Пыльца покажет

Лондон, 2010 год. В лаборатории больницы святого Варфоломея двое мужчин склонились над белым кроссовком. Они пытаются понять, кому принадлежит обувь и кто убил ее несчастного владельца — иначе в центре столицы Британии случится взрыв.

Конечно, кудрявый детектив Шерлок Холмс уже разгадал эту головоломку — ведь это элементарно. «Пыльца для меня — что указатель на карте», — говорит он. Действительно ли по цветочной пыли можно узнать район и раскрыть преступление? Или это очередная выдумка сценаристов? Разбираемся с Арсением Галимовым, палинологом Уральского отделения РАН.

Цветочная пыль

Пыльцой называют микроскопические, не больше 250 микрометров, частицы, производимые в пыльниках мужскими частями цветков — тычинками. В пыльце содержатся мужские гаметы с генетическим материалом — спермии. Попадая в женскую часть цветка — пестик, — спермии оплодотворяют в нем яйцеклетки, и формируется семечко, из которого в будущем вырастет новое растение.

Спермии не могут двигаться самостоятельно, для этого есть вегетативная клетка. Она прорастает внутри пестика и проталкивает спермии к зародышевому мешку вглубь завязи для оплодотворения.

У разных видов растений внешне разная пыльца. Эти морфологические особенности ученые используют, чтобы определить, к какому роду или виду относится изучаемая пылинка. Например, у всего семейства Березовых пыльца круглая, с выступающими порами. Но у пылинок березы (Betula) всего по три поры, а у ольхи (Alnus) — по пять или шесть.

По внешнему виду пыльцы можно сказать, как она распространяется. На пыльцевых зернах растений, которые приспособились к опылению с помощью ветра, есть выросты. Например, у сосны — воздушные мешки, похожие на ушки. Они нужны, чтобы пыльца опиралась на воздушные потоки и перемещалась на большие расстояния. А вот пыльца березы, которая тоже распространяется по воздуху, — мелкая и обтекаемая, чтобы ветер легко её подхватывал и уносил. В свою очередь пыльца, которую переносят насекомые, покрыта цепкими шипами или липкой оболочкой — полленкитом.

Вдобавок, пылинки окружает внешняя биополимерная оболочка из спорополленина. Она защищает клетки (спермии и вегетативную клетку) от высыхания и ультрафиолета. Такая оболочка позволяет пыльце очень долго не разлагаться и сохраняться в первозданном виде многие тысячи лет. За это археологи и криминалисты полюбили пыльцу еще больше.

Беглец из Альп

С середины прошлого века археологи взяли на вооружение анализ пыльцы и часто зовут палинологов для совместных исследований. Эти специалисты работают с остатками растений, в том числе с сохранившейся пыльцой — реконструируют окружение древнего человека и быт: какие культуры тот выращивал и даже что ел перед смертью.

Так было с «ледяным человеком» Этци (Ötzi). В 1991 году в Альпах немецкие туристы обнаружили мумию. Тело пролежало несколько тысяч лет, но отлично сохранилось и дало ученым много материала для исследований.

Радиоуглеродный анализ показал, что найденная мумия — мужчина ростом около 165 сантиметров. Он жил в эпоху медного века 5200 лет назад и умер в возрасте 45–46 лет. Лед, покрывший его тело после смерти, приостановил разложение. Уцелело даже содержание желудочно-кишечного тракта — в нем палинологи нашли остатки пыльцы.

Мумию отправили на изучение в австрийский Институт ботаники при Университете Инсбрука. Основной проблемой было извлечь образцы для анализа так, чтобы не повредить редкую находку. Очень осторожно, в несколько заходов, исследователи достали пять образцов из разных частей желудочно-кишечного тракта: прямой, подвздошной и тонкой кишок. Поскольку еда перемещается по кишечнику последовательно, ученые смогли исследовать несколько приемов пищи с интервалами около десяти часов.

В образцах палинологи нашли более тридцати разных видов пыльцы деревьев — среди них были ель, ольха и разнообразные злаки. Из-за этих данных появилась гипотеза, что Этци жил к югу от главного хребта Альп — в смешанных лесах, которые преобладают в долине Шнальсталь. Больше всего на это указывала пыльца хмелеграба (Ostrya), который распространен только там. Не исключено, что Этци мог лишь проходить мимо этой местности, а не жить в лесах. Но такой сценарий ученые сочли маловероятным. Еще один факт, подтверждающий теорию, — результаты костей Этци. Они тоже говорили в пользу того, что мужчина жил долине Шнальсталь.

