Погоду делает планктон

Микробы делают погоду. Это звучит не совсем привычно, но биологам давно известно, что морской планктон может создавать облака. Если бы этот эффект был неким побочным продуктом их существования, то и говорить было бы не о чем. А если представить себе, что они управляют климатом для того, чтобы путешествовать вокруг планеты? Что они создают облака, дожди и ветры, чтобы, как на такси, прибывать в нужное место?
Проще всего отбросить эти идеи как явный бред, но интересно проследить их предысторию. Билл Гамильтон из Оксфорда давно разрабатывает мысли о влиянии микроорганизмов на климат. Недавно вместе с Тимом Лентоном, молодым химиком из университета в Восточной Англии, Гамильтон выдвинул еще более глобальную гипотезу (которая даже имеет свое имя – Гая) о том, что вся наша Земля – огромный суперорганизм со своей биологической и физической оболочкой, которые действуют совместно для поддержания нормального существования планеты.
Более десяти лет назад группа геофизиков под руководством Джеймса Ловелока опубликовала статью, где обсуждался вопрос о единой глобальной системе регулировки климата, в состав которой входит и морской планктон. Большинство микроорганизмов планктона вырабатывает газ диметилсульфид – ДМС, который вступает в реакцию с кислородом воздуха над морем и образует крошечные твердые частицы. Эти сульфатные аэрозоли создают поверхность, на которой водяной пар может конденсироваться и образовывать облака. А облака отражают солнечные лучи и предохраняют планету от перегрева.
Работа Ловелока была аргументированна и доказательна, но биологи возражали против ее выводов по одной-единственной причине: невозможно было принять мысль о том, что крошечные микроорганизмы управляют климатом планеты. Естественный отбор выбирает тех, кто лучше всего приспособлен к окружающей действительности. Но как могут быть отобраны те, кто влияет на эту самую действительность?
Ловелок подчеркивал, что “без планктона наша планета была бы гораздо более жарким местом”. Расчеты Петера Лисса и Эндрю Ватсона из Восточной Англии показывают, что на четыре градуса более жарким. А это плохо не только для всей планеты, но и для планктона. Чем теплее поверхностные воды, тем хуже они перемешиваются с холодными глубинными, и планктон наверху отрезается от глубоководных источников питания. Еще один источник питания для планктона – азот – попадает в океан вместе с дождями.
Вначале Гамильтон не поверил аргументации Ловелока и начал вместе с Лентоном проверять все на числах. Чем больше он углублялся в работу, тем сильнее убеждался в справедливости гипотезы Гая. Единственное, что оставалось понять: почему планктон вырабатывает ДМС?

* * *

Идея о том, что планктон может самостоятельно создавать себе транспортное средство в виде воздушных потоков, сразу увязывает концы с концами в плане эволюции: выживают те особи, которые делают это лучше других. В 1993 году аэробиолог Британского антарктического комитета Вильям Маршал обнаружил в Антарктиде планктон, прибывший туда за полторы тысячи километров из Южной Америки. Это было первое наблюдение межконтинентального дрейфа микроорганизмов.
“Всем давно было известно, что семена трав, пыльца и грибные споры путешествуют по воздуху, – говорит Гамильтон. – Но это был пассивный процесс вроде путешествия на подножке трамвая. Мы же предполагаем, что микроорганизмы сами создают средства для собственных путешествий”.
Подняться над поверхностью не так уж сложно: там всегда более теплый воздух, возникающий из-за процессов фотосинтеза. Но вот забраться на большие высоты для дальних путешествий – это уже проблема. Тут и начинает работать ДМС. При концентрации капелек воды вокруг сульфатных аэрозолей выделяется энергия, именно она нагревает окружающий воздух и начинает поднимать его выше и выше.
В пользу этой идеи есть немало косвенных аргументов. Так, один из видов планктона выделяет много ДМС в тропиках и меньше в умеренном климате. Гамильтон и Лентон считают, что причина этого различия кроется в большей статичности тропического воздуха – там труднее подняться вверх.
Еще один аргумент в пользу “летучести” – красный цвет многих видов планктона: он защищает клетки от вредного ультрафиолетового излучения верхних слоев атмосферы. “Определенные каротины, астаксантин, например, обнаруженный в некоторых видах планктона, может выполнять эту функцию, – считает Гамильтон. – Нам остается только проверить, что защита этого пигмента особенно эффективна от излучения в верхних слоях атмосферы. У Гамильтона и Лентона разработан обширный план проверок их гипотезы. Прежде всего надо поискать определенные виды планктона в различных воздушных пробах по всему земному шару. Этого раньше просто не делали, потому что и в мыслях ни у кого не было, что планктон способен совершать длительные воздушные вояжи. Летом 1998 года была снаряжена специальная экспедиция на корабле через Атлантику для взятия воздушных проб.
Если планктон способен “кататься” на облаках, то не могут ли это делать и другие организмы? По мнению Гамильтона и Лентона, на это способны некоторые группы грибов и бактерий. Среди них есть такие, которые могут выращивать вокруг себя кристаллики льда для того, чтобы повредить морозом живые листья. Они запросто могут служить центрами кристаллизации для капелек из облаков. Такие бактерии и грибы нередко обнаруживают в пробах воздуха.
Сам Гамильтон прекрасно осознает, что его гипотеза выглядит очень необычно, и готов обсуждать ее с метеорологами, аэрологами, всеми, кто работает в смежных областях. Ведь это совершенно новый взгляд на устройство климата. Во всяком случае, многие биологи относятся к теории Гая вполне серьезно и готовы активно работать в метеорологических центрах, чтобы разобраться, как все обстоит на самом деле.

Ваше мнение

Мы будем благодарны, если Вы найдете время высказать свое мнение о данной статье, свое впечатление от нее. Спасибо.

"Первое сентября"