В бутылке на дне — мутная жидкость, а из неё тянется полупрозрачная моховая нить, цепляясь за стекло. Но я застыл перед одним образцом: бактерии сами собрались в подобие раскрытой ладони. Толстое запястье переходит в ладонь, обращённую вверх, а там, где должны быть пальцы, — мягкие завитки, похожие на волосы.

Для этих микробов такое поведение ненормально, объясняет Нурия Конде Пуэйо, постдок в Европейской лаборатории молекулярной биологии. Microcoleus vaginatus — фотосинтезирующая бактерия сухих почв. В пробирке она обычно просто плавает в питательном растворе. Никто в лаборатории не видел, чтобы она строила столь сложные формы. Конде Пуэйо пожимает плечами: «Мы пытаемся понять, почему».

Скорее всего, дело в недавних пытках, которые устроили этим микробам. Три года назад они жили в Аликанте, на средиземноморском побережье Испании, в клочке засушливой земли, которая превращается в пустыню. Оттуда Конде Пуэйо взяла образцы почвы и подвергла их «закалке» — испытанию, имитирующему суровые условия, с которыми микробам предстоит столкнуться при изменении климата. Их сделали «очень сухими, очень горячими», объясняет она, добавили «много ультрафиолета, несколько очень жёстких циклов». Роль мучителя ей явно нравится: «Я сильно издеваюсь над этой почвой», — улыбается она.

Из первоначальных 70 видов фотосинтезирующих бактерий выжили 16, включая тот самый M. vaginatus, который теперь культивируется в колбах. «Это выжившие», — говорит Конде Пуэйо. Но закалка не просто отсеивает слабых: микробы становятся крепче после испытаний. Ультрафиолет и засуха заставляют их адаптироваться физиологически и биохимически, а возможно, даже запускают мутации. Может, именно поэтому один штамм стал строителем. «Думаю, мы изменили его геном», — предполагает она.

Цель эксперимента — изменить ход жизни на планете, объясняет Рикард Соле, физик-эрудит, возглавляющий проект. Закалка — «первая фаза наших экспериментов по терраформированию», говорит Соле, основавший Лабораторию сложных систем в барселонском Университете Помпеу Фабра около 35 лет назад. Он не скрывает амбиций: команда хочет выявить ключевых игроков почвы, расшифровать их генетику и отредактировать ДНК, чтобы создать органическую альтернативу геоинженерии. Его лаборатория уже показала, что микробам можно дать экологическую суперсилу: с помощью CRISPR-редактирования они превращают окружающую влагу в гиалуроновую кислоту — природную слизь, которую использует косметическая индустрия. Такие крошечные инженеры смогут продвигаться сквозь почву, улавливая туман и увлажняя среду. Для регионов вроде Южной Испании, стоящих на пороге опустынивания, этого может хватить, чтобы повернуть траекторию от коллапса к стабильности и возрождению.

Команда понимает, как это звучит. Обычная реакция людей — «это опасно», говорит Соле, сидя в лаборатории, украшенной постерами Мэри Шелли и Рика Декарда из «Бегущего по лезвию». С 1980-х успехи генной инженерии вызывали и лихорадочные надежды, и яростный протест, что привело к фактическому запрету на внедрение ГМО в дикие экосистемы.

Все знают «историю о непредвиденных последствиях»: новый микроб может вызвать каскадные эффекты, непредвиденные цепные реакции и вымирания, прокатившиеся по живой ткани биосферы. «Люди говорят: „Это будет катастрофа. Это уничтожит планету“ — без всяких доказательств», — замечает он. Несколько лет назад команда Соле решила проверить теорию, построив сверхреалистичную искусственную экосистему и внедрив туда разных микробов — закалённых или отредактированных, — чтобы увидеть, как настоящие мутанты повлияют на всю систему.

Есть шанс, что новички начнут бесконтрольно размножаться, вытеснят местные бактерии и обрушат смоделированную экосистему засушливых земель. Как монстр Шелли, мутантные микробы могут вырваться из-под контроля, оставив самонадеянных учёных зализывать раны. «Наш прогноз: этого не произойдёт». Но пора проверить.

Микроскопические тропические леса

Засушливые земли — от негостеприимных пустынь до выжженных саванн — занимают более 40% суши, площадь примерно в шесть раз больше Канады. По сравнению с тропическими лесами и рифами эти пересохшие места часто считают деградировавшими или примитивными экосистемами. Натуралисты долго их игнорировали, полагая, что скудная вода и резкие перепады температур означают жалкое существование для обитателей. Но приглядитесь к почве — и увидите вкрапления оранжевого, пурпурного, белого и зелёного, которые пузырятся бугорками или вытягиваются сантиметровыми пиками. Эта удивительная «живая кожа» состоит из микробов, сплетающих песчинки и частицы грязи в структуры, называемые биокорками или криптобиотической почвой. Под микроскопом — кишащая сеть плотно упакованных грибов, мхов, лишайников и бактерий.

