Текст книги "Умные растения"

Автор книги: Фолькер Арцт

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 17 страниц)

3. Защита: сторожа из животного мира

Гвардейцы акаций

Что толку от хорошего питания, если сам становишься пищей для других? Это и вправду серьезная угроза для растений. Не только мы радуемся отличному урожаю, его с благодарностью пожинают и свыше трех миллионов видов насекомых, питающихся растениями. Я уж молчу о пяти тысячах видов млекопитающих, лакомящихся травой и листьями. Среди них полтора миллиарда особей крупного рогатого скота, а также слоны – каждый из этих гигантов за сутки поглощает сто пятьдесят килограммов зелени.

Сомнений нет, растительную пищу любят многие. Но растения – не просто еда, подаренная вегетарианцам матушкой-землей. Без зеленых организмов все травоядные животные умрут с голоду – это прописная истина. Затем мы лишимся тех, кто питается травоядными, а потом – тех, кто ест существ, питающихся травоядными, и так далее. Существование животных возможно лишь при наличии растений.

Одним лишь растениям удается творить жизнь, не убивая других живых существ и не используя их останки. В отличие от животных растения покрывают издержки своего существования только лишь запасами неорганического сырья и солнечными лучами. Это и гласит прописная истина: растения – основа всех пищевых цепей на Земле.

С этой точки зрения можно сказать: нам повезло, что растения такие съедобные и сытные, иначе бы нас и вовсе не было на свете. Но, следуя той же логике, мы должны радоваться, что растения могут быть несъедобными и умеют защищаться, иначе их давно сожрали бы, и это повлекло бы за собой закат животного мира (а значит, и нашего с вами существования). Соседство растений и животных, даже несмотря на то, что оно постоянно видоизменяется, было бы невозможно без эффективной самозащиты растений.

При этом защитный арсенал зеленых организмов кажется ограниченным – чего можно ожидать от снабженных корнями, почти неподвижных и к тому же зависимых от освещения существ? Деревья, которые способны ускакать прочь, можно увидеть лишь в научно-фантастических фильмах. Сбежать от острых зубов и ротовых органов не получится, найти укрытие тоже не удастся. И все же (или даже как раз поэтому) растения выработали на удивление изощренный и оригинальный набор оборонительных стратегий.

Правда, их защитное искусство заключается не в том, чтобы любой ценой отразить как можно больше врагов. Собственно, искусство состоит в том, чтобы эта «цена» оставалась разумной и приемлемой. Что толку от защиты, если она поглощает все ресурсы, которые необходимы для роста, производства цветков и семян? Такая же парадоксальная история случилась бы с обладателем сейфа, вложившим все свои ценности, которые он хотел уберечь, в создание этого самого сейфа.

Растения очень разнятся, и потребности у них тоже отличаются. Неудивительно, что выстраивание защитной стратегии у всех происходит по-разному. Например, важную роль играет расположение – сколько воды, света и питательных веществ в этом месте? Насколько сильна конкуренция с соседними растениями? Уровень собственного развития тоже имеет значение – есть ли молодые побеги, цветки или плоды, которые требуют особо бережного отношения? И, конечно, разумная защитная стратегия должна ориентироваться на тип врага и опасность, исходящую от него. Поэтому вполне объяснимо, что мы встречаемся с бесчисленными оборонительными тактиками во всех вариантах и на всех уровнях – их так много, что трудно удержаться и не перескочить с рассказа об одном гениальном защитном трюке на историю о другом. Итак, попытаемся представить их в определенном порядке.

Вероятно, лучшая, но при этом и чрезмерно дорогая защитная система привела нас в Мексику. Точнее говоря, биолог Мартин Хайль рассказал мне в одном из эссенских кафе такие удивительные вещи о мексиканских акациях, что у меня появилось легкое подозрение: а вдруг он слегка переоценил объекты своих исследований? Следует также добавить, что Мартин Хайль совершенно не соответствует привычному образу ученого-ботаника. Это высокий мускулистый блондин, уделяющий много внимания своей внешности; он считает себя гурманом, заботится о ровном загаре, водит спортивный кабриолет – от него можно было бы ожидать чего угодно, но только не того, что он изучает колючие акации на одном из мексиканских пастбищ.

