Триумф семян: Как семена покорили растительный мир и повлияли на человеческую цивилизацию

Хэнсон Тор

Впереди я слышал звяканье мачете о стебли лиан – мой помощник, Хосе Масис, прокладывал тропу через препятствия в джунглях. У меня было время прислушиваться, так как змея, промахнувшись мимо моего ботинка на пару дюймов, сделала нечто, совершенно сбивающее с толку. Она просто-напросто исчезла. Пестрый коричневый рисунок на спине змеи обеспечивает отличный камуфляж, и если бы я усердно не пробирался напрямую сквозь лес, тщательно осматривая подстилку из опавших листьев, то никогда бы не увидел этих змей в таком количестве, не говоря уже о реснитчатых гадюках, носатых ботропсах и изредка встречавшихся обыкновенных удавах. В некоторых местах змей попадалось больше, чем семян, и мы с Хосе разработали целую технологию, позволяющую убирать их с пути, иногда даже поднимая палкой и аккуратно отбрасывая в сторону. Теперь, когда разъяренная невидимая змея пряталась где-то у меня под ногами, возникли новые проблемы. Как лучше поступить: неподвижно стоять в надежде, что змея

не готовится к новой атаке, или быстро убежать, и если так, то в каком направлении? После напряженного минутного колебания я отважился на шаг, потом еще на один. Вскоре я благополучно закончил свой маршрут по поиску семян (но не раньше, чем вырезал себе более длинную противозмеиную палку).

Научное исследование – это, как правило, монотонная однообразная работа, перемежаемая краткими, редкими моментами восторга и открытий. Потребовалось больше часа, чтобы мои долгие поиски увенчались успехом. Прямо на моем пути проросло семя высокого дерева альмендро, удивительная естественная история которого в первую очередь и привела меня в этот влажный тропический лес. Хотя оно и не приходится родственником европейскому и североамериканскому миндалю, его название (альмендро) объясняется сходством толстого маслянистого семени, находящегося внутри каждого плода, с семенем миндаля. Я отметил размер и местонахождение семени в своем полевом дневнике и присел, чтобы рассмотреть его поближе.

Оболочка семени, такая неподатливая в лаборатории, лежала аккуратно расщепленная на две половинки под давлением развивающегося ростка. Темный стебель (гипокотиль) дугой уходил в почву, а на его верхушке начали раскрываться две мясистые семядоли. Они выглядели невероятно зелеными и нежными – богатый запас пищи для зачатка бледного побега, едва различимого между ними. Удивительно, но каким-то образом это крохотное растеньице обладало задатками, позволяющими дорасти до полога леса высоко над моей головой, на первых порах полностью обеспеченное энергией, запасенной в семени. Та же история повторялась повсюду, куда бы я ни взглянул. Растения составляют основу огромного разнообразия влажного тропического леса, и абсолютное большинство из них начало свой жизненный путь точно так же – появляясь на свет как дар семян.

Что касается дерева альмендро, то превращение его семени во взрослое растение кажется особенно невероятным. Зрелые деревья вырастают до 45 м в высоту, а их стволы достигают 3 м в диаметре у основания. Они живут столетиями. Их твердая, как железо, древесина затупляет и даже ломает бензопилы. Когда они цветут, яркие лиловые цветки усыпают кроны, словно гирлянды, а опадая, ковром покрывают землю под ними. (Во время моего первого научного доклада об этом дереве у меня не было подходящей фотографии его цветков, но я вышел из положения, приведя наиболее подходящее сравнение, какое только смог придумать, – цвет волос Мардж Симпсон.) Дерево альмендро так обильно плодоносит, что считается ключевым видом, жизненно необходимым для рациона всех лесных обитателей – от обезьян и белок до находящегося под угрозой исчезновения крупного зеленого попугая – большого солдатского ары. Потеря этих деревьев может привести к необратимым изменениям в экосистеме леса и даже частичному исчезновению видов, которые от них зависят.

Я изучал дерево альмендро, потому что по всему его ареалу – от Колумбии на юге до Никарагуа на севере – оно подвергалось все большей опасности исчезновения из-за вырубки лесов с целью развития животноводства и земледелия, а также из-за повышения спроса на его плотную высококачественную древесину. Мои исследования были направлены на изучение возможностей выживания этого вида в быстро развивающихся сельскохозяйственных ландшафтах Латинской Америки. Сможет ли оно сохраниться на небольших участках влажного тропического леса, окруженных сельскохозяйственными угодьями? Будут ли по-прежнему опыляться цветки, распространяться семена, окажутся ли последующие поколения генетически жизнеспособными? Или эти величественные старые деревья, сохранившиеся на жалких пятачках леса в окружении пастбищ и полей, всего лишь «живые мертвецы»? Если эти гиганты не смогут успешно размножаться, то все их сложные взаимоотношения с другими лесными видами в конце концов распадутся.

