Ричард Мейби - Какое дерево росло в райском саду? 40 000 лет великой истории растений
Семена старых деревьев наверняка тоже считали бы частью их наследия, обладай они хотя бы отчасти монументальным великолепием родителей. Многие семена тоже могут жить очень долго (хотя считать ли жизнью существование в виде высушенной чешуйки – интересный вопрос) и несут в себе шаблоны для воспроизводства не только того дерева, на котором они выросли, но и всех его потомков.
Семя-рекордсмен по продолжительности состояния покоя – это на сегодняшний день косточка, обнаруженная в руинах древнего израильского поселения Масада[40]. Развалины этого города никто не тревожил почти 2000 лет, но в шестидесятые годы ХХ века их обнаружили археологи. При раскопках в самых глубоких слоях нашли склад провизии – зерно, оливковое масло, вино, гранаты и щедрый запас фиников с вымершей иудейской финиковой пальмы, которые так великолепно сохранились, что к косточкам прилипли волоконца мякоти. Четыре десятка лет спустя, когда музейные работники вычистили и каталогизировали финики, кому-то пришло в голову посадить косточку. Как же они были потрясены и обрадованы, когда обнаружили, что из горшка показался росток! К 2012 году деревце было уже три метра в высоту и стало тезкой карликовой сосны, которая растет на другом краю Земли и не состоит с пальмой ни в каком родстве: его тоже назвали Мафусаилом. Увы, воскрешение может оказаться временным. Мафусаил зацвел, но оказалось, что это мужское дерево. Если не удастся найти женский ископаемый финик, будущих поколений иудейской пальмы так и не появится.
Состояние покоя у семян – явление поразительное и с ботанической, и с философской точки зрения. Пока не удалось разобраться, как это получается и что на самом деле означает. То ли это чисто физический фокус, и семенная оболочка приостанавливает в нем жизненные процессы, пока семя не попадет в среду с идеальным сочетанием света и температуры. Однако семена некоторых видов, например полевого мака, похоже, запрограммированы природой именно на то, чтобы давать ростки не сразу, а в далеком будущем – это своего рода страховка. Может быть, в них встроены какие-то биологические часы, которые нам еще не удалось обнаружить? И что сказал бы об экзистенциальном статусе семени в состоянии покоя ботаник-патологоанатом? Можно ли сказать, что семя, в котором не удается зарегистрировать никаких метаболических процессов, все равно живое? Ботаник Крис Уолтерс, работающий в Американском банке семян, отвечает на этот вопрос так: «Если семя живо, хотя в нем не идут метаболические процессы, значит, нам, вероятно, придется пересмотреть свое определение того, что значит быть живым»[41].
7. Появиться и исчезнуть. Энцефаляртос Вуда
Если речь идет об одном экземпляре растения с древней генеалогией, то для сохранения вида приходится прибегать к клонированию как к последнему средству. В дикой природе был обнаружен один-единственный экземпляр энцефаляртоса Вуда, Encephalartos woodii, и это было в южноафриканской провинции Натал в 1895 году. Семьдесят лет спустя растение погибло в государственном заповеднике в Претории, несмотря на интенсивный уход, из-за того, что у него постоянно брали отростки для размножения. К счастью, еще до кончины несколько отростков прижилось в других ботанических садах, в том числе в Кью Гарденс. Энцефаляртос Вуда – двудомное растение, мужские и женские репродуктивные структуры располагаются на разных растениях. Поскольку женского экземпляра энцефаляртоса Вуда никто никогда не видел, единственная возможность сохранить его как биологический вид – это клонирование. Гибель первого экземпляра лишь подчеркивает всю горечь вымирания вида, однако на глубоком клеточном уровне это еще и воодушевляющий пример того, к каким стратегиям прибегают растения, чтобы избежать подобных критических ситуаций, и как люди могут им в этом помочь.
Энцефаляртосы – один из древнейших родов деревьев. Они возникли в результате эволюции около 280 миллионов лет назад, одновременно с лесами каменноугольного периода, и процветали в эпоху динозавров – сочные вечнозеленые листья обеспечивали отличный корм. Верхушки из перисто-рассеченных листьев и чешуйчатые стволы напоминают пальмы, однако репродуктивные органы энцефаляртосов, предтечи самых разных видов растений, которым еще только предстояло появиться, представляли собой нечто среднее между шишкой и цветком и имеют научное название стробилы. Мужские шишки энцефаляртосов бывают очень крупными. Например, стробил E. woodii – желтоватый цилиндр, достигающий чуть ли не метровой длины, из-за спирально расположенных чешуек напоминающий вытянутый ананас. Он производит обильную пыльцу, которую жучки и долгоносики переносят на женский стробил, похожий уже не на шишку, а на большой пучок пушистых листьев. Не исключено, что в юрский период это был один из первых экспериментов природы по налаживанию симбиоза между растением и насекомым. Эксперимент оказался успешным, и когда на сцене появились цветущие растения, потомки первых опылителей были призваны исполнять ту же роль.
