В повседневных делах и заботах мы обычно не думаем о мириадах невидимых существ, которые сопутствуют нам на каждом шагу и буквально заполняют окружающий мир. И когда говорят о микробах, в нашем сознании прежде всего всплывает мысль о болезнях. Вероятно, где-то внутри нас живут воспоминания о трагических событиях прошлых столетий, когда чума и холера уносили тысячи и миллионы человеческих жизней, а оставшиеся в живых пребывали в паническом страхе перед неведомыми грозными врагами. После того как в XVII в. Антони ван Левенгук открыл мир невидимых существ, ученые вот уже 300 лет продолжают охотиться за микробами. Долгое время в микробах видели источник всех зол, но постепенно среди них были найдены не только враги, но и активные помощники человека. Теперь можно смело утверждать, что польза, приносимая микроорганизмами, превосходит причиняемый ими вред.

«Ломоть хорошо испеченного хлеба составляет одно из величайших изобретений человеческого ума», – сказал как-то К. А. Тимирязев. Не нужно забывать, что задолго до того, как виновники основных микробиологических процессов были открыты и изучены под микроскопом, они надежно служили людям. Веками подымалось в квашне тесто, молоко, прокисая, превращалось в простоквашу, в чанах бродило пиво, а из виноградного сока получалось вино, веселившее души наших предков.

Всем зеленым растениям необходима минеральная пища. Высасывая из почвы различные соли, они постепенно лишают ее плодородия. И если, например, из года в год на одном и том же поле высевать только рожь или пшеницу и не вносить никаких удобрений, то в конце концов собранного урожая и на семена не хватит.

Однако среди зеленых потребителей выделяется группа растений, которые не только берут из почвы нужные им вещества, но и обогащают ее одним из самых важных для всего живого элементом – азотом. Химическая промышленность всех стран мира, вместе взятых, производящая азотистые удобрения, не в силах тягаться с естественными подземными фабриками бобовых.

К этому надо добавить, что посев бобовых культур – самый экономичный способ вернуть почве плодородие. Ведь азот, накопленный этими культурами, по существу дармовой. Вот почему во всех странах мира широко практикуют севообороты, при которых посевы основной культуры (скажем, каких-нибудь зерновых) чередуют с посевами бобовых. О свойстве бобовых повышать плодородие почвы знали со времен классической древности. О нем писали Теофраст, Катон, Варрон, а Вергилий и Плиний даже указывали, что бобы, люпин и вика удобряют почву не хуже навоза, и давали практические рекомендации по их использованию. Однако все эти ученые и не подозревали, что «утучнению земли» способствуют не сами растения, а бактерии, поселяющиеся на их корнях. Об этом стало известно только в конце XIX в.

В почве обитает огромное количество разнообразных микробов. Каждый из них осуществляет какие-то важные превращения почвенных веществ путем брожения, окисления, синтеза. Есть среди них микробы, способные улавливать атмосферный азот и связывать его в молекулах сложных соединений (в науке этот процесс называют азотфиксацией). Одни из азотфиксаторов, например азотобактер или клостридиум, умеют это делать сами, живя в почве самостоятельно, другие – только в содружестве (симбиозе) с высшими растениями. Будущие симбионты активно проникают в корешки бобовых, образуя на них галлы – маленькие клубеньки. Корни, зараженные такими микробами, похожи на клубок ниток с множеством узелков. Поэтому микробы и называют клубеньковыми бактериями. Научное же название их – ризобии.

Человек рождается свободным от микробов. Но стоит новорожденному сделать первый вздох и открыть рот, чтобы возвестить миру о своем появлении на свет, как вездесущие бактерии вторгаются внутрь его организма и отныне получают в нем постоянную прописку.

К концу первых суток жизни ребенок уже заселен 12 видами бактерий. На третий – седьмой день они проникают в его кишечник. По мере дальнейшего взросления ребенка его микробное население быстро растет. В организме взрослого человека оно представлено уже сотнями видов, численность которых достигает астрономических цифр. Так, в 1 см3содержимого желудка в среднем обитает 25 тыс. бактерий, а в 1 г содержимого толстых кишок их можно насчитать до 30—40 млрд! Мало где еще в природе встретишь столь высокую плотность живых существ. Специалисты выделяют среди микробных обитателей желудка и кишечника до 250 видов.

Но не надо пугаться такого обилия бактерий. Для нашего кишечника это совершенно нормальное явление. Его мирные сожители не только не причиняют нам ни малейшего вреда, но многие из них бдительно охраняют наше здоровье, помогая в борьбе со случайно попавшими в организм болезнетворными микробами – дизентерийными, брюшнотифозными, гнилостными и прочими. Другие обитатели кишечника синтезируют необходимые для нас витамины, аминокислоты и ферменты. Мы поглощаем эти вещества вместе с их производителями, но бактерии размножаются быстрее, чем мы успеваем их «съедать».

