Текст книги "Умные растения"

Автор книги: Фолькер Арцт

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 17 страниц)

7. Размножение: секс на расстоянии

О невинных цветочках

Без размножения на Земле ничего не происходило бы. Как у животных, так и у растений. Какой смысл тогда в хорошем питании? Или в самой гениальной защите? Чем поможет борьба с конкурентами, если не вложить все силы в потомство? Пусть высокоразвитым мыслящим существам эта мысль не понравится, но в процессе эволюции успешное размножение – единственный критерий успеха. Все уловки и стратегии, как и разнообразные гениальные изобретения, в конце концов – лишь средство достижения этой цели.

Привычный для нас вид размножения предполагает партнеров мужского и женского пола. Они находят друг друга и занимаются сексом. Конечно, перед этим им предстоит перенести многое другое – различные сложности, переживания, неуверенность, волнение, эйфорию, разочарования… Тем проще само событие. Секс сводится к оплодотворению яйцеклетки: сперматозоид мужчины сливается с яйцеклеткой женщины. Оба генетических материала перемешиваются, и обогащенная таким образом яйцеклетка развивается, если все идет как надо, в новое живое существо, которое во многом отличается от своих родителей.

Слияние обеих половых клеток, конечно, предполагает их прямой контакт – что необязательно означает контакт мужской особи с женской. У рыб и прочих водных животных секс проистекает без соприкосновения. Они по очереди выпускают в воду яйцеклетки и сперматозоиды, остальное происходит само собой: сперматозоиды «включают» свой жгутик-двигатель и плывут на зов химических веществ яйцеклетки, навстречу слиянию.

Для наземных животных контакты без соприкосновения, конечно, имеют мало смысла: в воздушной среде сперматозоидам и их жгутикам придется нелегко. Сухопутные животные-партнеры должны вступить в физический контакт. Требуется внутреннее соприкосновение, копуляция. Так сперматозоиды останутся в своей первозданной стихии. Благодаря силе жгутиков во влажной среде они сами преодолеют расстояние до яйцеклетки.

У растений, конечно, о таком виде сексуальных контактов речь не идет. Ведь он предполагает подвижность и способность партнеров найти друг друга. Если растения хотят заниматься сексом, даже произрастая в разных, отдаленных друг от друга местах, они должны придумать что-то другое.

Секс у растений? Уместно ли вообще втягивать их в этот порочный круг сексуальности, совокупления и похоти? Разве они не выше всех этих темных животных инстинктов? На протяжении столетий цветки и соцветия считались символами чистоты и невинности. Непорочные невесты носили девичий венок. А когда теряли свою невинность, происходила дефлорация, что означало: нет девственности – нет цветов.

Образ бесполой невинности цветов, должно быть, лелеял в сердце и тот зритель, который, посмотрев документальный телефильм об орхидеях, упрекнул меня в девяноста шести непристойностях – он просмотрел передачу трижды и все точно сосчитал. Этот человек так и не смог примириться с мыслью, что прекрасные орхидеи способны иметь нечто общее с грязной сексуальностью. И в некотором смысле я могу понять его возмущение. Здесь соприкасаются два совершенно разных мира, которые трудно соединить. В нашем быту цветы означают благодарность, красоту, радость, симпатию. В природе у них совсем иная функция – они используются для того, чтобы как можно привлекательней представить половые органы растения. Более серьезное противоречие трудно себе вообразить.

Понятно, что здесь приходится сталкиваться с внутренним сопротивлением людей, предпочитающих более безобидные интерпретации. Цветы цветут, «чтобы нести людям радость» или «потому что на небесах есть Бог, который дарит нам радость». Так или примерно так отвечало большинство прохожих, которых я спрашивал о смысле цветов на улице Курфюрстендамм в Берлине.

Цветки представляют собой органы размножения растений. Они демонстрируют пыльцевые зерна с мужскими половыми клетками – растительной спермой, если угодно. А в семяпочках цветков их ждут женские яйцеклетки. Как и у животных, мужские и женские половые клетки также должны слиться, чтобы из них могло вырасти новое живое существо, в данном случае – зародыш в семени. Растения тоже занимаются сексом, они тоже заводят потомство путем оплодотворения.

