Как мертвое созидает живое: загадочная наука разложения

Деструкторы — главные в вопросе разложения

Звучит странно, но все живое производится из останков мертвого. В процессе гниения возникает множество форм жизни. Гнилостные микроорганизмы и микрофлора широко распространены во всех привычных средах обитания, а потому любая питательная среда мгновенно подвергается расщеплению. Основными редуцентами переработки останков живых существ, превращающими их в простейшие органические и неорганические соединения, являются плесень (грибок), бактерии и насекомые (мясные мухи, жуки-могильщики и т.д.).

Борьба за выживание и ресурсы

Псевдомонады. Эти бактерии широко используются человеком в хозяйственной деятельности, они служат как для производства антибиотиков, так и для борьбы с загрязнением окружающей среды. Мы очень тесно контактируем с ними на всех этапах существования: при жизни они питаются выделениями из кожи, после смерти — плотью. Псевдомонады способны быстро достигать критической отметки колонии, начиная в буквальном смысле светиться. Во время увеличения своей популяции они обмениваются информацией, координируют движения, одновременно наблюдая за конкурентами. Когда их армия становится сильной, они боем идут на соперников, «захватывая власть».

Развивая колонию, псевдомонады привлекают новых редуцентов. Перерабатывая белки, они выделяют зловонный газ, привлекающий мясных мух и жуков, которые откладывают яйца в трупах животных и белковой пище. Затем из яиц вылупляются личинки, которые полностью поедают плоть, оставляя после себя только кожу, кости и сухожилия. Завершают процесс другие насекомые и клещи, а также микроорганизмы, разлагающие остатки в течение многих месяцев. Так в природу возвращаются все питательные вещества и начинается новый цикл жизни.

Плесень — еще один активный агент разложения. Плесень — это универсальный представитель семейства грибов, являющийся главным врагом бактерий. В повседневной жизни мы сталкиваемся примерно с 1000 видов плесени, а в кубометре домашнего воздуха содержится до 500 спор грибка. Разные виды плесени конкурируют друг с другом и иными деструкторами за пищевой ресурс, используя мощное химическое оружие, которое опасно и для человека. Но есть и полезные, жизненно важные для нас продукты разложения. Ярким примером тому служит антибиотик пенициллин, токсин, производимый грибком пенициллом.

Заплесневевшие продукты питания ни в коем случае нельзя употреблять в пищу. Мало срезать кусочек плесени на хлебе или убрать плесень из банки с вареньем. Видимая часть грибка — это лишь верхушка айсберга. Тот же аспергилл выделяет опаснейшие токсины и химикаты, способные привести болезням печени и даже развитию рака у человека.

Грибы как созидатели привычного нам мира

Мир, который мы знаем — это результат работы грибов. Это одна из древнейших и устойчивых форм жизни на планете. Около 300 миллионов лет назад, во время каменноугольного периода, часть растений в борьбе за солнечный свет превратилась в деревья. Древесина позволила им расти выше других и оккупировать воздушное пространство над землей. Грибы не поддержали этот эволюционный скачок и еще долгое время не могли расщеплять древесину, — тонкий механизм разложения был нарушен.

Деревья росли, погибали, падали и лежали на земле продолжительное время. Удивительно, но такое положение дел существенно изменило климат на планете. Деревья поглощали углекислый газ и навсегда консервировали углерод внутри себя. Со временем соотношение кислорода к углекислому газу на Земле изменилось — первый вырос с 20 до 30% и это привело к росту насекомых до гигантских размеров. Они были в 10–20 раз больше их современных сородичей: пауки размером с курицу, стрекозы разрастались до размеров птиц и т.п.

Как все вернулось на круги своя? Твердости древесине придает лигнин. За 50 млн лет эволюции грибы нашли способ его переработки — они выработали новый фермент, расщепляющий лигнин на питательные вещества, которые затем сами и поглощают. Благодаря грибам наш мир выглядит именно таким, каким мы его знаем.

Нестерпимый запах смерти

Гниющее мясо для нас намного опаснее, чем испорченные овощи. В этом кроется основная причина того, почему запах разлагающегося мяса для нас просто невыносим.

Растительные клетки — это в основном крахмал и сахара, которые при разложении запускают процесс брожения, преобразуясь в спирты. Это еще один полезный для человека продукт разложения.

В то же время животная пища при разложении выделяет зловонные газы и трупные яды, среди которых сероводород, сернистый газ и аммиак. Эти элементы ограждают нас и животных от употребления в пищу мертвечины.

Интересный факт. Трупная жидкость, надолго оседая в почве, позволяет определить точное место гибели живого существа даже спустя века. Все благодаря повышению электропроводности воды на месте смерти.

Жизненный цикл редуцентов

Жизненный цикл личинок мух составляет 2–3 недели. В конце они окукливаются и затем вылупляются новые мухи. Интересно, что при отсутствии иной пищи, мухи могут поедать и плесень. Есть вид грибка, который паразитирует в мозгу насекомых, управляя ими для расширения своих владений. Он заставляет идти жертву в труднодоступные места, убивает ее и прорастает прямо из тела.

Другие грибы, участвующие в разложении, используют мух для распространения своих спор на значительные расстояния. Насекомых они привлекают запахом гниющего мяса. Мухи съедают желеобразную шляпку и разносят споры грибов по всей округе. В конце концов мухи становятся пищей для прочих насекомых и животных.

Слизевик — это одноклеточный организм, который может разрастаться до 3 м<sup>2</sup>. Эта примитивная форма жизни умеет безошибочно преодолевать лабиринты в поисках пищи. Он способен создавать уникальные сетевые связи, эффективные и функциональные, добывая пропитание путем наименьших ресурсных затрат. Где это может быть полезно?

В ходе одного из экспериментов ученые расположили кусочки пищи для слизевика в виде карты близлежащих городов около Токио. Как итог — одноклеточная амеба, не обладающая даже нервной системой, построила карту, сильно напоминающую сеть ж/д дорог вокруг столицы Японии. Только вдуматься — простейший организм заменил труд сотен людей! Это при том, что токийская система железнодорожного сообщения одна из самых эффективных и современных в мире. Неудивительно, что слизевик активно изучают во всем мире для совершенствования искусственного интеллекта.

Вечная борьба с разложением

Разложение в природе — это незаменимый механизм очищения и созидания. Однако в повседневной жизни, а также в пищевой промышленности, этот процесс недопустим. Отсрочка начала гниения позволяет дольше хранить продукты, позволяя более экономно расходовать природные ресурсы. Сейчас имеется немало способов эффективной консервации, но в основе всего лежит контроль двух составляющих: воды и кислорода.

Процесс гниения без них невозможен. Контролируя эти параметры, можно надолго законсервировать продукты с сохранением питательных веществ. Наиболее распространенными способами эффективной консервации являются сушка, соление, герметизация (вакуумная упаковка), стерилизация и пастеризация, а также заморозка. Лучшим примером сохранности продуктов является армейский сухой паек, срок годности входящих в него продуктов в среднем составляет 2–3 года.