Как говорит русская пословица, «что имеем – не храним, потерявши – плачем». Всю пользу микросимбионтов начинаешь сознавать только лишившись их. Чаще всего это случается, когда, не спросясь врача, мы при первом же недомогании принимаемся глотать антибиотики. Для большинства микробов, поселившихся в животе, – это яд, которого они не переносят. В результате вместе с вторгшимися носителями инфекции гибнут и наши друзья. Теперь проникшие в организм вредные микроорганизмы не встречают сопротивления и начинают усиленно размножаться. Так возникают разные осложнения, нередко оказывающиеся серьезнее основного заболевания.

Полезная микрофлора есть и в кишечнике большинства зверей, птиц, рыб, насекомых и т. д., где она выполняет примерно те же функции. А результаты опытов на мышах и крысах позволили лишний раз убедиться в ее значении и для здоровья человека.

У самых разных насекомых – да и не только у них – были открыты и описаны сотни всевозможных симбионтов. Выяснилось, что без микроскопических квартирантов не могут обходиться клопы, вши, комары, мошки, клещи и даже некоторые пиявки – все те животные, которые питаются кровью. Лучше всех в этом убедила ученых африканская муха цеце.

То, что кровососы действительно нуждаются в определенных сожителях, можно косвенно подтвердить, сравнивая их с ближайшими сородичами, для которых кровь – не постоянная пища. У многих таких сородичей сожителей нет. Все дело в том, что в крови животных и человека кровососам не хватает витаминов и еще некоторых веществ, необходимых им для роста. Все это они и получают от своих симбионтов.

Дождевые (их еще называют земляные) черви в истории образования земной коры играли гораздо более важную роль, чем это может показаться с первого взгляда. Почти во всех влажных местностях они необыкновенно многочисленны и, сравнительно с собственной величиной, обладают довольно значительной мускульной силой. Во многих местностях Англии на площадь в 1 акр (0,4047 га) ежегодно выбрасывается более 10 т сухой земли, прошедшей через их тело, так что весь поверхностный слой растительной почвы в течение нескольких лет проходит через них. Словом, лучшего комбайна по вспашке, удобрению и вентиляции почвы не найти.

Черви наилучшим образом готовят почву для произрастания растений. Они периодически подвергают ее действию воздуха и разрыхляют до такой степени, что в ней не остается ни одного камешка крупнее тех, которые они могут заглотить. Дождевые черви равномерно перемешивают все, подобно садовнику, готовящему мелкую землю для своих растений. Они таскают в свои норки бесчисленное количество сухих листьев и других частей растений – для закупоривания норок и как пищевой материал. Листья, втаскиваемые червями в норки для пищи, разорванные затем на мельчайшие нити и отчасти переваренные, перемешиваются с большим количеством земли. Эта земля образует тот темный плодородный растительный слой, который почти сплошь покрывает поверхность суши. Черви дают свободный доступ воздуху в глубокие горизонты почвы.

Если бы можно было распределить по всей поверхности суши почву, перепахиваемую дождевыми червями за каждые 10 лет, то получился бы слой толщиной в 5 см.

Извлекая грунт из-под предметов, лежащих на земле, черви способствуют их погружению в почву. Эту работу они проделывают, медленно, но в конце концов с большим эффектом – в землю погружаются и закапываются, например, камни или обломки стен зданий.

В тропических лесах Южной Америки и Австралии встречаются дождевые черви-гиганты длиной в 1-2 м. Например, длина австралийского червя мегасколидеса – 2 м, а его толщина – в палец. Вбуравливаясь передним концом тела в почву, он роет в ней длинные и широкие ходы. В более твердом грунте червь пропускает землю через кишечник и выбрасывает ее наружу в виде кучки экскрементов. Живет мегасколидес в земляных ходах, лишь иногда выставляя наружу переднюю часть тела. Организм червя-гиганта настолько приспособлен к жизни под землей, что, вынутый на поверхность, он оказывается совершенно беспомощным. Есть у этого чрезвычайно полезного создания и другие загадочные и даже с высот сегодняшней науки необъяснимые свойства. Например, если разрезать его пополам, приложить один отрезок к другому и прочно скрепить их, половинки срастутся, и он будет жить. Если взять трех одинаковых дождевых червей и у первого отрезать головной конец тела, у второго – хвостовой, у третьего – середину, а потом сложить все три отрезка так, чтобы каждый занял подобающее ему место, и скрепить их – они не погибнут; такой сборный червь, сложенный из кусков трех разных червей, будет продолжать жить. Через несколько недель раны заживут и отрезки срастутся между собой. «Новый» червь ничем не будет отличаться от своих собратьев: станет жить в земле, буравить ходы, искать пищу, расти и размножаться. Через два-три месяца на нем не останется даже рубцов.