В лаборатории также проанализировали образцы из моховых подушек, которые росли вокруг мумии и на участке от места обнаружения Этци до Шнальстали и собирали на себя окружающую пыльцу. Так ученые отделили пыльцу, попавшую в организм из воздуха от той, что попала внутрь с пищей. Частицы из окружения как бы вычли из всего массива данных.

Исследователи обнаружили в желудке мумии много пыльцы пшеницы и спор папоротника-орляка. Они попали сюда явно не из воздуха. В пробах, которые собрали на природе, пыльца пшеницы встречается в меньшем количестве. Спор папоротника тоже было много — в разы больше, чем на моховых подушках. Это означало, что пшеницу и папоротник мужчина ел незадолго до смерти. Пыльца пшеницы попадает в пищу с хлебом, а молодыми листьями папоротников до сих пор питаются некоторые жители планеты. Также по пыльце установили, что в небольшом количестве в рацион Этци входили бобовые, маревые, первоцветы и калужница.

Обилие микроугля в образцах говорило, что пищу готовили на открытом огне. А кусочки мха, скорее всего, попали в желудок вместе с едой — люди оборачивали пищу мхом вместо бумаги или контейнеров.

Анализ пыльцы, попавшей в организм Этци из воздуха, тоже принес плоды. Оказалось, что мужчина каждый раз ел в разных местах — на это указывали наборы пыльцы, характерные для определенной местности, в разных отделах кишечника. За день до гибели он покинул субальпийский пояс и спустился в хвойный лес. За 9–12 часов до смерти зашел в широколиственные леса, а через семь часов снова поднялся в хвойные, где последний раз поел, вскарабкался на перевал и там погиб.

Почему Этци прятался в горах — до сих пор непонятно. По одной из гипотез, он скрывался от погони — эта версия могла бы объяснить, почему за такое короткое время ему понадобилось преодолеть большое расстояние.

Колыбель Терракотовой армии

Еще одна загадка, которую частично помогла решить пыльца, — происхождение китайской Терракотовой армии. Более восьми тысяч керамических статуй воинов и конницы в 210–209 годах до нашей эры унес с собой в могилу император Цинь Шихуанди. Армию посмертных защитников нашли в его мавзолее. Но где изготовили скульптуры, ученые не знали.

За дело взялась команда исследователей, в том числе и палинологи. Группа ученых из Китая, Индии и Австрии взяла пробы статуй и почвы в мавзолее и около него. Растерев образцы керамики, ученые извлекли пыльцу и приступили к анализу.

Исследователи нашли в глине по два набора пыльцы, которые отличались друг от друга: один, в основном, встречался в фигурах лошадей, второй — в скульптурах воинов. Первый был очень похож на пробы земли у мавзолея, а значит, лошадей изготавливали рядом с захоронением. Второй же набор содержал много травянистой пыльцы, не характерной для этой местности, и указывал на то, что статуи изготовили где-то далеко (где именно — пока неизвестно).

Скорее всего производить статуи рядом с мавзолеем было дорого, но в отличие от солдат фигуры лошадей сложно перевозить из-за хрупких ног и большого веса (около 220 килограмм каждая). Вероятно, поэтому создавали Терракотовую армию в разных местах.

Напылил — и осуждаю

Примерно 60 лет назад пыльцевой анализ решили использовать не только археологи, но и криминалисты. Хотя до его повсеместного распространения еще очень далеко. В России такими исследованиями практически не занимаются, а в мировой практике анализ пыльцы включают в протоколы судебной экспертизы зачастую формально.

У палинологов, работающих с криминалистами, два подхода. Первый — когда следователи точно знают, где произошло преступление. В этом случае ученые должны связать место преступления и найденные там улики с уликами из других мест и подозреваемыми. Палинологи ищут пыльцу везде — она может сохраниться в волосах жертвы, под ковриком в машине, где нашли тело, а также — на ботинках убийцы. Извлеченную пыльцу сравнивают между собой. Если она совпадает, высока вероятность, что улика и место преступления связаны. Второй подход — когда нужно определить место, где произошло убийство. Тогда судебный палинолог включает все свои знания об экологии растений, современных ареалах деревьев и трав и моделирует для полиции местность, откуда могут быть улика или тело.

В обоих подходах важно определить, перед нами пылинка, характерная для окружающей обстановки, или ее случайно занесло ветром. Сложнее всего работать с образцами из мегаполисов: в городах много растений, которые совсем не характерны для региона. Ботанические сады, цветы на подоконниках горожан, ландшафтный дизайн — все это мешает доказать вину (или невиновность) подозреваемого.

Осложняет анализ и интродукция — намеренное или случайное заселение территории несвойственными видами. Такое случилось в Австралии, когда на континент завезли сосну.

Несмотря на эти трудности, пыльца все-таки сыграла ключевую роль в поимке сотен преступников.

