Фальк Варнеке посмотрел вниз через увеличительное стекло и осторожно ткнул в кучу жуков. Они были мертвы - замерзли и навалились на охлажденный металлический блок, как кофейная гуща на ложке. С помощью щипцов с тонкими наконечниками он схватил одного из насекомых у основания его грудной клетки и поднял его с блока. Она была коричневой и едва ли больше ресницы. Со вторым щипцами он ущипнул конец его живота. Он осторожно потянул и потянул его пополам. Блестящая красноватая струна плавно соскользнула с экзоскелета. Варнек улыбнулся. «Это хорошо для термитов», - сказал он с сильным немецким акцентом. «Вы получаете всю кишку в целости и сохранности».
Warnecke не хочет, чтобы слесарь термитов порвался и его содержимое перемешалось. Его интересует содержимое. В кишечнике есть выпуклые камеры, которые набухают от огромного количества микробов, которые термиты используют для расщепления целлюлозы из дерева или травы, которую потребляют насекомые. Когда он не называет термитов «милыми зверюшками», он называет их «шагающими биореакторами» и считает их сочные интерьеры своего рода жидким золотом. На данный момент он интересуется только самой большой луковицей на струне, так называемым третьим проктодальным сегментом, или, на местном языке микробной экологии, «брюшком кишки». Это отделение размером с микролитр - намного больше, чем окружающие отделы кишечника и легко различимое невооруженным глазом - является домом для особого сообщества микробов, которое, по мнению некоторых людей, может помочь решить энергетический кризис.
Варнек, исследователь из Объединенного института генома Министерства энергетики США в Уолнат-Крик, штат Калифорния, в последнее время привлекает большое внимание своей работой с термитами. Насекомые удивительно эффективны в превращении целлюлозы в сахар - первый шаг в получении топлива из растений, таких как проса или тополя. Ученые не могут конкурировать с термитами. Они могут разрушить жесткие связи целлюлозы в лаборатории, но ферменты, которые они используют, дико, непомерно дороги. Вот тут и появляется Варнеке. Его исследования заставляют некоторых людей выделять слюну на перспективу окунуться в микробное рагу термитов и вытащить несколько ферментов, которые в конечном итоге позволят производить этанол из целлюлозы в промышленных масштабах.
Отложив щипцы, Варнек взял две длинные иглы и оттолкнул конечности и панцирь термитов. Он поместил каплю буферного раствора в кишечник, чтобы сохранить его влажным, а затем приступил к атаке на выпученный удар задней кишки, несколько раз нанося удар блестящей лампочке, пока ее содержимое не вылилось и не смешалось с буфером, чтобы образовать суспензию ферментов и фрагментов целлюлозы. Своей пипеткой он высосал немного жидкого "пюре" и впрыснул его в пластиковую трубку. Он надеется идентифицировать разрушающие целлюлозу ферменты в заторе, но сначала он должен выяснить, какие кишечные бактерии делают их, а какие действительно работают на переваривание целлюлозы.
По утрам в будние дни, когда погода хорошая, Уорнке ездит на велосипеде на поезд BART и доставляет его из Беркли через холмы в высококлассный пригород Уолнат-Крик. На вокзале он снова садится на велосипед и крутит педали в нескольких милях от аккуратных торговых центров и заправочных станций до зеленого, похожего на индустриальный парк кампуса Объединенного института генома. Министерство энергетики открыло институт в 1997 году, чтобы служить центром проекта «Геном человека», который расшифровал последовательность пар оснований в нашей ДНК. Проект завершился в 2003 году, но JGI остается глобальным центром по секвенированию и картированию генома. В разветвленном лабиринте лабораторий и офисов здания гудит около сотни секвенирующих машин размером с стиральную машину, ожидая образцы ДНК и РНК, отправленные сюда для анализа учеными всего мира.
Warnecke, который получил докторскую степень в Институте морской микробиологии им. Макса Планка в Бремене, Германия, приобрел еще более разреженный опыт в Walnut Creek. Он является частью небольшой группы микробиологов, которые оставили свои чашки с агаром для относительно новой области, известной как метагеномика, которая включает анализ ДНК непосредственно из образцов окружающей среды, таких как кишки термитов или ложка поверхностных вод океана, а не из культивируемых клеток.
