Один из моих коллег, профессор в Университете Марбурга, рассказал мне о скульптуре, которую видел ребенком. «Вертикальный километр» – это бронзовый шест длиной в километр, зарытый в землю. Единственная видимая часть этой скульптуры – самый ее конец – бронзовый кружок на полу, который выглядит как монета. Он описывал вызванное воображением головокружение, ощущение, что он плавает на поверхности океана, заглядывая в его глубины. Это событие стало истоком его увлечения корнями и микоризными грибами – на всю жизнь. Я испытываю такое же головокружение, когда думаю о сложности микоризных отношений – километрах запутанной жизни, теснящейся под моими ногами.
Голова по-настоящему начинает идти кругом, когда я пытаюсь представить себе все в масштабе от очень маленького до очень большого, от микроскопических «торговых» решений, происходящих на клеточном уровне, до всей планеты, атмосферы, трех с чем-то триллионов деревьев, живущих и растущих на Земле, и квадриллионах километров микоризных грибов, вплетающих их в свои отношения с почвой. Наш разум плохо удерживает равновесие, сталкиваясь с такими огромными числами. И все же история микоризных отношений совершает множество подобных головокружительных прыжков – от очень большого к очень маленькому и обратно.
Масштаб – серьезный вопрос в области грибных исследований. Микоризные отношения скрыты от глаз. Их сложно ощутить, увидеть или коснуться. Их недосягаемость означает, что больше всего информации о микоризном поведении приходит из исследований, проводимых в контролируемых условиях лабораторий или теплиц. Масштабирование полученных in vitro результатов до реальных экосистем не всегда возможно. Чаще всего мы видим лишь крохотную часть общей картины. В результате ученые знают больше о том, на что способны микоризные грибы, чем о том, чем они действительно занимаются. Даже в контролируемых условиях трудно получить представление о поведении грибов в ту или иную минуту.
Противовес работе Кирс составляют ситуации, в которых обмен веществами между грибами и растениями не подчиняется разумным торговым стратегиям. Быть может, в нашей картине чего-то недостает? Никто не может сказать с уверенностью. Мы очень слабо представляем, как по правде происходит обмен и как он контролируется на клеточном уровне. «Мы стремимся изучить, как материя перемещается по сети, – сказала мне Кирс. – Мы пытаемся записать об этом видео. Там творится что-то безумное. Эта работа очень сложна. Я не удивлена, что люди предпочитают работать с другими организмами». Многие микологи разделяют это смешанное чувство волнения и отчаяния.
Существует ли другой способ осмыслить эти альянсы, остановить головокружение? Некоторые из моих коллег интуитивно находят выход микоризному энтузиазму. Некоторые из них страстные грибники. Разыскивая грибы – трюфели, белые, лисички и мацутаке, – они спонтанно включаются в микоризные отношения. Другие часами изучают микоризные грибы под микроскопом – это примерно то же, что погружение биолога океана в морские глубины. Третьи часами просеивают почву в поисках микоризных спор – разноцветных шариков, под микроскопом блестящих, как рыбья икра. Один из моих коллег в Панаме был опытным охотником за спорами. Иногда вечерами мы готовили закуску из спор, кусочков крекера и сметаны: малюсенькие крошки микоризной икры, которую приходилось готовить под микроскопом и пинцетом отправлять в рот. Нового мы узнавали мало, да это и не было целью. Это было упражнение по сохранению равновесия: мы уходили в крен, двигаясь от малого к большому. Это были редкие моменты прямого, без посредников, контакта с исследуемыми в эксперименте субъектами. Это были приятные глупости, чтобы напомнить нам, что микоризные грибы – не механизмы, не схематические величины (нельзя же съесть механизм или концепцию), а живые организмы, участвующие в жизненных процессах, которые мы все еще силимся понять.
Растения остаются самым простым способом заглянуть внутрь. Именно через растения подземная микоризная феерия чаще всего врывается в повседневную человеческую жизнь. Бесчисленные микроскопические взаимодействия, которые происходят между корнями и грибами, находят свое выражение в формах, росте, вкусе и запахе растений. Сэм Гэмджи, как и Альберт Франк, мог наблюдать результат микоризных отношений молодых деревьев своими собственными глазами: деревца «начинали давать побеги и тянуться вверх, словно время спешило вперед». Вы съедаете растение – и пробуете на вкус плод микоризных отношений. Выращиваете растения – в горшке, на клумбе, в саду или городском парке, – и культивируете микоризные отношения. Увеличьте масштаб, и микроскопические торговые сделки, заключаемые растениями и грибами, выльются в лесные популяции на всех континентах. Последний ледниковый период окончился примерно 11 000 лет назад. Когда сошел гигантский Лаврентийский ледниковый щит, обнажились миллионы квадратных километров Северной Америки. За несколько тысяч лет леса разрослись в северном направлении. Проводя анализ пыльцы, можно восстановить хронологию миграции разных видов деревьев. Некоторые из них – бук, ольха, сосна, ель и клен – двигались быстро, перемещаясь в год более чем на 100 метров. Другие – платан, дуб, береза и гикори (кария) – медленнее, покрывая около 10 метров в год.