Однако на коровьем выпасе на окраине Пуэрто-Эскондидо (штат Оахака) мои последние сомнения развеялись. С первым же солнечным лучом Мартин Хайль, проведя нас под проволочной сеткой, водрузил себе на плечо наш тяжелый штатив с панорамной головкой и двинулся по тропинке на свое исследовательское поле. Коровьему пастбищу не вполне подходит это название – через каждые два шага путь преграждает куст акаций или колючие заросли.

Мы проходим через целый лабиринт аллеек, просек и тупиков; я полностью перестаю ориентироваться. И все-таки на пастбище есть коровы. Округлив глаза, они следят за нашим шествием, как будто такое развлечение пришлось им очень кстати. Что они здесь едят – загадка. Тут нет и следа зеленой травы, в крайнем случае – несколько сухих стеблей между засохшими кустарниками и прочными усами ползучих растений, стелющимися по земле. Коварные препятствия, о которые легко споткнуться.

– Самую серьезную опасность следует ожидать сверху, – предупреждает Мартин и показывает на пальму, стоящую посреди круглой «поляны»; дерево усеяно потрескавшимися кокосовыми орехами.

Будучи физиком, я могу рассчитать, с какой кинетической энергией двухкилограммовый орех приземлится на мою голову, рухнув с тридцатиметровой высоты.

– Долбанет со всей дури, – подтрунивает Брайан, уже приступивший к установке камеры. Даже когда Мартин рассказывает, что в Мексике от падений кокосовых орехов погибает больше народу, чем от укусов змей, мы не унываем, – в конце концов, вряд ли вероятно, что кто-то из нас вот так… Однако кокосовые орехи непредсказуемы.

Откуда ни возьмись появляется Луис, владелец коровьего пастбища. Он отлично ладит с Мартином. Поначалу настрой у мексиканца был слегка скептическим: ну что может найти этот высокий немец в самых заурядных кустах акаций, которые лишь отнимают место у его коров и вдобавок так разрастаются, что каждые несколько лет их приходится вырубать? Но с тех пор как Мартин посвятил его в тайну акаций, Луис даже немного гордится своими «ценными для науки» растениями. Последнее время он смотрит на них другими глазами, и это – как бальзам на душу Мартину: Луис вырубит их лишь в случае крайней необходимости. А теперь они еще попадут на television alemán[9]9
  Немецкое телевидение (исп.). (Прим. пер.)


[Закрыть]. Луис приветливо кивает нам.

Коровам на этом пастбище тяжело вдвойне. Не только из-за того, что здесь практически бесполезно пастись, но ко всему прочему бессовестно зеленые акации со своими нежными перистыми листочками постоянно маячат у них перед глазами. Они такие завлекательные, такие манящие… Но между листьями торчат шипы длиной в несколько сантиметров, острые, точно иглы для инъекций, и препятствуют доступу к сочной зелени. Во время первой же попытки коровы расцарапают морды в кровь.

Шипы – испытанное средство против пастбищного скота: растительная колючая проволока. Но мух и растительных блох не удержит никакая проволока, а шипы не способны прогнать ни прожорливых жучков, ни гусениц. Система защиты у акаций располагается, как мы еще увидим, несколько глубже – буквально внутри шипов. И Мартин знает, как ее активировать (рис. 5).

Полые шипы акации служат убежищем для муравьиных личинок. Насекомые отвечают добром на добро – они защищают «свое» растение

Удостоверившись в том, что камера Брайана готова (ему не хотелось бы слишком часто повторять этот опыт), он склоняется над веткой акации, сильно дует на нее и несколько раз стучит по ветке пальцем. В общем, ничего особенного он не делает. Но реакция, которая за этим следует, весьма зрелищная. Внезапно куст акации словно просыпается: муравьи, куда ни глянь. Со всех сторон по коре, стеблям и листьям они устремляются к ботанику. Насекомые определили, в каком месте Мартин дотронулся до ветки, почуяли дыхание млекопитающего; теперь они рассредоточиваются, чтобы отбить неприятеля. Первые уже взобрались на руку исследователя – ползком с ближайшей ветки или даже упали сверху – и демонстрируют нам, почему их называют pseudomyrmex satanicus. Дьявольские муравьи запускают свои мандибулы в ладонь загорелой руки и – что намного больнее – подобно осам, втыкают в нее ядовитые жала.

Никто не хотел бы сейчас очутиться на месте Мартина. Но он стоически комментирует это:

– Профессиональный риск.