Исследователь Министерства энергетики США Фальк Варнеке изучает термитов в надежде помочь решить энергетический кризис (Джулия Олмстед) 
Переваривание термитов древесной массы является предметом исследования потенциальных новых видов биотоплива (iStockphoto) «Микробиологи, вероятно, всегда подозревали, что им не хватает разнообразия», - сказал Варнеке. В первые дни секвенирования генома ученые выращивали один тип микроорганизмов за один раз, затем извлекали и секвенировали ДНК из этих клеток. Для них высасывание случайной коллекции микробов прямо из живота термитов и надежда упорядочить и отсортировать генетический материал каждой отдельной бактерии казалось бы совершенно смелым, если не невозможным.
Варнеке, которому в 35 лет выглядит как новообращенный Владимир Путин, считает себя исследователем на лабораторном стенде. Волосы в задней части его шеи раздражают поиски новых ферментов - картографирование новых и очень, очень маленьких территорий. «Это как первый человек, который видит бабочек», - говорит он.
Переместившись на свой лабораторный стул, Варнек начал осваивать процесс, который он провел до конца дня. Он перенастроил свои защитные очки и латексные перчатки, взял еще один термит и снова начал процесс глотания. Этот термит, Nasutitermes corniger, был коричневого цвета, как и другие, и имел блестящий, ребристый живот. На его безглазой круглой голове торчали две клешни. Термиты рода Nasutitermes питаются сухим мертвым лесом. Этот, до того как он был заморожен и доставлен сюда из Флориды, был рабочим, членом касты, отчасти обвиненным в поиске и переработке целлюлозы, чтобы накормить солдат гнезда и репродуктивных особей.
Nasutitermes - это род, близкий сердцу Варнеке. Метагеномное исследование, которое он провел с родом в 2007 году, обнаружило множество новой информации о том, что происходит внутри живота насекомых. Он и его коллеги не только обнаружили ранее неизвестные ферменты, но и подтвердили, что в классе так называемых «высших» термитов бактерии, обитающие в кишечнике, синтезируют эти ферменты - всего лишь предположение перед исследованием Варнеке. Эта работа получила его первое авторство на бумаге в престижном журнале Nature. После этого последовал большой интерес средств массовой информации, просьбы о лекциях, а теперь грант в размере 240 000 долларов от Института энергетических биологических наук - нового предприятия биотоплива Калифорнии в Беркли - чтобы потратить следующие два года на дальнейшее изучение кишечников термитов, на этот раз с тремя различными травами. виды.
Отношения Варнеке с термитами имеют знак гениальной одержимости. На выходных, прогуливаясь по парку Тилден на холмах Беркли, Уорнек кладет в карманы палки и пригоршню мягкой лесной подстилки. Он забирает мусор обратно в свою квартиру и разбрасывает его в террариум, где живут несколько сотен термитов, которых он собрал в Калифорнии. Эти насекомые не для того, чтобы расщепляться, а просто для ухода. «Я не знаю, чем их кормить, - сказал он, - но я думаю, что они счастливы». Варнек - покорный куратор крошки; он служит маленьким организмам и их микроскопическим внутренним морям.
В лаборатории Варнек собрал груду оттаявших теперь термитов и бросил их в мусорное ведро с биологической опасностью. Он закончил глотать свой первый набор - по пятьдесят штук на пробирку - и пошел, чтобы забрать свежую коллекцию из морозильной камеры на другой стороне комнаты. Он жесток с ними, но его привязанность к термитам очевидна. Тем не менее, потенциал его работы в области зеленой энергии оставляет Варнеке в основном неподвижным. Он с радостью обсудит выполнимость биотоплива, но говорит, что темы не оживляют его.
Он открыл новую пробирку с термитами и вылил небольшую кучку на металлический блок. На следующий день он прилетит в Европу, чтобы провести переговоры о своей работе по термитам с учеными, которые хотят быть в авангарде исследований деградации целлюлозы. «Приятно иметь прикладной аспект, и я надеюсь, что это будет полезным вкладом», - сказал Варнеке, выглядя немного уставшим от всего этого волнения. «Но прежде всего меня интересует фундаментальная наука, микробное разнообразие и симбиоз». Затем он взял другой термит и разделил его на две части.