Прогулка по экспериментальному участку на окраине Аликанте не сразу открывает признаки микробной жизни. Чтобы разглядеть, как бесплодная земля превращается в живую сушь, Нурия Конде Пуэйо объясняет процесс колонизации. Пионерами обычно выступают цианобактерии — те самые, что в её лаборатории. В почвах засушливых регионов на них может приходиться до 95% всей биомассы. Именно эти организмы около трёх миллиардов лет назад первыми начали производить кислород на Земле. В глобальных сухих землях они связывают пыль своими нитевидными отростками и липкими выделениями — экзополисахаридами. За годы и десятилетия появляются более сложные лишайники и мхи, а затем сплетается субстрат, достаточно богатый для крупных сосудистых растений и деревьев.

Эта миниатюрная экосистема — пористая граница между атмосферой и землёй: она закрепляет почву, поглощает углерод и азот, впитывает воду. Подобно грибным сетям в лесах, такие корки регулируют скудную влагу, энергию и питательные вещества через беспокойную сеть взаимодействий. Фотосинтезирующие бактерии выделяют клейкие вещества, гетеротрофные бактерии потребляют органику, а другие фиксируют атмосферный азот, цепляясь за корни растений. В засушливых и полузасушливых средах дожди восполняют не более половины воды, которая может испариться, — но каждый организм здесь приспособлен процветать в таких условиях. Конде Пуэйо показывает красный суккулент, известный по-каталански как herba gelada, или «замороженная трава»: он покрыт блестящими, наполненными водой клетками-пузырями, которые запасают влагу. Растения с гофрированными листьями или слоями волосков улавливают прохладную утреннюю росу. Кустарники и деревья в сухих землях становятся островками плодородия: они создают микроклимат тени и влаги, сбрасывают листья и богатый питательными веществами опад. Запускаются мощные петли положительной обратной связи — почвы вырастают из корок толщиной в пару миллиметров в увесистые комья, которые Конде Пуэйо выкапывает из тени; с них свисают отростки, похожие на ослабленные пружины.

Юго-восток Испании уже сильно пострадал от изменения климата: волны жары, продолжительные засухи, а затем внезапные наводнения, унёсшие сотни жизней в 2024 году. Испанское правительство недавно поддержало исследования масштабов бедствия: выяснилось, что 40% территории страны идёт по пути Аликанте к опустыниванию. Ставки высоки по всей планете. Сухие земли покрывают большую часть Африки, Ближнего Востока и Австралии, а также обширные районы Азии и юго-запада США. Вместе они дают приют более чем двум миллиардам человек, до 44% мирового сельского хозяйства и около трети глобальных очагов биоразнообразия.

Тихий коллапс: как сухие земли умирают незаметно

Проблема в том, что по клочку засушливой земли почти невозможно определить, здоров он или уже деградирует, объясняет Конде Пуэйо. Многое из того, что мы знаем о разрушении сухих земель, стало известно лишь с начала тысячелетия благодаря небольшой группе экологов, включая Фернандо Маэстре, который родился в сорока минутах езды от Аликанте. В 2008 году Маэстре запустил исследовательский проект BIOCOM: по центральной и юго-восточной Испании расставили открытые сверху плексигласовые теплицы, которые поднимают температуру примерно на два градуса Цельсия и фактически служат порталом в ближайшее будущее засушливых земель. Результаты встревожили. Сначала сухие земли выдерживали возросшую засушливость почти без последствий, а потом внезапно рушились. В переписке Маэстре вспоминает, как с ужасом наблюдал, что покрытые лишайником биокорки «исчезали у меня на глазах».

Маэстре создал глобальную сеть мониторинга сухих земель, которая ищет ранние предупреждающие признаки в составе почвы; помогли и новые инструменты вроде анализа микробной ДНК. В 2020 году эти данные показали: по мере того как некогда влажные районы планеты становятся суше, каждый из них проходит три внезапных катастрофических переломных момента. Сначала растения отращивают более мелкие листья, чтобы ограничить потерю воды, но в итоге эта стратегия достигает физиологического предела, и деревья перестают расти большую часть года; сухие леса оголяются, оставляя пейзаж, напоминающий североафриканскую степь. Когда становится ещё суше, сама почва пересекает ключевой порог: она теряет микробов, таких как микоризные грибы, которые крутят циклы питательных веществ, и становится уязвимее для эрозии. После этого выживают лишь немногие выносливые кустарники благодаря глубоким корням. Но когда засушливость достигает «фазы разрушения экосистемы» — дожди восполняют лишь около одной пятой того, что уносит испарение, — гибнут и многие из них. Переход к пустыне завершён.