Вот как храбро муравьи защищают свою акацию.

Демонстрация этой защитной стратегии объясняет, почему перистые листочки акаций столь безупречны – никаких дырочек и объеденных краев. Ни одно насекомое не сможет использовать это растение в пищу – бдительные и агрессивные стражи явно против.

Идея, стоящая за такой оборонительной стратегией растений, кажется довольно-таки простой: пусть другие занимаются тем, чего не можешь сделать сам. Но легко сказать – трудно сделать. Каким же образом можно заставить муравьев встать на твою защиту? Как вынудить их рисковать головой, чтобы изгнать врага? Ведь он не желает им ничего плохого – просто хочет полакомиться зеленью, которая в любом случае не входит в меню этих насекомых. И как объяснить муравью, что ползучие растения тоже относятся к потенциальным врагам, к похитителям света, создающим тень своими листьями?

Мартин раздобыл для нас молодой росток фасоли в горшке. Он обвивался вокруг палочки, но уже перерос ее и ищет себе новый дом. Почему бы не выбрать акацию? Мы приносим фасоль в цветочном горшке на наше пастбище, устанавливаем ее рядом с веткой акации и подготавливаем камеру. Даже невооруженным глазом видно, как побег фасоли подбирается все ближе и ближе. Осталось всего лишь два-три миллиметра. Но уже сейчас, словно ему не терпится, один из муравьев перепрыгивает на усик фасоли. Он взволнованно бегает по стеблю и начинает ожесточенную битву против вьющегося растения. Муравей вгрызается в ткань фасоли, стремясь достать до проводящих путей. Брызжет сок – растение ранено. Не давая себе отдыха, муравей принимается за новое место. Но теперь он уже не один – подоспели другие стражи. Они тоже ведут себя бесцеремонно: многократно искусанная, фасоль прямо-таки истекает кровью и в течение нескольких минут вяло опадает, точно мокрый шнурок. Бесспорно, акация задействует своих кусачих охранников для борьбы не только с прожорливыми животными, но и с конкурентами из растительного мира. Даже у таких паразитов, как, например, повилика, нет никаких шансов.

И вновь возникает серьезный вопрос, всплывавший и ранее, – как акация мотивирует свое муравьиное войско? Что поддерживает интерес насекомых?

Шипы и нектар

Ответ оказался на удивление простым: маленькие муравьи рода псевдомирмекс (pseudomyrmex), достигающие всего трех миллиметров в длину, борются за выживание. Они защищают свой приплод, жизненное пространство, источник питания и жидкости. Все это они получают от растения с бесплатной доставкой на дом, и у них нет шансов добыть то же самое где-нибудь в другом месте. Так, акация готова предложить им хорошо защищенные детские комнатки в виде своих крепких, острых шипов. Несмотря на мощную пробивную способность, внутри они полые и просторные и даже хорошо увлажнены. Муравьиной матке нужно всего лишь прорезать маленькое отверстие, и вот уже открывается идеальное пространство для ее яиц и личинок. А еще насекомые могут в любое время забраться в защищенные от непогоды камеры – или создать новые «помещения». Потому что число шипов увеличивается по мере роста акации. Еще один повод ни в коем случае не подвергать опасности этот процесс.

У входа во внутреннюю часть шипа, недалеко от его кончика, кипит работа. Я пытаюсь выяснить, за кем же преимущество в этом узком проходе – за входящими или за выходящими, но не могу понять правила движения. Иногда так, а иногда – иначе, как получится. Но потом дело все же доходит до пробки. Один из муравьев притаскивает золотисто-желтый продолговатый сверток – в два раза больше его самого; оказывается, он слишком велик и не пролезает во входное отверстие. Несколько раз сверток наталкивается на края «двери», и в конце концов муравей, притащивший сверток, разворачивается и пятится задом, чтобы пролезть в отверстие, волоча за собой груз. Все уступают ему дорогу.

