В общем, я давно хотел рассказать вам про шелкопряда.
Стимпанк с дирижаблями и авиацией казался в Российской империи светлым будущим. Но вот только возможностей обычных материалов не хватало. В этот момент мы решили обратиться к биотеху — конкретно, шелковичному червю, способному делать нанонити того времени — шёлк.
В стране были уже и единичные деревья, и плантации, но с 1720 года шёлка понадобилось в разы больше. Пётр I основал большие плантации шелковичных деревьев. Но несмотря на все старания, червь у нас часто болел, чах и вообще капризничал. Тем не менее, в Астрахани на местном сырье к концу восемнадцатого века работало 20 шелковых и 70 полушелковых фабрик.
В СССР в доперестроечные времена производилось до 900 тонн коконов в год. Потом постепенно шёлк вытеснили синтетические материалы. Но речь не об этом.
Сейчас я буду учить вас выращивать тутовое дерево и воспитывать червя. На самом деле, предлагаю почитать инструкцию 1885 — 1910 года по процессу. Обещаю, она прекрасна ровно как и захватывающа. По дороге нам встретятся Луи Пастер не с тем подвигом и другие интересные люди.
Ну и, конечно, я отсканировал свой экземпляр и, обсудив с юристами, могу сказать, что книга доступна для всеобщего пользования.
Что это за книга
Руководство Иоганна Болле впервые было выпущено в 1885 году на немецком. К моменту выхода моего издания 1910 года (по немецкому версии 1908 года) оно было уже доступно на 12 языках. Сначала смотрим на обложку:
Как мы видим по автору и соавтору, червей воспитывали на сельхозхимической станции в Герце. Точнее — Шелководственной станции при Триентском отделении Тирольского Земледельческого Союза. Соавтор книги — Франц Гвозденович, инспектор этой станции, автор — директор станции, судя по соседней книге про Японию, очень тщательно изучивший восточный опыт. Ему есть, чем поделиться с читателем, потому что в европейском климате червяк болел и страдал. Сначала думали, что от погоды, но оказалось — от вторичных явлений вроде нехарактерных для родных регионов шелкопряда болезней. Как я говорил, нам ещё встретится по сюжету Пастер, который за 20 лет до первого издания книги спас целую индустрию, разобравшись в микробиологической природе заболеваний. На этой станции же до совершенства отработали и оттестировали процедуры биобезопасности.
Русское издание не выглядит прямо шикарным (что неудивительно, ведь это техническая инструкция), но по мере чтения становится понятно, что к нему отнеслись с очень большой любовью. Вёрстка очень хороша для тех лет, а схемы со стадиями червя так вообще потрясающи.
Червь, кстати, прямо в масштабе 1:1, его можно приложить к книге и узнать стадию развития.
Редактор тоже неслучайный человек: Лев Бернардович Бертенсон, хороший врач и популяризатор науки, окончил Военно-медицинскую академию в Петербурге в 1872-м. Как мне подсказала юридическая служба, всё это перешло в общественное достояние по статье 1282 ГК РФ, так как с момента смерти автора перевода, и автора и соавтора книги прошло более 70 лет. Поэтому мы можем выкладывать его в общий доступ. Соответственно, я отсканировал издание (что было довольно сложно сделать, не повреждая, поэтому в середине иногда встречаются замыленные, но всё ещё читаемые участки, простите) — и скачать его можно вот здесь: PDF, 110 Мб. Эта же книга в физическом виде есть в библиотеке вот тут.
Кто такой, чёрт побери, этот шелкопряд?
Вообще-то это бабочка с вот такой хитрющей рожей:
Но до этой стадии большинству шелкопрядов никто дорасти не даёт, потому что их кокон, которым защищена личинка, сделан из, соответственно, шёлка. Который трудолюбивые крестьяне хотят отобрать у несчастной насекомой.
Поэтому вы знаете шелкопряда как червя. Оный выглядит ровно как на картинке в начале поста.