По мере изменения климата и углубления засух половина сухих земель планеты — или 20% всей суши — по прогнозам, пересечёт хотя бы один из этих порогов к 2100 году. Хуже всего, что эти изменения не обращаются вспять, когда среда охлаждается и возвращаются дожди: вся экосистема застревает в новом, обеднённом, опустыненном состоянии. Сухие земли по всему миру переходят в новые равновесные состояния — с меньшим количеством жизни, меньшим разнообразием и худшим функционированием. Для местных сообществ и дикой природы это может означать опустошение, но последствия ощущаются и глобально. Сухие земли хранят 46% мирового наземного углерода, и по мере высыхания эти поглотители углерода становятся чистыми источниками выбросов. «Итак, — риторически спрашивает Солé, — что можно сделать?»

Терраформирование Земли: от фантастики к реальности

Около столетия учёные и авторы научной фантастики представляли, что потребуется, чтобы сделать среду другой планеты пригодной для жизни. Джек Уильямсон, военный метеоролог, ставший писателем, придумал термин «терраформирование» в рассказе 1942 года; его подхватили Рэй Брэдбери, Артур Кларк и Ким Стэнли Робинсон, чей «Красный Марс» дотошно описывает преобразование марсианской атмосферы, запущенное генетически модифицированными лишайниками, мхами и водорослями, которые засевают в неприветливую почву. В годы холодной войны учёные, включая Карла Сагана и Джеймса Лавлока, вырвали термин со страниц фантастики и применили его к реальному миру, размышляя, что нужно, чтобы сделать другую планету обитаемой, пока ядерный апокалипсис угрожал покончить с нашей собственной.

Идея применить к нашей собственной планете сценарий из научной фантастики неизбежно вызывает споры и обвинения в самонадеянности и «игре в Бога». Нам говорят, что непредвиденные последствия обязательно последуют. Но Соле принял этот термин. Выступая в 2021 году перед коллегами в Институте Санта-Фе, частном исследовательском центре в Нью-Мексико для специалистов по теории сложных систем, Соле объяснил, что человечество больше не может рассчитывать на то, что окружающая среда будет меняться предсказуемо и контролируемо, когда мир потеплеет на «3-4-5 градусов» Цельсия. Вместо этого наши улучшающиеся климатические модели показывают, что ближайшие десятилетия будут определяться резкими переломными моментами, подобными тем, что уже наблюдаются в засушливых регионах. В прошлом году, когда глобальное потепление достигло 1,4 градуса Цельсия, климатологи объявили, что Земля прошла первую такую планетарную точку невозврата: во всем мире начали разрушаться коралловые рифы в теплых водах. Океанические волны тепла, превышающие пределы выносливости чувствительных к температуре кораллов, могут привести к распаду целых экосистем, что вызовет цепную реакцию для четверти видов рыб, живущих на рифах, и миллиарда человек, зависящих от них как источника пищи.

Морские биологи упорно работают над спасением рифов: от кораллового ЭКО до искусственных облаков и ускоренной эволюции через селекцию и синтетическую биологию. Но, как показывают исследования Маэстре о необратимых переломных точках, мы гораздо лучше подготовлены к спасению экосистем до того, как они войдут в эту спираль гибели. В этом суть процесса, который Соле называет терраформированием. По его словам, для терраформирования Земли не понадобятся драматичные энергоемкие процессы из научно-фантастических книг — ядерные взрывы, орбитальные солнечные паруса или облака искусственных аэрозолей. Более того, в начале своих попыток найти решения на основе синтетической биологии в 2015 году он критиковал различные «грандиозные» геоинженерные предложения, требующие дорогих и рискованных технологий, таких как зеркала в космосе или флотилии самолетов, распыляющих аэрозоли. Зачем строить эти машины для исправления окружающей среды, писал он, если природа уже создала самоподдерживающиеся, самовоспроизводящиеся живые машины? Подход Соле рассматривает экологические системы как технологическую схему, используя тот факт, что мощные инженеры уже действуют в каждой экосистеме. Это означает, что мы можем просто извлечь один местный вид и улучшить его: «Итак, мы конструируем инженеров экосистем — в этом своего рода фокус», — говорит Соле.

Если их цель — однократная доза пробиотика для засушливых земель, будь то генетически отредактированная или закаленная, — будет достигнута, последствия могут оказаться поразительными.