Способностью к регенерации, то есть восстановлению утраченных частей тела, наделены очень многие животные, но в различной степени: одни – в большей, другие – в меньшей. Есть животные, у которых способность восстанавливаться проявляется особенно ярко. Это дождевой червь – о нем вы уже прочитали выше. Это и небольшой плоский червь – плосковик (или планария), живущий в воде. Если разрезать его поперек на пять-шесть кусков, то каждый из них станет самостоятельным плосковиком, только меньшего размера.

Есть животные очень простые по строению, которые могут восстановиться из сотой части собственного тела. Но природа поражает нас и более удивительными загадками. Одна из них связана с муравьями.

Чемпионами по медлительности обычно считают черепах, славу которых оспаривают южноамериканские ленивцы, но, бесспорно, рекордсмены по медлительности – это иглокожие. Когда морские звезды «спешат» к добыче, их скорость может достигать 15 см/ч.

Способ передвижения морских звезд очень оригинален. Так называемые амбулакральные ножки этих иглокожих могут сокращаться и вытягиваться на значительную длину. Звезда выбрасывает ножки вперед и присасывается ими к поверхности дна, а затем сокращает их и таким образом передвигается. Ножки приводятся в движение давлением нагнетаемой в них воды.

На верхней стороне морской звезды между двумя ножками-лучами можно заметить небольшое светлое пятнышко. Это мадрепоровая пластинка – вход в водно-сосудистую систему животного. При большом увеличении видно, что сверху эта пластинка покрыта расходящимися по радиусам бороздками. Приоткрывая щели между бороздками, звезда засасывает воду. Под бороздками находится фильтр – известковая пластинка, пронизанная мельчайшими порами. Они задерживают мелкие организмы, находящиеся в морской воде.

Добычу звезды чувствуют на большом расстоянии. Если положить на дно кусок рыбы, из-под всех камней и расщелин выползет множество разнообразных звезд. Морские звезды – активные хищники и нападают даже на крупных двустворчатых моллюсков. Это кажется просто невероятным – ведь усилие, с которым смыкаются створки моллюска, исчисляется килограммами и в десятки раз превышает вес его самого. Зачастую просунуть между створками лезвие ножа можно лишь с трудом. О том, чтобы раскрыть створки руками, не может быть и речи. Однако звездам это удается – с помощью амбулакральных ножек. Вот как это происходит. Обхватив ножками-лучами раковину с двух сторон, звезда крепко присасывается к ней и начинает методично сокращать ножки. Постепенно мускул, замыкающий створки, утомляется, они приоткрываются, и звезда вводит внутрь раковины свой желудок. Убив моллюска выделениями желудка, она переваривает затем жертву прямо в раковине.

Особенно часто от набегов морских звезд страдают колонии таких ценных промысловых моллюсков, как мидии и устрицы. Если моллюск не очень большой, то звезда втягивает его целиком через рот в желудок, который занимает всю центральную часть диска. Мягкие части перевариваются, а раковина выбрасывается через рот наружу.

«Трудно представить себе образ более ужасный, чем одно из этих огромных чудищ, таящихся в океанских глубинах, еще более мрачных от чернильной жидкости, выпускаемой этими тварями в огромных количествах; стоит представить себе сотни чашеобразных присосков, которыми оснащены его щупальца, постоянно находящиеся в движении и готовые в любое мгновение вцепиться в кого и во что угодно… И в центре переплетения этих живых ловушек – бездонная пасть с огромным крючковатым клювом, готовым разорвать на части жертву, очутившуюся в щупальцах. При одной мысли об этом мороз продирает по коже».

Так описал английский моряк и писатель Фрэнк Т. Буллен самое крупное, самое быстрое и самое страшное из всех беспозвоночных планеты – гигантского кальмара Architeuthis princeps. Рядом с этим своеобразным животным, увековеченным в литературе под названием «могучий Кракен», грозные доисторические динозавры выглядели бы не страшнее отощавших бездомных кошек. При коротких бросках гигантский кальмар развивает скорость, превышающую скорость большинства рыб. По размерам он не уступает среднему кашалоту и вступает в смертельную схватку с этим левиафаном моря, вооруженным острыми зубами.