Ответы на мои вопросы заключались в семенах. Пока мы с Хосе находили семена в достаточном количестве, их генетика могла рассказать нам недостающую часть истории. Каждое семя, которое нам попадалось, содержало ключ к ответу о его родителях, закодированный в ДНК. Тщательно собирая семена

и отмечая на карте их местонахождение относительно положения взрослых деревьев, я рассчитывал выяснить, какие именно деревья размножаются, куда попадают их семена и как все это меняется во времени при расчленении леса на части. Проект продолжался несколько лет и включал шесть экспедиций в тропики, тысячи собранных образцов и бесчисленные часы, проведенные в лаборатории. В итоге я защитил диссертацию, написал несколько статей в научные журналы и получил на удивление обнадеживающие результаты о будущем деревьев альмендро. И только после того, как все образцы были изучены, результаты проанализированы, все статьи написаны и был получен диплом, я понял, что упустил нечто очень важное. Я по-прежнему не понимал, как, собственно, работают семена.

Проходили годы, начинались и заканчивались другие исследовательские проекты, но эта тайна все еще не давала мне покоя. Притом что все – от садоводов и фермеров до персонажей детских книжек – уверены, что семена обязательно взойдут, почему это все-таки происходит? Что скрывается внутри этих аккуратных «упаковок», ожидая лишь сигнала, чтобы начать создавать новое растение? Как только я наконец решил докопаться до ответа на эти вопросы, в моей памяти тут же возник проросток альмендро с хорошо различимой, как на картинке в учебнике, каждой частью его большого семени. Поездка в Коста-Рику за новым материалом даже не обсуждалась, но дерево альмендро далеко не единственный вид с крупными, легко прорастающими семенами. На самом деле почти любой продуктовый магазин, фруктовый ларек или мексиканский ресторан всегда располагает достаточным запасом крупных семян (окруженных сочными или сухими околоплодниками) хотя бы одного дерева из влажного тропического леса.

Приглашение актера Джорджа Бёрнса на главную роль в фильме «О Боже!» было блестящим решением режиссера. Когда Бёрнса в роли Всевышнего спросили, какую самую большую ошибку он допустил при сотворении мира, тот невозмутимо ответил: «Авокадо. Мне следовало сделать косточку поменьше». Помощники шеф-поваров, готовящие гуакамоле, наверняка с ним согласятся, но для учителей ботаники во всем мире косточка авокадо – просто идеальный объект. Под толстой коричневой кожурой все элементы семени представлены в крупном формате. Любому, кто хочет занять место в первом ряду на уроке по прорастанию семян, не нужно ничего, кроме чистой косточки авокадо, трех зубочисток и стакана воды. Достоинства авокадо не остались незамеченными ранними земледельцами, которые по меньшей мере три раза вводили дикие виды этого дерева в культуру, получая их из влажных тропических лесов Южной Мексики и Гватемалы. Жители Центральной Америки лакомились сочной мякотью авокадо задолго до расцвета цивилизаций ацтеков и майя. Я тоже отдал должное авокадо, злоупотребив аппетитными сэндвичами и кукурузными чипсами начос с соусом гуакамоле при подготовке к своему эксперименту. С дюжиной свежих косточек и пригоршней зубочисток я отправился в Енотовую Хижину, чтобы взяться за дело.

Енотовая Хижина стоит на нашем огороде – это старый сарай, обшитый обрезками пиломатериалов и рубероидом, получивший такое название благодаря своим прежним обитателям. В свое время еноты устроили себе там вольготную жизнь, каждую осень объедаясь нашим урожаем яблок. Однако мы вынуждены были отказать им в проживании, когда после рождения ребенка мне потребовалось офисное пространство за пределами нашего маленького дома. Хижина теперь может похвастаться электричеством, дровяной печью, водопроводным краном и множеством стеллажей – всем, что может потребоваться, чтобы пробудить мои авокадо к жизни. Но мне хотелось большего, чем просто добиться прорастания семян, – я и не сомневался в том, что увижу корни и зеленые побеги. Мне же было необходимо понять, какие силы внутри семени заставляют все это происходить и, прежде всего как такая продуманная система возникла в ходе эволюции. К счастью, я знал, с кем можно было бы об этом поговорить.

Кэрол и Джерри Баскин познакомились в первый день обучения в Университете Вандербильта, куда оба поступили в середине 1960-х гг., чтобы изучать ботанику. «Мы сразу начали встречаться», – рассказывала мне Кэрол. Поэтому они сидели рядом, когда профессор начал раздавать исследовательские задания, которые следовало выполнять парами. «Это стало запоминающимся событием, потому что мы в первый раз работали вместе», – вспоминала Кэрол. Тогда же они впервые обратились к теме, которая определила их дальнейшую научную карьеру. Хотя Кэрол и Джерри настаивают, что у них был самый обычный роман – общие друзья, схожие интересы, – однако на его основе возникло незаурядное интеллектуальное партнерство. Кэрол окончила аспирантуру на год раньше Джерри, но с тех пор они все делали вместе, опубликовав более 450 работ – научных статей, отдельных глав в книгах и целых монографий – о семенах. Лучших гидов для экскурсии по косточке авокадо не нашлось бы на всей планете.