Заставить цианобактерии удерживать больше воды — пожалуй, самая простая часть. Фотосинтезирующие штаммы бактерий, такие как M. vaginatus, естественным образом производят липкие вещества в почвенных корках, связываясь с пылевыми частицами почвы. Эти слизеподобные вещества удерживают влагу из тумана и дождя, делая ее доступной для других организмов. Синтетические биологи уже много лет редактируют бактерии, чтобы они производили гиалуроновую слизь и другие вещества, усиливающие этот процесс, объясняет Виктор Маулл, специалист по синтетическим экосистемам чуть старше двадцати, постдок в лаборатории Соле. Маулл разработал «генетические цепи», заставляющие бактерии вырабатывать гиалуроновую кислоту, которые теперь готовы к испытаниям на модельном организме Bacillus subtilis.

Небольшое изменение уровня влажности может иметь большое значение. В Аликанте везде, где удавалось удержать чуть больше воды — в затененных деревьями участках или углублениях почвы, — этого оказывалось достаточно, чтобы запустить петлю обратной связи, позволяющую формироваться все более сложным биокоркам. «Это мультипликативный эффект», — говорит Соле. Он называет это синтетической мутуалистической петлей: если она сработает, «мы надеемся, что наш синтетический штамм улучшит качество почвы; качество почвы улучшит растительный покров; а растительный покров улучшит качество почвы».

Пока они полагаются на компьютерные модели, потому что негативная реакция на ГМО в 1980-х годах оказала сдерживающее воздействие на исследования, объясняет Соле, а это значит, что мы удручающе мало знаем о том, как синтетические микробы взаимодействуют с более широкими экосистемами. «Это terra incognita», — говорит он. Но данные из реального мира уже близко.

Мезокосм

В Барселонском биомедицинском исследовательском парке лаборатория Соле находится этажом ниже Европейской молекулярно-биологической лаборатории (EMBL), уважаемого 50-летнего учреждения, которое возглавляло европейскую часть расшифровки генома человека. Конде Пуэйо проводила время между двумя этими организациями — сначала работала в команде Соле, когда проект только начинался, а затем перешла в медицинские исследовательские помещения, где выращивались мутантные микробы. Спрятанная за баррикадой из мебели, чтобы гарантировать сохранность, Конде Пуэйо построила копию засушливых земель Аликанте внутри климатической камеры размером с холодильник с морозильной камерой. Прошло около двух лет с тех пор, как Соле впервые рассказал мне о своих планах создать реалистичный «мезокосм» — закрытую экспериментальную экосистему, — чтобы точно смоделировать такую засушливую среду. Проект, названный Synterra, вероятно, является самой сложной на сегодняшний день копией, и возглавляет его EMBL, которая в последние годы проявляет растущий интерес к микробиологии за пределами человеческого тела, чтобы понять, как жизнь реагирует на меняющуюся планету.

Биолог развития Джеймс Шарп, возглавляющий EMBL Barcelona, поощрял ее строить почвенную систему по строгим стандартам человеческих «органоидов» — трехмерных тканей, выращенных из стволовых клеток, которые за последнее десятилетие произвели революцию в исследованиях химиотерапевтических препаратов и развития человека, проводимых ее коллегами из EMBL. Органоиды — это «промежуточное звено» между экспериментами на отдельных клетках и полными подопытными субъектами, объясняет Шарп. По сути, проект Synterra создает «экосистему in vitro», говорит Шарп, чтобы помочь исследователям определить, достигают ли засушливые земли переломных точек, и протестировать потенциальные решения.

Почвенные «органоиды» и климатический театр

Сегодня мезокосм воссоздаёт жизнь аликантских почвенных микробов в режиме «Шоу Трумана»: внутри камеры день за днём повторяются атмосферные циклы целого года. Ночью сухая земля остывает, днём раскаляется под искусственным солнцем — влажность, дожди, температура и ультрафиолет подобраны с точностью до долей. Полной иллюзии, конечно, не добиться: в мезокосме нет кроликов, разбрасывающих помёт, и муравьёв, переносящих микробов на своих лапках. К тому же симуляция отстаёт от внешнего мира на месяц и двенадцать часов. В начале марта Конде Пуэйо программирует климат-контроль по февральским данным из Аликанте, а полусуточная задержка позволяет чинить перегоревшие лампы во время «ночи» микробов. В остальном же сухая экосистема внутри камеры проживает тот же год, что и её дикие собратья снаружи.

Зелёная волна для сухих земель

Команда сейчас доводит симуляцию до уровня надёжного двойника реального мира, чтобы точно исследовать возможные варианты будущего. Главный вопрос: не взорвут ли мутантные микробы популяцию, вызвав каскад вымираний среди других обитателей почвенной корки. Компьютерные модели Лаборатории сложных систем показывают, что синтетические бактерии останутся под контролем даже без встроенного «выключателя». Микробов можно запрограммировать работать только в узких условиях — например, при определённой сухости — и погибать, когда почва увлажнена, объясняет Соле, имеющий учёные степени по биологии и физике.