Цикл такой:
— Откуда-то берутся яйца шелкопряда (грена), которые снесла взрослая здоровая бабочка.
— Потом эта грена некоторое время хранится в каком-нибудь амбаре, чтобы синхронизировать начало выращивания червя с получением первых листьев.
— Дальше происходит «оживление грены», то есть инкубация личинок.
— Следующая стадия — уход за червяком-личинкой так, чтобы оная личинка была счастлива свить кокон.
Червяк растёт из маленького в здоровенного примерно месяц. Потом наматывает на себя от 300 метров до полутора километров нити (разного цвета, но промышленно разводят с личинок с белой нитью) и пытается стать бабочкой.
Собственно, конец истории, потому что дальше остаётся только отнять у беззащитной личинки этот самый кокон. Немногие избранные переживают эту стадию, перерождаются в бабочку и становятся новыми производителями грены.
Но давайте же начнём читать!
Из вступления следует, что часть рисунков сделана на основе «фотографическихъ снимковъ автора».
На всякий случай напомню, что в 1839 году Дагер передал свой способ получения фотографического изображения в общественное достояние. До 1871 года в ходу был потрясающий мокрый коллоидный процесс, который произвёл первую фотореволюцию (вторую условную — узкая плёнка, третью цифровое фото). Процесс назывался мокрым, поскольку получать снимок нужно было, пока пластина не высохла. Фотохакер тех лет Нисефор Ньепс обошёл почти все доступные тогда ограничения и даже получил первые кадры панорамы города, поместив лабораторию в корзину воздушного шара. В 1871 году появились сухие пластины, а в 1887 году уже и плёнка. То есть, скорее всего, съёмка для книги велась на сухую стеклянную пластину. Но на фотографиях было слишком много шума из лишних деталей, поэтому Лев Бернардович использовали их как ТЗ для художника, чтобы он убрал с кадра всё неважное и нарисовал только очищенную правду.
Начинаем. Цель всего действа — получить гиперткань. Про волос уже много знали ещё начиная с римлян, открывших, что самые прочные канаты можно делать из кос. Но этого было мало. После продолжительных поисков прочного волоса наткнулись на разные виды паутины и вообще нитей насекомых. Пауков доить слишком сложно и хлопотно, а вот маленький шелковичный червяк способен произвести невероятно много полезной нити для своего размера.
Чтобы червяк вышел на производственную мощность, нужны деревья, где он будет жить. Шелковицы. Собственно, именно из-за этого моя родная Астрахань вся усажена этими деревьями — их называют ещё тутовником или тутником. На момент начала сюжета они были очень хорошо известны на Востоке, и из них делали бумагу. Но для червя нужно особенное дерево. Шелковица бывает белая и чёрная (Morus alba и Morus nigra). Белая лучше, поскольку легче приживается на разных почвах, и «шелковичные черви предпочитаютъ ея листву всякому другому корму». В Астрахани растёт и та, и другая, что странно, потому что белая по науке червю вкуснее, и поэтому он будет отдавать нитку эффективнее. Это важно для себестоимости шёлка. Возможно, выкладки Иоганна работают для европейских регионов, а в наших южных нужны были другие сорта.
Листья в книге описываются так вкусно, как в современной рекламе дегустаторы говорят, что корм для собак стал ещё вкуснее. Вот так они выглядели на ферме в Китае 5 лет назад, кстати:
Иоганн Болле предлагает технико-экономическую формулу:
— Какие почвы может взять дерево (сразу ограничивает выбор пород).
— Как размножается (семена лучше всего, потому что есть 4 сорта, которые размножаются палочками в землю, и ещё 2 нужно прививать к другому дереву).
— Какой размер листа (больше — дешевле собирать, но нужно будет их потом резать, потому что для червя важен периметр листа, а не его площадь).
— Как быстро распускаются листья — если начать раньше на неделю, то «Этимъ дана будетъ возможность уберечь червей отъ iюньскихъ жаровъ, такъ губительно влiяющихъ на шелкопряда».