Служба доставки на самом деле жизненно важна. Речь идет о срочном «детском питании» – сахара, жиры и белки для личинок. Вот уже вносят следующий ослепительно желтый сверток. И это происходит у всех населенных шипов: муравьиный народ псевдомирмекс работает децентрализованно, разделившись на множество коммун-шипов. И соответственно столь же различны транспортные пути, по которым доставляются желтые пакеты с продовольствием. Но где они их берут? Где муравьи находят эти «питательные тельца», как Чарлз Дарвин окрестил их еще сто пятьдесят лет назад? Мартин становится на колени, чтобы получше все рассмотреть, затем показывает на молодую ветку акации, усеянную желтыми точками – сотнями питательных телец. Они сидят на кончиках перистых листочков, точно крошечные желтые плоды. Питательные тельца расположены аккуратно и аппетитно, словно акация устроила шведский стол, куда вот-вот придут гости.

– Они должны еще немного поспеть, – постановил Мартин, поскольку цвет «свертков» еще недостаточно яркий.

Но, как обычно бывает во время шведских столов, есть и особенно нетерпеливые посетители. Мы обнаруживаем муравья, который явно не хочет больше ждать и вступает в схватку с питательным тельцем. Бесполезно – оно все равно не отделится от листа.

Мартин считает, что оно сделает это только завтра:

– Именно тогда наступит время урожая; тогда тельца поспеют и будут легче отделяться от листиков.

Наряду с твердой пищей у муравьев есть и жидкая. На каждом черенке листа их ожидает своего рода бар: маленький желобок, постоянно заполняющийся нектаром – почти как в сказке. Специальные железы доставляют туда высококалорийный сахарный сироп, дарящий муравьям силы и служащий источником водоснабжения. Они опускают головы в желобок, и порой их жажда до этого энергетического напитка превосходит способность «бара» восполнять запасы. Тогда муравьи отправляются к другому желобку, что полностью в интересах акации, поскольку стражи должны как можно дольше находиться в дозоре.

Экстрафлоралъные нектарники – так биологи называют источники сладкой жидкости, расположенные не в цветках. Принцип их действия и даже сам нектар пока еще мало изучены – пробел в исследованиях, который срочно нужно восполнить, потому что многие виды овощей и фруктов (например, персиковые, вишневые, сливовые деревья или даже хлопчатник) используют нектарники в своих защитных стратегиях.

В любом случае похоже, что муравьи псевдомирмекс, живущие на кустах акаций, очень довольны своим питанием. Иначе они не стали бы пренебрегать другими предложениями. Когда Хуан Карлос, коллега Мартина, высыпает на листья акации немного сахара, оставшегося от завтрака в «Кафесито», мы, конечно, ожидаем, что муравьи накинутся на эту свалившуюся с неба сытную пищу, что они и делают. Наши псевдомирмекс действительно устремляются к нам, но только для того, чтобы освободить растение от белых крупинок: песчинку за песчинкой они, приподнимая, сбрасывают в пропасть. И так, пока не исчез последний кристаллик. Они едят только то, что производит их акация, словно лежат под растительной капельницей. И акация, в свою очередь, на многое способна ради своих стражей. Даже нектар сделан специально по их заказу.

Этот удивительный результат показал химический анализ в лаборатории Мартина, устроенной в отеле «Жарден Реаль» – весьма захудалой гостинице посреди королевского сада, полного тропических растений. Лаборатория – обычный гостиничный номер, отданный в распоряжение команды Мартина, и ученые пользуются им вовсю: каждое свободное место, включая кровати, занято картонными коробками, стеклянной тарой, химикатами, пробирками, пипетками; здесь есть даже центрифуга. Горничные не имеют доступа в этот номер и очень тому рады. Здесь, в лаборатории при Королевском саде, исследуется нектар акаций. Он, конечно же, сладкий, как и положено нектару, однако в нем содержится глюкоза – тот вид сахара, который особенно нравится муравьям псевдомирмекс и до которого другим насекомым, в общем-то, нет никакого дела. Здорово придумано, ведь осы и пчелы, конечно же, были бы не прочь насладиться глоточком-другим, если бы увидели свободный «нектарный бар».

Союз акации и муравьев выгоден для обеих сторон. Это – сделка, дающая больше шансов на выживание. Чего не скажешь о «третьем лишнем», который решил вклиниться в этот тандем (пусть даже его единственная цель – документальный телефильм). Мы переоделись к ужину и уже готовы выйти из «Жарден Реаль» – по наружной металлической лестнице, которая ведет с первого этажа в сад. И здесь случается то, чего никто не ожидал.