«В средах, приближающихся к точке невозврата, ясно одно: надо действовать, иначе коллапс неизбежен».

Соле утверждает, что разнообразные экосистемы вроде почвенных корок сами ограничат влияние новичка — так же как кролик, выпущенный в Амазонии или Эверглейдс, вряд ли захватит территорию. Инвазивные виды — редкие исключения: это организмы, наносящие значительный вред местным экосистемам и человеку. Ядовитые жабы-ага, распространившиеся по Австралии и травящие хищников, — яркий пример экологической катастрофы. Но 99% интродуцированных организмов не становятся runaway-проблемой. «Биоразнообразие — мощный брандмауэр, который может сдерживать и контролировать», — говорит он.

Закалка вместо генной инженерии

Процесс закаливания, выявляющий самых устойчивых бактерий и размножающий их в больших количествах, как раз гарантирует, что распространение не будет чрезмерно контролируемым. Этот метод обнаруживает бактерии с генами толерантности к жаре и засухе — адаптации, которые помогут справиться с климатическими вызовами ближайших лет. Конде Пуэйо считает, что закалённые выжившие микробы могут стать готовым решением. Вырастив миллиарды таких предварительно адаптированных «инженеров экосистем», команда уже создала потенциальный пробиотик для сухих земель — способ подтолкнуть экосистему к устойчивости, подобно тому как на тропических рифах высаживают кораллы, обученные переносить жару. Вместо ожидания, пока вид эволюционирует и приобретёт устойчивость к теплу или засухе, можно «взять виды из будущего и вернуть их в настоящее», говорит она, и посмотреть, выиграет ли всё сообщество. Это лечение уже тестируется в мезокосме: в течение следующего года первый эксперимент сравнит участки сухой земли — «почвенные органоиды» — обработанные смесью закалённых бактерий, с контрольными.

Гигатонна углерода и уроки зелёных стен

Если цель однократного пробиотика для сухих земель — будь то генно-отредактированного или закалённого — будет достигнута, последствия могут оказаться ошеломляющими. Трудно точно сказать, сколько углерода удастся удержать при защите и восстановлении засушливых земель, но некоторые почвоведы оценивают потенциал в гигатонну углерода в год — примерно столько же, сколько страны обязались улавливать по Парижскому соглашению.

Однако восстановление засушливых земель всё ещё в зачаточном состоянии. Большинство попыток до сих пор заимствовали методы лесовосстановления, пытаясь возвести базовые барьеры против наступления пустыни — как африканская Великая зелёная стена. Этот экологический мегапроект стартовал в 2007 году, когда Африканский союз обязался посадить пояс деревьев шириной 10 миль вдоль 5000 миль Сахеля. Но спустя почти два десятилетия прогресс невелик. Миллионы деревьев посажены, но в некоторых районах, по оценкам, 80% из них погибли.

После десятилетий неудач с посадкой деревьев глобальные планы восстановления засушливых земель пересматриваются. Китайский проект зелёной стены в пустыне Тэнгэр — полоса длиной 95 миль и шириной 6 миль вдоль железной дороги — поначалу тоже столкнулся с массовой гибелью саженцев, но за 30 лет китайские реставраторы разработали «шахматную» технику: наполовину закапывают солому в виде сетки, чтобы закрепить песок, а в середину ячеек вносят органику вроде навоза, помогая растениям укорениться. Всё больше специалистов понимают: начинать надо с почвы, говорит Соня Чамисо, эколог из Университета Альмерии на крайнем засушливом юго-востоке Испании. Чамисо входит в команду, финансируемую испанским Министерством науки, — одну из полудюжины лабораторий в мире, исследующих методы восстановления на основе биокорок, наряду с группами в Китае, Австралии и США. Обычный метод: извлечь небольшие кусочки биокорок из здоровых участков, вырастить их в теплицах и пересадить в деградировавшие зоны. Такую «пересадку почвенной кожи» впервые применили на первой в мире «ферме биокорок» близ Моаба, штат Юта, созданной для восстановления потрясающих аридных ландшафтов, где трёхмерные корки сравнивают с яичницей, лохматыми коврами и сильно подгоревшими маршмэллоу.