Биотех уже давно достиг высот, позволяющих «облагораживать» дерево прививками, но у таких деревьев корневая система развивалась хуже сеянцев. Дальше у нас идёт немецкое обстоятельное пособие по фортификации, переписанное в посадку деревьев. Очень много внимания уделяется подготовке саженца и подготовке грунта (конский навоз с землёй) для сажальной ямы. Всё очень тщательно разжёвано, и настолько понятно, что возникает ощущение, что справится даже senior-разработчик или mid-менеджер, никогда не державший лопату. Важно это было потому, что в некоторых пассажах Иоганна чувствуется боль от того, что не очень умные крестьяне портят червя, деревья и вообще путают всё, что только можно. К тому, что не стоит недооценивать предсказуемость тупизны, мы ещё вернёмся. Пока фортификация:
Дальше дерево стоит три года. На первый год мы обрываем побеги на стволе, чтобы потом получилось правильная военная шелковица — никаких веток ниже двух метров. К слову, я застал накатывание этого стандарта в Казани на рощу перед зданием администрации, когда по требованиям безопасности с деревьев были срезаны ветки ниже двух метров. Проблема была в том, что это были ёлки, и они были 220-240 сантиметров. Получилась роща кисточек. Но у нас задача не обеспечить просматриваемость территории, а сетевой инжиниринг. Дело в том, что правильным срезанием ненужных для основной задачи (получения сочного вкусного листа) побегов, мы перераспределяем ресурсы дерева. Должны получаться такие фракталы.
Через три года можно собирать листья. Инструмент для сбора — специальный гарпун для притягивания веток.
После сбора листьев очень важно срезать лишние ветки на деревьях. Использование материалов полное: кора с этих веток служит «прекраснымъ обвязочнымъ матерiаломъ, а сама древесина — хорошимъ топливомъ… Листву можно давать скоту въ свѣжемъ видѣ, или въ силосованномъ, съ прибавкой извѣстнаго количества соли».
Дальше рассматривается полноценная модель угроз дерева. Хоть шелковица и не очень капризная (скорее, наоборот), но почти каждая из угроз может попортить вкус листа, и тогда червяк будет плакать. Например, образование инея на шелковице можно предотвратить «искусственным облаком» — нагонянием невероятно плотного дыма из костра с дегтярными опилками, мокрой соломой и всякого мусора. После града надо правильно очищать дерево, перераспределяя ресурсы на наиболее уцелевшие ветки — даются все критерии, чтобы крестьянин не перепутал. Если появляется парша — просто нужно выявлять вовремя и убирать (она не очень быстро распространяется). А вот с древесной гнилью сложнее. Случается она от влажности и плохого ухода: нужно вовремя осматривать каждое дерево. Корневая гниль («бѣелая немочь», она же грибок Dematophora necatrix, похожий на плесень) ещё опаснее: по опыту Кавказа мы прекрасно знаем, как она перебирается на соседнее дерево, а усажены деревья плотно, поэтому стоит чуть пропустить момент — и червяк будет страдать без своих вкусных листьев. Иоганн Болле предлагает следить за следами поражений на листьях, и если листья болеют — сразу же выкапывать дерево с корнями и сжигать его как можно быстрее на месте, не таская по посадкам. Яму заливают 3% раствором железного купороса и не трогают (даже не засыпают) год. Методы биобезопасности отрабатывались цивилизацией веками, поэтому не стоит удивляться, что столь правильные способы использовались задолго до понимания, что же вообще вызывает эти болезни растений.
Ну а шелковичный червец (тля) просто счищается щётками. Щётки нарисованы в разных видах, чтобы можно было сделать по рисункам. А вот рецепты дезинфекционных средств:
На следующей странице есть ещё более интересный метод: станция на момент написания книги исследует муху-наездника, способную убивать паразитов дерева. Сегодня те же Encarsia отлично используются для борьбы с другими паразитами, например, табачной белокрылкой.
