, что дробовое секвенирование - это новый мощный инструмент, позволяющий идентифицировать практически любой микроб или вирус, а также расширить понимание различных генов и организмов, их характеристик и функций.
Статья PLoS Biology и другие выводы, сделанные в ходе кругосветки, подробно рассматриваются в главе 7.
Это означает, что проект создал прилив новых данных о микробах земного океана, которые ученые в 2007 году только начали использовать, хотя "Колдун II" продолжал собирать все новые и новые данные.
Если появление Sorcerer II в Лорето (Мексика) и выход сборника PLoS Biology показались научной концовкой кругосветного путешествия, то это было не так. Это было только начало того, что будет продолжаться еще одиннадцать лет и десятки тысяч миль, пройденных Sorcerer II - и на других судах, и на суше, и даже в небе, пока Крейг и его команда прочесывали Землю в поисках миллионов и миллионов новых организмов.
После ЛОРЕТО "Sorcerer II" собрал еще несколько образцов из моря Кортеса - одни из тридцати, которые ему предстояло взять за три месяца после отплытия из Аннаполиса. Во время плавания по этому спокойному, сапфирово-синему морю, окруженному пустыней, команда развлекала гостей, среди которых были основатели Google Ларри Пейдж и Сергей Брин, присоединившиеся к Sorcerer II во время плавания из Ла-Паса на полуострове Баха на остров Эспириту-Сантос. После Лорето судно продолжило свой путь в Сан-Диего, новый дом JCVI-West в кампусе Калифорнийского университета в Сан-Диего и Океанографического института Скриппса. Затем Sorcerer II взял передышку почти на три месяца, чтобы пройти техническое обслуживание и подготовиться к дальнейшим исследованиям.
25 июня судно Sorcerer II снова было готово к отплытию, на этот раз в пяти с половиноймесячное плавание, чтобы исследовать и взять пробы воды вдоль тихоокеанского побережья до Пьюджет-Саунд в штате Вашингтон и далее на Аляску. Команда часто останавливалась для взятия проб в таких местах, как Грин-Харбор и Кетчикан в Канаде, а также в заливе Глейшер.
Национальный парк, примерно в пятистах милях от Анкориджа. Приблизившись к тающим ледникам в парке, они взяли две пробы воды, бьющей из тающего льда. Затем "Колдун II" развернулся и направился обратно на юг, в Сан-Диего. Он прибыл туда 6 сентября 2007 года, взяв с собой еще восемнадцать образцов.
В течение следующих восемнадцати месяцев команда Джеффа Хоффмана и другие ученые продолжали собирать образцы в водах у Сан-Диего и вдоль побережья Калифорнии, Орегона и Вашингтона. Исследователи JCVI также собирали образцы совместно с Океанографическим институтом Скриппса и Университетом Вашингтона, а также сотрудничали с Океанографическим институтом Вудс-Хоул и другими партнерами для сбора глубинных образцов на борту исследовательского судна "Атлантис" и его глубоководного аппарата "Элвин".
19 марта 2009 года Крейг собрал группу ученых и помощников на причале в гавани Сан-Диего, чтобы объявить, что все готово к отправлению в очередную длительную, на первый взгляд, циклопическую экспедицию, которую он окрестил "Экспедиция Колдуна II". Официальное название экспедиции - "Исследовательское путешествие Колдуна II", организованное компаниями Beyster и Life Technologies в честь основных спонсоров: ученого, бизнесмена и филантропа из Сан-Диего Дж. Это двухлетнее путешествие было направлено в первую очередь на исследование трех морей Европы: Средиземного, Балтийского и Черного. Для этого команда должна была проплыть вдоль тихоокеанского побережья Центральной Америки до Панамского канала, а затем на восток через Карибский бассейн и Атлантический океан.
Как всегда, экспедиция была частью усилий Крейга по изучению "генов мира", на этот раз в основном в морях Евразии, в значительной степени изолированных от больших просторов мирового океана. Крейг и другие ученые ожидали, что обнаружат огромные вариации в популяциях микроорганизмов, живущих в различных экосистемах, где вода значительно различается по солености, температуре и содержанию питательных веществ, а также из-за деятельности человека.
Особой целью экспедиции был сбор и составление карты популяций фитопланктона - микроорганизмов, обитающих в океане, в том числе цианобактерий и некоторых видов водорослей, таких как диатомовые, фотосинтезирующие динофлагелляты и сине-зеленые водоросли. Фитопланктон живет у поверхности океана, поглощает углекислый газ и солнечный свет и превращает их в более чем сорок процентов кислорода на Земле. Некоторые исследователи называют океан настоящими "легкими планеты".2 Такое прозвище обычно дают тропическим дождевым лесам, которые также поглощают углерод и "выдыхают" кислород. Фитопланктон, находящийся в самом низу пищевой цепи, также обеспечивает питанием всех - от креветок и рыб до китов и, в конечном счете, людей.
В последние годы ученые предупреждают, что сброс углерода, образующегося при сжигании ископаемого топлива, и других загрязняющих веществ в атмосферу и океаны негативно сказывается на фитопланктоне. Таким образом, создается нагрузка на глобальную морскую микробную экосистему, которая поддерживает производство кислорода, поглощает и улавливает около сорока процентов углерода, попадающего в атмосферу3.
Чтобы лучше отслеживать фитопланктон и другие микробы, ученые JCVI оснастили экспедицию II модернизированными приборами для измерения таких параметров океана, как хлорофилл, соленость, рН и кислород на глубине до ста метров. Кроме того, ученые "Колдуна II" получили доступ к спутниковым снимкам, которые отслеживали цветение фитопланктона из космоса, предоставляя цветную дорожную карту, где искать. Другие спутники следили за изменениями в океанических течениях и колебаниями температуры в планетарном масштабе.