Биокорка на солнечных фермах

Команды в США и Европе видят ключ к масштабированию в солнечных электростанциях, которые быстро распространяются по засушливым регионам планеты и создают новые микроклиматы с подвижной тенью, похожей на лесную. «Мы хотим использовать эти фотоэлектрические фермы как питомники для выращивания биокорки и растений», — говорит Чамизо. Представьте ряды солнечных панелей, под которыми раскинулся микроскопический тропический лес. На пилотной площадке в Альмерии команда планирует восстанавливать биокорку, культивируя бактерии и мхи на месте, а также применяя «биопрайминг» — обмакивание семян растений в микробы, чтобы помочь им укорениться в сухой почве. По её словам, проект пока на ранней стадии. Но исследователи уже разработали более дешёвые химикаты для подкормки бактерий и испытывают новые добавки для повышения эффективности, включая компост из отходов бумажной фабрики, который помогает связывать бактерии с почвой. Со временем они планируют распылять базовые ингредиенты — смесь семян, микоризы и удобряющих химикатов — с помощью гидропосева. Это позволит буквально выливать готовую экосистему сухих земель из шланга на деградировавшую почву.

«Посмотрим ли мы когда-нибудь на африканскую саванну так же, если узнаем, что крошечные синтетические мутанты, возможно, распространяют косметическую слизь в почве? Становится ли эта так называемая естественная экосистема ложью?»

Синтетические экосистемы

На фоне сегодняшних экспериментов по восстановлению Солé и его команда утверждают, что редактирование генов — не только многообещающий, но и сравнительно скромный подход. «Может, это и не выглядит так, но он более консервативен по сравнению с тем, что предлагалось», — говорит эколог Маулл. В средах, приближающихся к переломным точкам, ясно: нужно что-то делать, иначе нас ждёт неминуемый коллапс. Рифы показывают путь. Примерно 90% из них могут исчезнуть к 2050 году, и защитники природы лихорадочно ищут ответы, испытывая мощные технологии для сохранения и восстановления, включая редактирование генов, маломасштабную геоинженерию и бесчисленные другие необычные изобретения.

Кент Редфорд, руководивший целевой группой по синтетической биологии при Международном союзе охраны природы (МСОП), утверждал, что сегодняшние экологические кризисы ясно показывают: охране природы нужно расширять набор инструментов. Это включает понимание рисков и выгод генной инженерии. «У меня были споры, особенно с западными экологами, [которые говорят], что это даже рассматривать нельзя», — рассказывает Редфорд, биолог-охранник и соавтор книги 2021 года «Странные природы: охрана природы в эпоху синтетической биологии». Работа Солé неизбежно столкнётся с теми же обвинениями, что уже звучат в адрес генных драйвов — потенциального решения проблемы редких рептилий и птиц, которых истребляют грызуны, попадающие на небольшие острова с кораблей. Генные драйвы используют CRISPR для модификации участков генетического кода, предназначенных для передачи потомству. В данном случае код должен распространять черты женского бесплодия в диких популяциях крыс или мышей. Выпуск небольшого числа генетически модифицированных взрослых особей на остров со временем приведёт к коллапсу инвазивной популяции. «Я считаю бессовестным не рассматривать их всерьёз», — говорит он.

Критики предупреждали: если крысы сбегут с острова, генный драйв может стать глобальным и уничтожить грызунов по всей планете. «Если мы собираемся найти работающие решения, нам нужно, чтобы они распространялись сами», — говорит Редфорд. «И эта необходимость в самовоспроизводящихся решениях пугает людей ещё сильнее». Как и крысы, микробные решения полагаются на способность размножаться в дикой природе, но их ещё сложнее сдержать. Если они окажутся не аккуратными решениями, а проблемами, вы получите самоподдерживающийся кризис. Не менее тревожно, по словам критиков, что в микробном мире ДНК часто передаётся между видами в процессе горизонтального переноса генов, а значит, совершенно неродственные виды могут начать производить гиалуроновую слизь.

Солé подчёркивает: пока они тестируют и выясняют, происходят ли такие непредвиденные последствия на самом деле. В работе с микробиологом Виктором де Лоренцо он утверждал, что горизонтальный перенос генов может быть преимуществом, позволяя внедрить признак производства слизи без взлома основной хромосомной ДНК бактерии; вместо этого его вводят как дополнительную полоску ДНК, известную как плазмида, которую бактерии могут со временем выбросить или передать. Солé спрашивает, что предпочла бы публика: один генетически изменённый микроб в почве или что-то вроде трудоёмкого подхода Китая в пустыне Тенгер? «Для этого вы привозите тонны и тонны сухой земли и стогов сена откуда-то ещё, а это целые микробиомы, совершенно экзотические. Почему это не проблема?» — задаётся он вопросом. «Но один ген, вставленный в цианобактерию, которая [уже] была в сообществе, — это проблема?»