Правильное воспитание шелкопряда
Одна бабочка даёт 500-700 яиц. Получение грены — одна из самых наукоёмких операций на шелководческой ферме, и один обученный коллектив мог обеспечить яйцами сразу целый регион. Грена обладала свойствами крупы (но более узким допустимым температурным диапазоном), поэтому её можно было спокойно возить довольно далеко. Это зародило целую индустрию торговли только ей и вторичный рынок. Шелковод обычно покупал качественную грену кусками по 25 или 30 граммов (35 и 42 тысячи яиц соответственно), а потом укладывал на хранение, пока не будут готовы листья.
Когда почки готовы распуститься, грена помещается в инкубатор. Внизу у него фильтр, который пропускает мааааленьких червячков, но не пропускает яйца. Инкубатор работает при температуре 13 градусов по Реомюру. Градус Реомюра — это след борьбы Internet Explorer и Netscape Navigator Цельсия, Фаренгейта, Ремёра и других пацанов. Вот статья на Вики, картинка оттуда:
В инкубаторе грена постепенно догревается до 25 по Цельсию и проклёвывается. И в этот момент герр Иоганн начинает с болью переходить на протоколы деградации. Его станция располагалась на австрийско-итальянской границе, делалось всё по венгерским рецептам, плюс ещё обучались немцы. В общем, вокруг ходили те самые крестьяне, которых интересовал не выверенный наукой оптимальный способ выращивания шелкопряда, а колхозный DIY. Игнорировать это было нельзя, и поэтому сначала описывается, что инкубатор, в целом, иметь не обязательно, можно делать всё в комнатах с печкой, а влажность можно было контролировать разбызгиванием по полу воды. Сделать такое шайтан-устройство сложно и дорого, потери при ошибке с температурой могут быть высокими, поэтому дальше так и написано — лучше делайте коллективно силами многих шелководов. Скиньтесь на одну фиговину — и будет всем счастье. Но «каждая партiя, принадлежащая отдѣльному лицу, должна помѣщаться особо отъ остальныхъ, чтобы не возникло никакихъ недоразумѣнiй и споровъ».
Мы тут за науку, поэтому: «Рѣшительно надо оставить принятое у крестьянъ обыкновнiе: оживлять грену, держа её за пазухой, или совсѣмъ близко у очага, раскладывая въ теплыхъ стойлахъ, или, наконецъ, просто, выставляя на солцне». Тем не менее, если вы совсем бедный крестьянин, Иоганн делится лайфхаком с матрасом и мешком. С болью, но делится.
Сколько выращивать грены? Ооо, это отличный отдельный вопрос. Помните, что крестьяне не умели писать и считать? Ну так вот, дерево даёт 30-40 килограммов листвы, крупные вполне могут дать сотню. Математика для избранных, поэтому появляется отдельная профессия — оценщик, способный посчитать листву на деревьях и дать прогноз по количеству оживляемой грены. «Такiе эксперты теперь появились во многихъ мѣстахъ, гдѣ занимаются шелководствомъ въ болѣе крупныхъ размѣрахъ».
30 граммов грены жрёт аж 10-12 «метроцентнеровъ» листвы. Если я верно понимаю, и речь про метрический центнер, то 30 граммов яиц до инкубации требуют для выкорма 1,2 тонны листьев (это 30 деревьев). Минимум. Ну и комнату на 100 кубометров (примерно 7х5х3 метра). На выходе максимум 80 килограммов коконов. То есть один кокон — 12-14 килограммов листьев.
Итак, посчитали всё верно, грена вылупилась и ползёт через фильтр на подложку, на которой лежит вкусный сочный лист. Ползёт она (точнее, уже червяки), собственно, на запах листа. До открытия этого факта личинок просто смахивали пером, что приносило им неисчислимые страдания. Дальше их переносят в червеводню — помещение с полками для, собственно, воспитания.
Обустройству червеводни посвящен ещё один большой раздел про фортификацию. Точнее, с особой любовью рассматриваются разные виды печей.