В юрский период энцефаляртосы были распространены очень широко, вероятно, в тропиках и субтропиках на всей планете (см. рис. 11 на цветной вклейке). Они и сейчас часто встречаются в Юго-Восточной Азии, на Тихом океане, в южной половине Африки и в Центральной и Южной Америке, где особенно много различных видов энцефаляртосов. На сегодня описано более 300 разных видов (этот перечень постоянно пополняется благодаря новым открытиям), они оккупируют все подходящие уголки: от тропических джунглей до полупустынь. При всей своей примитивности эти растения оказались на удивление находчивыми – вероятно, именно поэтому они пережили экологическую катастрофу, которая стерла с лица Земли динозавров. Энцефаляртосы готовы к любым превратностям судьбы. Не удается опыление – можно размножаться вегетативно, давать отростки от основания растения. Подрастающие побеги защищены огнеупорными нижними листьями. У них уникальные коралловидные корни, живущие в симбиотическом партнерстве с водорослями, способными усваивать атмосферный азот – этому трюку научилось и семейство бобовых, но лишь 100 миллионов лет спустя. Семена энцефаляртосов большие и массивные, окружены несколькими слоями питательных оболочек, однако внутренняя косточка неуязвима даже для слоновьего пищеварения. Семена некоторых видов плавучие и могут, вероятно, пересечь целый океан, как и плоды баобаба. Кроме того, энцефаляртосы как семейство очень склонны к образованию подвидов и гибридов, приспособленных к крайне специфическим нишам, что дает им дополнительный простор для выживания и освоения новых территорий.
Однако жизнь биологических видов, очень тонко настроенных на обитание в определенном месте, полна опасностей, ведь они не приспособлены к внезапным переменам обстановки. Именно к таким нежным эндемикам и принадлежал E. woodii. Единственным диким представителем этого вида было разрастание из четырех стеблей, которое Джон Медли Вуд, куратор ботанического сада в Дурбане, обнаружил в 1895 году на крутом южном склоне леса Нгойе в Натале. В 1903 году один из прикорневых отростков отделили и отправили в Кью Гарденс в Лондоне, где он с тех пор и растет в оранжерее Темперейт-Хаус. Ботаники понимали, что дерево оказалось на грани жизни и смерти, и потому в последующие десятилетия брали от него все новые отростки и перевозили в ботанические сады в Дурбане и в Ирландии. К 1912 году от дикорастущего экземпляра остался лишь пенек. В то время еще не понимали, как важно сохранить биологический вид в естественной среде обитания, и спустя четыре года департамент лесного хозяйства постановил, чтобы последний оставшийся экземпляр выкопали и отправили в Государственный ботанический сад в Претории, где растение и зачахло полвека спустя. В результате E. woodii получил сомнительный титул растения, не встречающегося в дикой природе.
В настоящее время отростки из Дурбана и Кью Гарденс растут в других ботанических садах по всему миру – пример любопытного процесса демократизации редкостей, который в наши дни встречается все чаще. Экземпляр из Кью Гарденс, возраст которого перевалил за столетие, станет звездой открытия нового павильона Темперейт-Хаус в 2015 году. А пока он ютится в углу старого здания, и все побеги с него срезаны, поскольку так сильно разрослись, что растение не прошло бы в двери, и скромные размеры заставляют невольно вспомнить былые времена. Размножаться естественным образом энцефаляртос Вуда не сможет, если не удастся найти женский экземпляр, поэтому биологи в нынешних попытках добиться от него потомства делают ставку на то, что его пыльца позволяет получить плодовитые гибриды от его ближайшего родственника E. natalensis. Если потомство будут снова многократно скрещивать с E. woodii, рано или поздно удастся вырастить экземпляр, напоминающий дикорастущий женский экземпляр E. woodii, – отголоски давней мечты ученых, которые рассчитывают ввести фрагменты ископаемой ДНК мамонта в гены слона. Наше представление о естественном сильно искажается. Здесь сталкивается рвение творца-Прометея, который стремится возместить ущерб, нанесенный людьми миру природы, и больная совесть творца-Франкенштейна, и просто тоска по тем временам, когда мир существовал сам по себе и не нуждался в том, чтобы мы планировали его будущее. Но чему быть, того не миновать, а наша задача – разработать соответствующие этические стандарты.