Это тот самый некогда немыслимый аргумент, который синтетические биологи начинают выигрывать. В прошлом октябре Конде Пуэйо и Солé затаили дыхание, пока экологи обсуждали полный запрет на выпуск генетически модифицированных организмов в дикую природу. Ключевое голосование в Абу-Даби на Всемирном конгрессе по охране природы МСОП, крупнейшей встрече защитников природы, могло заставить их закрыть мезокосм как раз тогда, когда он наконец заработал. Но, к удивлению многих, более 250 учёных подписали письмо, подчёркивающее широкий потенциал синтетической биологии — от уничтожения инвазивных грызунов до защиты мечехвостов от чрезмерной эксплуатации путём разработки синтетической крови. Итоговый подсчёт голосов разделился почти поровну, и запрет провалился с перевесом в один голос, открыв путь к выпуску синтетических организмов в дикую природу. За десятилетие, что Солé ездит с докладами, синтетическую биологию приняли учёные и специалисты по восстановлению, работающие на рифах, в лесах и арктической тундре. «Мы больше не те сумасшедшие, которые говорят безумные вещи», — говорит он.

«Большинство из нас продолжает верить, что мы можем жить в относительно стабильном мире, в котором жили 10 000 лет или больше, но это своего рода „голоценовая галлюцинация“».

Даже если эксперименты в мезокосмах покажут, что отредактированные микробы безопасны и эффективны, остаются более глубокие сомнения. Многие люди по-прежнему хотят, чтобы природные системы оставались нетронутыми, а инженерные микробы — это явно нечто иное. Станем ли мы смотреть на африканскую саванну так же, если узнаем, что крошечные синтетические мутанты, возможно, распространяют там косметическую слизь по почве? Не превращается ли эта так называемая естественная экосистема в ложь?

Редфорд считает, что было бы ошибкой просто отмахнуться и думать, что мы можем запретить всё «неестественное». Организмы уже редактируются в сельском хозяйстве и биомедицинских науках, с предсказуемым переносом в дикую природу. «Я вижу это возражение от группы людей, которые — это своего рода уничижительный термин — смотрят назад», — говорит он.

Большинство из нас продолжает верить, что мы можем жить в относительно стабильном мире, в котором жили 10 000 лет или больше, но это своего рода «голоценовая галлюцинация», говорит он. «И причина, по которой это галлюцинация, в том, что она противоречит всем доказательствам. Мы не можем вернуть тот мир». В антропоцене, когда засушливые земли несутся к климатическим переломным точкам, нетронутая природа осталась в зеркале заднего вида. Уже сейчас заповедники вынуждены мириться с тем, что изменение климата и загрязнение толкают их ландшафты в совершенно новые состояния, названные «новыми экосистемами», и прогнозы показывают, что такие исторически беспрецедентные экосистемы могут составить более 50% наземных экосистем к 2100 году. В таких областях, как восстановление и ревайлдинг, эти причудливые экосистемы всё чаще рассматриваются как новая норма антропоцена, достойная научного внимания и заботы защитников природы. Как показало раздельное голосование в Абу-Даби, растёт напряжённость между приоритетами традиционной охраны природы и «такими людьми, как мы», говорит Маулл, которые принимают это новое будущее.

Слава Зелёной горы

Есть немало предложений генетически модифицировать организмы для поглощения углерода, например стартап из Bay Area Living Carbon, который отредактировал тополя для быстрого роста и поглощения CO2. Аналогично, далласский стартап по «воскрешению видов» Colossal Biosciences рекламирует своего синтетического мамонта как помощника в удержании парниковых газов в арктической вечной мерзлоте. Что отличает микробное решение Соле, так это потенциальное воздействие в планетарном масштабе, говорит Редфорд. «Воскрешение видов и всё такое прочее не имеет абсолютно никакого значения для будущего мира. Это вообще не важно», — говорит Редфорд. Напротив, отмечает он, эффективное средство от деградации засушливых земель могло бы «существенно изменить то, насколько пригоден для жизни и где будет возможна пригодность для жизни в этом мире». Соле убеждён, что готовое микробное решение склонит сомневающихся, указывая на генетически модифицированных комаров, уже выпущенных в нескольких странах и ставших эффективной мерой против малярии.

Через две недели после моего возвращения из Барселоны Маулл пишет мне в WhatsApp, что наконец добрался на военном самолёте до уголка мира, который демонстрирует, насколько драматичным может быть воздействие. Остров Вознесения — вулканическая скала в Южной Атлантике, на которую британская корона заявила права в XIX веке как на базу для охраны острова Святой Елены, где был заключён Наполеон Бонапарт. Тогда Вознесение было не более чем кучей чёрного базальта с редкими папоротниками, которую Чарльз Дарвин в 1836 году назвал отвратительным «пеплом». Однако благодаря Дарвину и его другу Джозефу Гукеру остров занимает особое место в экологической истории. В течение трёх десятилетий британцы перевезли на Вознесение сотни видов со всей планеты: выносливые колючки, дикий табак и барвинки, а также ослов, кроликов и пчёл. Маулл был в восторге от исследования полностью рукотворного облачного леса, который собрался сам собой из этого хаотичного наследия. На вершине Зелёной горы Вознесения он прошёл через самые «густые джунгли», где банановые деревья, бамбук, тис и можжевельник сплетались в густые космополитичные кроны.