Посуда для червеводни обязательно дезинфицируется. Делалось в 1910 году это с помощью ультрафиолетового излучателя. Довольно мощного. Посуда мылась содой и выставлялась на несколько дней на солнце. Стены и потолок комнаты покрывали известью. Вот тут можно познакомиться с представлениями о бациллах на тот момент:
Но поскольку даже после дезинфекции УФ-лучами ни в чём уверенными быть нельзя, использовалось старое доброе серное окуривание. Брался огромный кусок серы, смешивался со спиртом и сжигался. Дым держали в помещении 48 часов. Если серы нет — не беда, описывается бытовой способ получения хлора. Упомянут и новомодный формалин. Но, конечно, серой надёжнее. Химические последовательности описаны примерно как хорошие рецепты для кухни. Не повторяйте это дома и вообще где бы то ни было.
В итоге черви размещаются на этажерках.
Червь цепляется зубами за край листа. Поэтому листья сразу крошатся на полоски перед самым кормлением, чтобы они все могли покушать одновременно, для чего используется некий вид шредера (листорезки). 8 раз в день надо собрать листья, принести их в листорезку, нарезать, разложить и покормить всех мелких.
Ну и вот ещё офигенное представление о дыхании червей:
Дальше там есть огромный раздел про то, как лечить червя, но представления о ветеринарии вы уже получили на паразитах, поэтому его пропустим.
В следующем разделе уже пора мотать: воспитуемым дают ветки, они лезут на них и вьются. Полная завивка занимает до трёх дней. Некоторые заворачиваются по двое, экономя ресурсы (судя по упоминаю, что японская и китайская породы так иногда делают — скорее всего, эволюционное приспособление). Кокон созревает на 8-й день.
Раньше делалось вот в таких штуках, теперь поновее:
Потом они греются до 100 градусов и потом сушатся (да, вместе с личинками, и да, потом их достают, китайцы этих личинок едят, а ещё из них можно делать удобрения и народную медицину).
Интересны вот эти обучающие выборки:
Дело в том, что коконы — это ещё не шёлк, и их надо размотать. Но транспортное состояние сырья — именно вот эти самые коконы. Их так и продают, поэтому это часть процесса, и именно тут делается контроль качества.
Параллельно описывается заготовка грены. И вот здесь-то на сцену выходит наш старый друг Луи Пастер. Я уже сталкивался с мнением, что он изобрёл антибиотики. Так вот нет, они их не изобретал, он придумал вакцинацию и провёл этот впечатляющий опыт:
«31 мая эксперимент достиг кульминации: привитые животные получили смертельную дозу бацилл сибирской язвы вместе с контрольной группой невакцинированных 24 овец, 4 коров и 1 козы. К тому времени этот эксперимент получил широкую огласку, при впрыскиваниях 31 мая присутствовало не менее 150 человек»
Этот венец его карьеры, давший статус «бессмертного» в рядах Французской академии, случился в 1880 году, а к 1894 было привито уже 3,4 миллиона овец во Франции. А вот в 1865 году некий Дюма (который химик, а не писатель) обратился к молодому учёному с вопросом, как бы так спасти экономику Франции, в частности, страдающую из-за жуткой эпидемии (точнее, демос — народ, поэтому эпизоотии) пебрины. Вот художественное описание этого момента, когда учёный пытается въехать, что от него хотят:
«Пебрина — слово французское. Франция, чье шелковое производство было одним из главных источников национального дохода, особенно запомнила это слово, когда странная, загадочная болезнь шелковичного червя нанесла стране урон, сравнимый разве что с иным стихийным бедствием, или войной. Францию спас Пастер. Великий химик занялся шелкопрядом в 1865 году по просьбе своего друга и учителя Жана-Батиста Дюма, в самый разгар этой шелковичной «чумы». В своих «Энтомологических воспоминаниях» Фабр не без юмора вспоминает о визите к нему Пастера, пожелавшего увидеть шелковичный кокон.
— Я их никогда не видел, где бы их достать, — простодушно признался Пастер. Он с любопытством разглядывает принесенный Фабром кокон, трясет, прикладывает к уху.