Существенное отличие от животных заключается (вновь!) в том, что растения не могут поменять местоположение. Это их извечная беда. И способ выйти из этой ситуации появился тоже очень давно: еще с каменноугольного периода, наступившего триста шестьдесят миллионов лет назад, существуют семенные растения, доверяющие свои пыльцевые зерна ветру. Если не можешь передать генетический материал лично, стало быть, надо его переслать.

Понятно, что точность попадания в цель при доставке по воздуху достаточно сомнительна. Требуется свыше миллиона пыльцевых зерен сосны, чтобы одно из них приземлилось на цветок и смогло оплодотворить яйцеклетку. Ничтожный процент попадания – впрочем, это вполне понятно, раз столько писем приходит не по адресу. Ранним летом пыльцевые зерна сосны желтым слоем покрывают машины (и особенно после того, как те выехали из автомойки). Улицы и пруды присыпаны пыльцой, а ее остатки, похоже, обосновались на слизистых оболочках аллергиков. Из-за этого ветряного секса столько усилий пропадает напрасно!

Однако примерно сто тридцать миллионов лет назад, в меловой период, растения изобрели потрясающе ловкий ход, связанный с вопросами репродукции. Некоторые из них поменяли «транспорт», доставляющий пыльцу, – перестали доверять ее непредсказуемым потокам ветра. Теперь, решили растения, пыльцу будут переносить крылатые насекомые, которые, жужжа, перелетают с цветка на цветок. Массовая рассылка пыльцы прекратилась, и началась целенаправленная доставка избранным адресатам. Потери уменьшились, и процесс стал более экономичным: производство пыльцы удалось значительно сократить.

Но переход на крылатых курьеров породил совершенно новый тип цветков. До сих пор они были незаметными, скромными созданиями; цветки колыхались на ветру, пытаясь вытряхнуть или поймать пыльцу, – например, безыскусные шишки, которые и сегодня растут на соснах и других хвойных деревьях. Однако теперь следовало обязать живых курьеров разносить пыльцу – это была совершенно новая задача. Цветки должны быть заметны издалека, они должны выделяться и привлекать насекомых.

К тому же необходимы станции по загрузке и принятию пыльцы, рассчитанные на курьеров.

Одним словом, в середине эпохи динозавров новая группа растений изменила облик Земли. Она привнесла в этот мир цвет, сделала его пестрым и ярким. Растения создали красивые, великолепно окрашенные и прекрасно пахнущие цветки, которые очень сильно отличались от тех, что преобладали раньше; эти «новички» в большинстве случаев упрощенно называются «цветковыми растениями».

Новаторский облик цветков возымел успех – похорошевшие зеленые организмы захватили Землю. Сегодня 235 тысяч видов этих повсеместно распространенных представителей флоры составляют самую крупную группу растений. Здесь, несомненно, играет роль и то, что их цветки очень своенравно обходятся с характеристикой пола: они гермафродиты. Уже первый взгляд на тюльпан или лилию все проясняет. Каждый цветок представляет собой венок из мужских пыльников и возвышающегося посередине женского рыльца – органа, принимающего цветочную пыльцу. (Сами яйцеклетки сразу не увидеть: они находятся внизу скрываются в завязи, соединенной с рыльцем.)

Существование в качестве гермафродита, то есть способность обладать двумя полами одновременно, несет сплошные преимущества – по крайней мере, для цветкового растения. Как мужская особь, оно может отдавать пыльцу и опылять своих собратьев; как женская – может принимать пыльцу и само иметь потомство. Шансы на размножение удвоились.

Гениальный ректор Шпренгель

То, что цветки опыляют пчелы, шмели или бабочки, – не такая уж поразительная новость. Об этом известно каждому школьнику. Однако человеку, который первым обратил внимание на партнерство цветов и насекомых, пришлось нелегко. Над ним смеялись и подтрунивали, и он замалчивал свое открытие целых семьдесят лет. Речь идет о ректоре школы в городе Шпандау (сейчас это один из районов Берлина) по имени Христиан Конрад Шпренгель, жившем во времена Гёте. Вероятно, он был достаточно неприятным типом, постоянно пререкавшимся с окружающими. К тому же Шпренгель был холост и угрюм. Но ректор оказался гениальным человеком – одиночкой, сильно опередившим свое время. Даже сегодня, по прошествии двухсот с лишним лет, его книга для любознательного читателя – сплошное удовольствие.