Уроки терраформирования

Для проекта терраформирования отодвигание сегодняшних переломных точек — главная цель, но не единственная. Маулл прилетел сюда, чтобы определить, может ли остров дать инженерные уроки для так называемых положительных переломных точек, когда экосистемы переходят в более зелёное, самоподдерживающееся состояние. Хотя преобразование Вознесения было гораздо более беспорядочным, чем клинические эксперименты лаборатории, оно опиралось на столь же простое усилие по удержанию воды: Гукер решил возвести листву, чтобы улавливать влагу, которая иначе проносилась бы мимо с океанским бризом. За почти два столетия этот необузданный эксперимент оказался успешным, если судить по биомассе и биоразнообразию, которые резко выросли, создав среду обитания, где размножаются местные крабы и одичавшие ослы.

«По мере того как засушливые земли несутся к климатическим переломным точкам, нетронутая природа осталась в зеркале заднего вида. Уже сейчас заповедники вынуждены мириться с тем, что изменение климата и загрязнение толкают их ландшафты в совершенно новые состояния».

Теперь кажется неизбежным, что ещё многие экосистемы присоединятся к коралловым рифам и деградировавшим засушливым землям в пересечении переломных точек, прежде чем человечество соберётся и проведёт успешные вмешательства. Уже сейчас ежегодно деградирует 12 миллионов гектаров засушливых земель, часть беспокойной глобальной перетасовки: влажные области становятся засушливыми, затем пустынями, а другие районы движутся в непредсказуемых направлениях. С ростом глобальных температур в некоторых местах мы неизбежно пересечём необратимые пороги. Охрана природы часто оказывается в ловушке попыток сохранить прошлое — как деревья Великой зелёной стены, посаженные в ландшафт, который больше не может их поддерживать, — но Вознесение показывает, что у нас может быть выбор, говорит Конде Пуэйо. Экосистемы способны переформировываться и восстанавливаться так, как мы и представить не могли. Когда прошлое нельзя сохранить или воссоздать, общинам в Сахеле, возможно, придётся действовать, как на Вознесении или Марсе. «Им нужно изобрести будущее: новую экосистему для нового сурового климата», — говорит Конде Пуэйо. «Этот романтизм о простом возвращении к старому устойчивому состоянию, возможно, пора оставить».

Лаборатория Маулла работает над тем, чтобы сохранить «системные свойства» здоровой экосистемы — например, биоразнообразие, которое помогает среде оставаться устойчивой и самоподдерживающейся. Для него сами участники этого биоразнообразия не так важны. Процветающие экосистемы будущего могут состоять из организмов, которые — как европейские пчёлы, опыляющие гималайские цветы на острове Вознесения, — эволюционировали в совершенно других уголках планеты. Или, как синтетические виды из лаборатории, вовсе не являются продуктом естественной эволюции.

Для Маулла остров Вознесения — это «выход. Старый научный эксперимент, доказывающий, что экосистемы можно проектировать», — пишет он мне в WhatsApp. «Экологии даже не существовало как научной дисциплины, когда на этом месте был создан облачный лес. Теперь у нас есть более совершенные инструменты и более широкие знания, чтобы переосмыслить эти вопросы».

Людям трудно смириться с тем, что голоценовый Эдем исчез, и теперь нам нужно вообразить другой мир, объясняет Редфорд. Но он оптимистично настроен насчёт того, что люди смогут переключиться. Он вспоминает, как ещё в XVII веке путешественники, пересекавшие Альпы, задёргивали шторы в каретах, чтобы не смотреть на горы. В книге «Мрачность гор и величие гор» литературовед Марджори Хоуп Николсон рассказывает, как эти зазубренные пики воспринимались как бородавки на теле мира, созданного как упорядоченный и нежный сад. За одно-два столетия отвращение к горам полностью исчезло — этот сдвиг произошёл благодаря писателям-романтикам вроде Мэри Шелли, которые провозгласили встречу с горами опытом соприкосновения с трансцендентным.

«Думаю, мы сейчас переживаем фазу „мрачности гор и величия гор“», — говорит Редфорд. Мы всё ещё отводим глаза от мира, полного запретных инструментов вроде редактирования генов и нечистых ландшафтов вроде Зелёной горы. «Может, стоит раздвинуть шторы, выглянуть наружу и понять, как мы хотим жить в таком мире».