— Это издает звук, — удивляется Пастер. — Там внутри есть что-нибудь?
— Да, конечно.
— Что же?
— Куколка.
— Как, куколка?
Фабр поражен комизмом и серьезностью положения, отвагой этого человека, вызвавшегося на поединок совершенно безоружным. «Не зная, что такое гусеница, кокон, куколка, метаморфоз, Пастер явился, чтобы возродить шелковичного червя». И возрождает его!
Через пять лет напряженной работы, серьезно подорвав здоровье, Пастер предложил свой «целлюлярный гренаж», которым шелководы пользуются и по сей день.»
Ну а веком позже в СССР узнали вот что:
«В 1940 году в докладе на большом собрании ВЛСХНИИЛ профессор Поярков указал на реальную возможность «выработки на этой основе нового, термического метода гренажа, представляющего большие преимущества по сравнению с универсально применяемым целлюлярным методом Пастера». В том же, 1940 году, в своей книге «Шелководство» Поярков пишет: «Радикальный путь борьбы с пебриной, однако, может быть найден. Зараженные самки, нагретые на стадии куколки до 32—34°, откладывают грену почти без заражения». Оказывается, при нагреве более стойкие лейкоциты пожирают споры паразита. Это — идея, принцип. Теперь оставалось определить температурный, воздушный режим этой биологической войны в крови шелкопряда, определить необходимую экспозицию, определить, как влияет такая температурная обработка на качества грены, кокона, шелковой нити. Открытие уже получило название, его назвали «биометодом Пояркова», однако до внедрения его в производство надо было еще работать и работать, а этой возможности Эраст Федорович вскоре был практически лишен.»
Вот так герой медицины заодно приложил руку к шелкопряду. Но запомнили его не за это, хотя произведённый экономический эффект был грандиозный.
Сам метод был до безобразия простой: бабочек рассаживали на небольшие куски ткани. Ждали, пока они выдадут грену, а потом прибивали булавкой к ткани. Растирали и под микроскопом проверяли, есть ли внутри полученной кашицы споры пебрины. Если нет — грену добавляли к хорошей.
«Тренеров смущала также необходимость завести на своих предприятиях микроскоп — прибор, который в то время был еще связан с представлением о «высокой» науке, недоступной широкому кругу людей. По словам Пастера, он был вынужден демонстрировать шелководам, как его дочь, несмотря на юный возраст, успешно справляется с микроскопическим исследованием бабочек»
Но чтобы прийти к этому методу, понадобилось разобраться, что же такое эта пебрина, почему надо проверять не червя, а ещё его родительную бабочку, и как вообще возможно распространение этой немочи. То есть отследить весь жизненный цикл патогена. Что, скорее всего, сказалось на том, что с другими патогенами позже дела пошли куда быстрее.
Итог воспитания
Половина дерева листьев —> 15 килограммов вкусной сочной листвы и примерно 3 грамма грены —> 1 килограмм сырых коконов —> 85-90 грамм размотанного шёлка. При себе иметь планатацию деревьев, инкубатор, амбар или ящик для грены, комнату со стеллажами для воспитания червя, цеха по заморению, кипячению и разматыванию.
Вот так выглядит современная фабрика (точнее, это я снимал в Китае в 2015-м году):
Отмечу, что шёлковое одеяло (если оно настоящее и в основном из шёлка) — вещь незаменимая, но делается оно слоями, растягиванием многих коконов до ширины одеяла, а не вот на таком станке.
Теперь вы знаете, откуда во многих регионах нашей страны в городах растёт дикое количество шелковиц или тутовников. Осталось только сказать, что одна из самых крутых историй путешествий в мире — Шёлковый путь — как раз занимался транспортировкой в том числе, внезапно, шёлка. Но про то, какое он отношение имеет к карантинным сооружениям Ингушетии — в другой истории. А вы теперь можете воспитать своего червя.
Оригинал поста у меня на Хабре, там чуть больше картинок.