«Раскрытая тайна природы» вышла в 1793 году в издательстве Фивега и содержала двадцать пять прекрасных гравюр на меди, каждая из которых занимала целую страницу. Книга была написана на немецком языке, хотя в те времена научные труды составлялись исключительно на латыни. Текст понятен и доходчив, а временами даже напоминает захватывающий очерк. И все-таки труд Шпренгеля постиг оглушительный провал, весьма досадный как для издательства, так и для автора. Ректор не получил даже авторского экземпляра, на что впоследствии неоднократно жаловался.

Неудачной оказалась основная идея Шпренгеля, заключавшаяся в том, что насекомые играют значительную роль в половой жизни цветов. Вероятнее всего, и специалисты, и дилетанты посчитали это предположение чрезмерно дерзким. Надо же – насекомые! Прекрасные величественные цветы зависят от маленьких, уродливых, копошащихся букашек! Одно с другим просто не вязалось, а потому, сознательно или неосознанно, гипотеза Шпренгеля воспринята не была. Для начала ученым нужно было договориться о том, что непорочные цветы представляют собой органы размножения растений. Некоторые биологи, после того как пали самые первые запреты, даже отважились предложить по-настоящему рискованные формулировки. Например, шведский ботаник Карл Линней[17]17
  Линней, Карл (1707–1778) – шведский врач и натуралист, создатель единой системы растительного и животного мира.


[Закрыть] еще задолго до Шпренгеля писал о «прелюдии растительного оплодотворения» и называл цветок «брачным ложем», а тычинку – «супругом».

Все бы хорошо. Но тут появляется наш ректор, утверждающий, что мерзкие мохнатые насекомые вмешиваются в любовные оргии растений. Подобная бессмыслица могла возникнуть только в голове невежественного дилетанта.

Да хоть бы и так! Зато далекий от «истинной науки» педагог, изучавший «всего лишь» языки и теологию, был свободен от знаний и мнений, руководивших ученым миром его времени. Он мог полагаться только на собственную голову, и прежде всего – на зрение. Шпренгель был помешанным на деталях наблюдателем. Каждую свободную минуту его тянуло на свежий воздух к «диковинкам флоры» – ректор стремился, выражаясь его собственными словами, «поймать природу с поличным».

Все началось (и в это почти невозможно поверить!) с нескольких крошечных волосков, которые Шпренгель обнаружил в цветке лесной герани. Они нависали над отверстиями нектарников. Чистая случайность? Или за этим стоит нечто большее? Вероятнее, второе, ведь другие цветки тоже накрывают свои нектарники сеткой волосков. Шпренгель предположил, что таким образом цветки защищают сладкий нектар от дождя: «так случается и с каплей пота, стекающей по лбу человеческому: брови и ресницы задерживают ее, дабы она не попала в глаз».

Волосяная защита от дождя, как считал Шпренгель, – удивительно продуманный механизм: она позволяет задерживать капли дождя, но не отгоняет насекомых. Поскольку у них есть хоботки, эти существа могут и при наличии волосков без труда наслаждаться неразбавленным цветочным соком.

Честно говоря, создается ощущение, что все это притянуто за уши (или за волоски, если угодно). Видимо, такого же мнения придерживались современники Шпренгеля. С какой стати растениям заботиться о благе насекомых? Зачем делиться с ними нектаром? К чему следить за тем, чтобы он оставался стопроцентно чистым? Слишком уж много тут несуразностей, тем более что цветочный сок в те времена рассматривали совсем по-иному. Некоторые ботаники видели в нем лишь ядовитые выделения, другие считали, что нектар – смазочный материал для завязей. Подобные теории могли родиться лишь за письменным столом.