Все происходит невероятно быстро, и лишь потом, когда уровень адреналина в моей крови уже повысился, я смог понять, что означали оглушительный удар и проклятия Брайана. Должно быть, от пальмы, возвышавшейся над нашими головами, оторвался кокосовый орех. Со свистом пролетел сквозь листву тропических растений. Стукнулся о перила железной лестницы. И, звонко треснув, раскололся. От столкновения лестница оглушительно задрожала, а свежая рубашка Брайана пропиталась липким кокосовым молоком. Неудивительно, что оператор, ругаясь, выплескивает злобу, но, окажись он на шаг ближе, и уже некому было бы извергать ругательства. Кокосовые орехи непредсказуемы.

Вернемся к сравнительно безобидным акациям на коровьем пастбище Луиса. Их сотрудничество с муравьями настолько необычное, простое и эффективное, что бросилось в глаза натуралистам еще несколько столетий назад. Однако никто – даже Чарлз Дарвин – не смог понять, почему растению на самом деле так важны огромные шипы, питательные тельца и особый нектар.

Муравьи погибли бы без даров акации – это ясно, но смогло бы без них прожить само растение? Как бы оно обходилось без своей дорогостоящей караульной службы? На одно лишь производство питательных телец тратится десять процентов энергии и тридцать процентов жиров. Стоит ли игра свеч?

Этот вопрос – ключевой в полевых исследованиях Мартина.

– Я могу продемонстрировать, какую пользу приносит караульная служба, – говорит он.

Без дальнейших объяснений ботаник ведет нас к кусту акации, который странным образом поделен надвое. Правая половина, как обычно, зеленая, здоровая и невредимая, – она населена муравьями псевдомирмекс сатаникус (pseudomyrmex satanicus). Левая половина в сравнении с правой, напротив, выглядит жалко. На одних зеленых «перышках» не хватает листиков, и они очень напоминают щербатые рты. Другие частично объедены или обкусаны по краям. Вьющиеся растения беспрепятственно обхватывают ветки и тянутся вверх. А затем мы даже обнаруживаем цикаду-горбатку, проделавшую отверстие в молодой ветке, и целую кучу маленьких личинок неподалеку– они явно здесь и вылупились. Но если вы ожидаете услышать (как и я в тот момент), что на жалкой половине акации нет никаких муравьев, то вам стоит лишь присмотреться повнимательнее. Они прекрасно видны – пьют нектар и живут внутри шипов. Мартин поясняет: перед нами не сатаникус, а другой вид; эти насекомые просто обитают здесь. Пользуются услугами растения, но ничего не делают взамен. Такое бывает довольно редко, но все же встречается.

А затем в голос Мартина вплетаются легкие нотки возмущения:

– Они ужасно трусливы – улепетывают от любого врага, даже моего пальца боятся…

С этими словами он абсолютно спокойно кладет ладонь на ветку акации, и муравьи оживляются, стремясь спастись бегством. Некоторые даже отступают в свое укрытие – шипы. Как же сильно они отличаются от «храбрых» стражей сатаникус на другой части акации! Эти муравьи следят, чтобы их половина была чистой и свободной от врагов. Но почему они не напали на ленивых соседей и не прогнали их прочь? Как могут существовать рядом такие разные «жильцы»?

Именно этот вопрос он и хотел бы выяснить, говорит Мартин, но одно уже ясно:

– В борьбе против «дьявольских» соседей трусы отказываются от своих страхов. Похоже, они знают, что поставлено на карту.

В любом случае двуликий куст акации помог нам понять, в чем ценность боеспособного муравьиного войска. И не случайно в мире существует целый ряд «муравьиных растений», которые успешно применяют эту стратегию. Правда, есть один случай, когда растение, казалось бы, постоянно несет убытки из-за такого партнерства, и до недавних пор это оставалось загадкой для науки.

На острове Борнео есть «муравьиное растение», снабжающее своих «постояльцев» всем необходимым, но эти самые постояльцы без конца обкрадывают его. Такого просто не может быть – зачем растению во что-то вкладываться, если это приносит одни убытки?

Ответ, как часто бывает, невероятно прост. Однако в течение столетия биологи блуждали в потемках, и только в наше время два исследователя нашли решение этой загадки. Не просто два исследователя – речь идет о Марлис и Деннисе Мербах; их открытие стоит того, чтобы еще раз отправиться в путешествие по заболоченному брунейскому лесу.