Убийство на берегу Дуная

Одно из первых расследований, где полиция обратилась к палинологам, началось в 1969 году в Австрии. Во время отдыха недалеко от Вены на реке Дунай пропал мужчина. Следствие предположило, что он был убит, но не обнаружило тело. Позже правоохранители вышли на подозреваемого — друга и делового партнера пропавшего. Подтвердить, что он замешан в преступлении, не смогли — при обыске дома подозреваемого полицейские не нашла ни тела, ни орудия преступления.

Единственное, что нашли детективы, — ботинки с налипшей грязью. Следователи решили попытать счастье и передали обувь в Австрийскую геологическую службу. Вильгельм Клаус — ученый, который проводил анализ, — сначала не нашел в образце ничего примечательного: только пыльцу ольхи, ели и ивы, которые обычны для лесов вблизи Вены. Но затем он обнаружил пыльцевые зерна гикори и ореха, которые произрастали здесь 20 миллионов лет назад.

Единственное место, где можно было бы найти отложения с этой пыльцой, — береговые обнажения Дуная. Когда полиция привела подозреваемого на предполагаемое место преступления, тот во всем сознался и показал детективам, где закопал труп.

Дело Бэби Доу

Еще одно преступление, раскрыть которое помогла пыльца, случилось в 2015 году. Во время прогулки с собакой американка наткнулась на запечатанный мешок для мусора — его прибило к берегу Дир-Айленда в Бостонской гавани. К своему ужасу, в пакете девушка нашла труп ребенка, завернутого в одеяло. Вода настолько исказила черты лица и отпечатки пальцев, что установить личность было невозможно. Единственное, что определила полиция: это была девочка 2–4 лет.

Океанические течения могли пронести тело несколько сотен километров, пока его не прибило к берегу Дир-Айленда. Причем как с севера, так и с юга от места обнаружения. Фоторобот ребенка, который составили по останкам, также не помог следствию.

Зацепку нашли на одежде: на ткани сохранились несколько сотен пыльцевых зерен. Поначалу данные не были многообещающими. Анализ показал, что тело принесло течением с северо-востока США. Но среди зерен не нашли пыльцы сельскохозяйственных культур, а значит, погибшая жила точно не в сельской местности. В образцах также не было пыльцы сорняков — это указало на то, что ребенок жил вдалеке от заброшенных мест и пустырей. Палинологи установили, что девочка находилась либо в черте города или пригороде, либо в городе с небольшим озеленением и достаточным количеством автомобилей. Помимо пыльцы обнаружили сажу — это стало еще одним признаком в пользу того, что убитая жила в городе.

Другой подсказкой стала пыльца двух видов кедра (не сосны сибирской, которая по ошибке в России называется кедром, а настоящего Cedrus). Обычно на северо-востоке США встречается только один вид кедра — дикорастущий. Но в американских дендрариях выращивают еще несколько видов. Полицейские запросили списки кедров в северо-восточных ботанических садах — только в трех из них были разные виды: в Нью-Йорке, Арнольде и Бостоне.

Поскольку тело нашли недалеко от Бостона, следователи начали с этого города. Первым делом они проверили районы, близкие к дендрарию. После опросов свидетелей полиция установила убийцу. Им оказался мужчина по имени Михаэле МакКарти — он жил с женщиной по имени Рошель Бонд и ее маленькой дочерью, которую и убил. Преступление МакКарти совершил под воздействием наркотиков. О том, что мужчина употребляет запрещенные вещества, говорили и свидетели, и пыльца конопли, которую нашли на теле жертвы. Но из-за того, что зерна часто встречаются на территории Америки, их не учитывали при поиске преступника.

Не пыльное дельце

Пыльцевой анализ действительно позволяет заглянуть в прошлое, узнать о событиях, которые произошли тысячи лет назад, или поймать, казалось бы, неуловимого преступника. Но последнее, к сожалению, пока исключение из правил, а не рутина.

Пока только детективы на экране могут позволить себе по одной пылинке восстановить витиеватую цепь событий. В реальности пыльцевой анализ — кропотливая работа, в которой нужно учесть десятки факторов, чтобы докопаться до истины.

Если отпечатки пальцев можно спрятать перчатками, то пыльца — улика, от которой сложно избавиться: она витает в воздухе, незаметно оседает на одежде, волосах и предметах, — повсюду. При всех сложностях пыльцевого анализа он может и должен использоваться для установления справедливости. Например, в некоторых странах уже есть курсы по анализу пыльцы в криминологии (1, 2). Ученые сейчас также работают над созданием алгоритмов машинного обучения, который помогал бы быстрее идентифицировать пыльцу. И это только первые шаги, которые, возможно, сделают редкую методику распространенной технологией.