Шпренгель не разделял этих бурных фантазий, он придерживался «цветущей» действительности и вскоре обнаружил другие доказательства того, что нектар предназначен для насекомых. Так, ректор с удовлетворением обнаружил, что опыляемые ветром растения не содержат нектара. Ну а самый обычный цветочек развеял его последние сомнения: в центре незабудки имеется маленькое желтое кольцо. Оно сразу бросается в глаза; этому символу верности цветок даже обязан своим названием. Однако никто до тех пор не задавался вопросом, чему могло служить это кольцо, есть ли у него какая-нибудь иная функция. Первым был Христиан Конрад Шпренгель.

Он тоже посчитал кольцо символичным, но с точки зрения насекомых. Эта броская маркировка должна указать путь к нектару: тут, в центре, и есть цель! Здесь угощают сладкой жидкостью. И действительно, в центре кольца располагается крошечное отверстие для хоботка – этакое горлышко, ведущее к нектарнику.

Конечно, все это могло оказаться случайностью, но Шпренгель, однажды придя к этой мысли, нашел у большинства цветков специальные линии, пятна или точечные узоры. Эти «нектарные метки», как он сам их называл, всегда расположены там, откуда можно достать цветочный сок. Словно цветки с помощью обводок, подчеркивания и прочих средств выделения пытаются объяснить насекомым, что нужно делать.

Столь тонкое взаимодействие низших животных и бездушных растений показалось современникам Шпренгеля чрезмерным. Гёте, который и сам написал книгу «Опыт о метаморфозе растений», был прямо-таки раздосадован. Ректор ничего не объяснял, а лишь наделял природу человеческим разумом. Уже сам вопрос о том, почему это так и для каких целей служит, обнаруживал совершенно ненаучный подход. В защиту Гёте следует сказать, что тогда, за семьдесят лет до Дарвина, никто не мог и предположить, что природа вообще способна на практичные и сколько-нибудь разумные решения.

Даже подвергнувшись критике совета уважаемых научных мужей, Шпренгель не отступил. Он, правда, не мог спросить насекомых, что они думают о нектарных метках, однако в лучших традициях научного мышления попытался подвергнуть сомнению свою собственную гипотезу. Если нектарные метки встречаются и у ночных цветков, тогда его предположение можно считать опровергнутым, потому что ночью отметины совершенно не видны и, следовательно, не могут служить указателем цели.

После нескольких ночных экскурсий Шпренгель понял: его догадки подтвердились – цветы, раскрывающиеся только ночью (например, ослинник двулетний), не имеют нектарных меток. В цвете и вовсе нет необходимости – им нужно быть как можно светлее, «чтобы в темноте попасться на глаза насекомым». И вдобавок, как обнаружил Шпренгель, эти цветы источают сильные ароматы, чтобы привлечь к себе внимание.

Можно только удивляться наблюдательности Шпренгеля и тому, как тщательно он присматривался к нуждам цветов. Да и цель, которую преследуют растения, открывая «трактиры» с нектаром, была ему ясна уже тогда. Насекомые прилетают не просто так. Они приносят пыльцу с других цветков и стряхивают ее на рыльце пестика, прокладывая себе дорогу к «нектарной стойке». Или, наоборот, запорашивают себя пыльцой, касаясь пыльников. Нектар – это, так сказать, плата за опыление. Можно сказать и больше: каждый цветок со всеми его особенностями – размером, запахом, цветом – создан специально для опыляющих его насекомых, – чтобы хоть разок зазвать их в гости.

С позиций сегодняшнего дня можно сказать, что цветковые растения открыли принцип клиенториентированной компании. Они привлекают потенциальных посетителей яркой внешностью и соблазнительными запахами. Гарантируют удобство взлета и посадки. Устанавливают указатели на пути к заправочной станции. Снабжают вход утолщениями, препятствующими скольжению. И наконец, предлагают свежие, неразбавленные напитки. Сервис такого рода клиенты запомнят и вернутся еще не раз – или подыщут похожий постоялый двор. Насекомые – тоже жертвы привычки.

Вывод: цветки используют все возможные виды рекламы, чтобы, завоевав насекомых-клиентов, использовать их как курьеров.