Что же в этих различных видах деревьев определяло их реакцию на изменяющиеся климатические условия? Взаимодействие грибов и предков растений позволило им мигрировать на сушу. Могли ли микоризные отношения продолжать играть какую-либо роль в перемещении растений по планете миллионы лет спустя? Вполне возможно. Ни растения, ни грибы не переходят друг к другу по наследству. Они наследуют склонность к созданию связи, но они «проповедуют» то, что, по меркам многих других древних симбиозов, является открытыми, свободными отношениями. Как и в самые первые дни жизни на суше, растения вступают в союзы исходя из того, кто находится рядом с ними. То же самое можно сказать и о грибах. Хотя это можно считать недостатком – семя растения, не обнаружившее совместимый с ним гриб, вряд ли выживет, – способность перестраивать отношения или строить новые может дать возможность партнерам своевременно реагировать на изменение условий. Работа, опубликованная в 2018 году исследователями Университета Британской Колумбии, предполагает, что скорость миграции деревьев действительно могла зависеть от их склонности к микоризным связям. Некоторые виды деревьев ведут более свободный образ жизни и способны завязывать отношения со многими видами грибов. Когда сошел Лаврентийский ледяной щит, виды деревьев, более свободные в выборе партнеров, мигрировали быстрее, и у них было больше шансов встретить подходящий гриб, когда они оказывались в новом месте.
Грибы, обитающие в листьях и побегах растений – известные как эндофиты, – могут иметь такое же важное влияние на способность растения приживаться на новом месте. Возьмите траву с морских прибрежных соленых почв и вырастите ее без грибковых эндофитов – она не выживет в своей родной соленой среде обитания. То же самое происходит и с травами, растущими в горячих грунтах вокруг геотермальных источников. Ученые, авторы упомянутой работы, поменяли местами грибы-эндофиты, жившие в каждом виде трав: травы с морского побережья выращивались с грибами трав, растущих на геотермальных почвах, и наоборот. Изменилась на противоположную и способность трав выживать в определенных средах. Травы побережья больше не могли расти в соленых прибрежных почвах, зато процветали в горячих геотермальных грунтах. Травы из геотермальных почв не могли в них выжить, зато прекрасно развивались в соленых почвах морского побережья.
Грибы могут определить, где будет расти то или иное растение; они даже могут стимулировать развитие нового вида, изолируя популяции растений друг от друга. Остров Лорд-Хау в длину вытянут на девять километров, а в ширину – примерно на километр, и расположен он между Австралией и Новой Зеландией. На нем растут два вида пальм, произошедшие от одного и того же предка. Один вид, ховея Белмора, Howea belmoreana, растет на закисленных вулканических почвах, в то время как ее сестра, ховея Форстера, живет на щелочных меловых почвах. Для ботаников долго оставалось загадкой, отчего ховеи так разошлись географически. Статья, опубликованная в 2017 году исследователями Имперского колледжа Лондона, объясняет, что большую часть ответственности за это несут микоризные грибы. Британские ученые обнаружили, что эти два вида пальм поддерживают отношения с двумя разными грибными общностями. Ховея Форстера способна образовывать связь с микоризными грибами, которые дают ей возможность расти в щелочной песчаной почве. Однако по этой причине ей сложно завязывать отношения с грибами, обитающими в родной для ее предков вулканической почве. Это значит, что эта пальма выигрывает только от союза с грибами, присутствующими в песчаной почве, тогда как благополучие ховеи Белмора зависит только от грибов – обитеталей вулканической почвы. Со временем один вид пальм разделился на два расселившихся по двум микоризным островам, оставаясь на одном острове на карте мира.
Способность микоризных грибов и растений перестраивать свои отношения имеет глубокие последствия. Нам знаком этот предмет: в течение всей истории человечества партнерство с другими организмами расширяло возможности как человека, так и другого участника такого союза. Человеческие отношения с зерновыми привели к появлению новых форм цивилизации. Взаимоотношения с лошадьми привели к появлению новых видов транспорта. Взаимоотношения с дрожжевыми грибами – к новым видам алкогольной продукции и ее распространению. В каждом случае возможности и человека, и его партнеров, не принадлежавших к человеческому миру, определялись по-новому.
Люди и лошади остаются отдельными организмами, как растения и микоризные грибы, но и те и другие отражают тенденцию живого к созданию связей. Антропологи Наташа Майерс и Карла Хустак утверждают, что слово «эволюция», которое в буквальном переводе означает «вращаться наружу», не передает готовности организмов ко взаимному участию в жизни друг друга. Майерс и Хустак считают, что неологизм «инволюция» – от слова «вовлекать» – лучше описывает это свойство – «вращаться, катиться, заворачиваться внутрь». С их точки зрения, концепция вовлеченности лучше описывает, как организмы беспорядочно тянут и толкаются, «постоянно изобретая новые способы ужиться друг с другом». Именно стремление вмешиваться в жизнь других позволило растениям позаимствовать корневую систему на 50 миллионов лет, пока они не создали собственную. Сегодня, когда у всех есть корни, почти все растения нуждаются в грибе – дирижере их подземной жизни. Грибы благодаря вовлеченности в жизнь других смогли устроить свои атмосферные дела за счет фотосинтезирующих водорослей. И они пользуются ими. Растения и грибы должны постоянно строить и перестраивать свои отношения. «Инволюция» постоянна и беспредельна: устанавливая связь друг с другом, все участники выходят за пределы прежних границ.