Для нас это представление уже стало привычным, однако и в свое время Шпренгель, используя десяток цветков, предоставил настолько убедительные доказательства и подкрепил их столь точными рисунками, что даже удивительно, почему его идеи не нашли никакого отклика и почему его сначала порицали, а затем и вовсе игнорировали. Быть может, на это повлияла его грубая манера общения? Например, он наградил своих коллег титулом «кабинетных ботаников», говоря, что для них главное – «потворствовать желаниям собственной утробы». Правда, решающим фактором было все-таки иное.

Книга Шпренгеля опередила время. Она считалась ненужной и никому не интересной. Читатель не принял «Раскрытую тайну природы», потому что для него не существовало никакой тайны. Если проблема не видна, нет необходимости в ее решении. Все давным-давно знали (или полагали, что знают), как растения самоопыляются, не привлекая к этому насекомых. Цветки справляются сами. Ведь мужские тычинки и женские пестики соседствуют в одном цветке. Мудрый Создатель сделал цветы гермафродитами, потому что они не способны найти друг друга и совокупиться. Это казалось настолько очевидным, что самоопыление цветов возвели в догму. Тычинкам нужно лишь немного наклониться или дождаться дуновения ветра, чтобы передать пыльцу пестику, – и вот уже свершился «цветочный акт любви». К чему глупости Шпренгеля о пчелах, шмелях, мухах, комарах и прочей живности, на которую и положиться-то нельзя?

Близкородственное скрещивание нежелательно

Шпренгель, конечно же, был в курсе учения о самоопылении. Но в минуты сомнений доверял скорее своим глазам, чем мнению ученых мужей. Каждый день он все больше понимал, что его растения не собираются придерживаться этой догмы. Напротив, они целенаправленно пытаются исключить самоопыление или по крайней мере затруднить его.

Например, иван-чай. Начав цвести, он первым делом тянет все восемь тычинок к солнцу, предлагая пыльцу. Однако его рыльце еще не готово ее принять. Пестик созреет позднее, когда пыльники уже завянут и высохнут. Временное расхождение в развитии пыльников и пестика исключает самоопыление. Цветок избегает близкородственного скрещивания, или инцухта.

У всех цветков, которые изучал Шпренгель, тычинки и рыльце пестика созревали в разное время. «Такое впечатление, будто природа не хочет, чтобы цветок был оплодотворен своей собственной пыльцой».

Однако если собственная пыльца отвергается, то, по логике, необходима чужая. А ее нужно каким-то образом доставить. Без насекомых не обойтись.

Вот только ученые и университетские профессора упорно придерживались догмы самоопыления, отвергая участие «букашек». Но если бы они совершили вылазку на природу, им пришлось бы столкнуться с любимым примером Шпренгеля – луговым шалфеем. В случае с этим растением за действиями насекомых можно проследить собственными глазами.

К моим самым ранним детским воспоминаниям относятся два непостижимых чуда, которые я, будучи маленьким мальчиком, с удовольствием наблюдал снова и снова. Первое – яркая кукушка, обитавшая в настенных часах; она регулярно вылезала из-за дверки и, наклоняясь, куковала. Как это ей удавалось? А вторым чудом были столь же непостижимые движения лугового шалфея. Впервые их показал мне отец, а потом я сам, лежа на лугу, вновь и вновь приводил в действие цветки шалфея. Нужно было лишь слегка надавить соломинкой на цветок, и вот, словно по волшебству, сверху спускаются две ножки с тычинками, точно два пальчика, стремящиеся пощекотать мою соломинку. Как только я ослаблял давление, пальчики снова втягивались в цветок – моя кукушка почти так же пряталась в свой часовой домик.

Этот рычажный механизм лугового шалфея до сих пор производит на меня потрясающее впечатление – не только когда я сам привожу его в действие (с помощью карандаша или ручки), но и тогда, когда его «заводит» пчела. В поисках нектара она пикирует на цветок, оба пыльника опускаются, точно шлагбаум, и припудривают ей спинку.

Эта система загрузки пыльцы, предназначенная для пчел и шмелей, в общем-то способна убедить любого: луговой шалфей пересылает свою пыльцу с помощью насекомых. Да и позднее, когда мужская фаза его существования завершается, он, как женский организм, стремится получить пыльцу, снова полагаясь на курьеров-насекомых и механику цветка. Тычинки разрушились, их заменил пестик с липким рыльцем. Погрузочная станция превратилась в приемную. Опускающийся «шлагбаум» ударяет пчелу по спине – и собирает с нее принесенную пыльцу. Пыльцу с чужого цветка. Луговой шалфей тоже против самоопыления.

Жаль, что противники Шпренгеля пропустили это представление, упрекнув ректора в том, что у него «в сердце нет святости и уважения к природе». Шпренгель болезненно реагировал на критику, но намного сильнее он переживал, когда ему противоречила сама природа. Или делала вид, что противоречит. К примеру, пальчатокоренник майский чуть было не ввел его в заблуждение. Заставил сомневаться в себе самом и теории в целом. У этого цветка из семейства орхидных есть все, что только нужно растению-медоносу: ярко окрашенные соцветия, нектарные метки, которые невозможно не заметить, а также насекомые-посетители. А вот нектара нет. Нектар – единственное, чего не хватает пальчатокореннику. Растение не выделяет ни капли сладкой жидкости. Это открытие оказалось сокрушительным ударом для Шпренгеля. Зачем нужны нектарные метки, если нет нектара? Вся теория о растениях, жертвующих сладкую жидкость, оказалась несостоятельной, и Шпренгель опасался, что пальчатокоренник мог «если не разрушить, то по крайней мере подвергнуть серьезному сомнению все до сих пор сделанные открытия».

Как быть со своенравным цветком, полностью выходящим за рамки его теории? Шпренгелю пришлось провести несколько бессонных ночей, после чего в голову ректора пришла смелая идея. И он снова оказался на правильном пути. Это не ботаник обманулся, это пальчатокоренник, имитируя обычные цветки с нектаром, проводит насекомых. Они улетают ни с чем. Но поиск нектара сам по себе приносит опыление. Доставка пыльцы без оплаты. Для пальчатокоренника и других «цветков-обманщиков» это весьма выгодное дело.

Шпренгель первым распознал феномен обмана в природе – то, что мы сегодня называем мимикрией и приписываем, как правило, животным. Ректор из города Шпандау давным-давно открыл это явление у цветов.

Предлагая цветки-пустышки, орхидные прибегают к обману, чтобы добиться опыления нечестным путем. Этот вывод окончательно отвратил современников от Шпренгеля. На его открытие они отреагировали саркастически. Такими занимательными сказками может забавляться лишь малолетний мальчишка, писал ботаник Август Хеншель из университета Бреслау.

Прошло много времени, прежде чем мнимую выдумку все-таки признали чистой правдой. Шпренгелю и дальше отравляли жизнь. Ему не повезло и как автору, и как ректору. Шпренгеля отстранили от работы в школе, потому что он был слишком строг с учениками и уделял недостаточно внимания преподаванию Закона Божьего. Отрезанный от внешнего мира, он жил уединенно в каморке на чердаке. И умер в возрасте шестидесяти шести лет. О нем забыли, как и о его книге.

Однако спустя семьдесят лет после выхода в свет «Раскрытая тайна природы» была открыта вновь. Внезапно она стала пользоваться небывалым спросом. И превратилась в бестселлер, который печатался во многих типографиях. С чего вдруг такой переворот?

Просто великий Чарлз Дарвин пришел к тому же выводу: цветы заставляют насекомых участвовать в опылении. Самоопыление у растений – исключение. В отличие от Шпренгеля Дарвин смог обосновать это утверждение. Инцухт, как показала десятилетняя серия опытов, почти всегда приводит к менее многочисленному и более слабому потомству. Не только у животных, но и у растений.

«Старый добрый Шпренгель», как называл его Дарвин, вдруг стал актуальным и современным. Его хвалили, почитали и прославляли за взгляды, опередившие время, а книгу читали запоем. Жаль, что при жизни ректору не перепало ни капли этой славы.