Текст книги "Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки"

Автор книги: Карл Саббаг

Не иначе как развернув (а возможно, и съев) немало «Моцарткугелей», математики наконец объявили, что нашли способ упаковывать конфеты в меньшее количество фольги. Они выяснили, что если взять фантик в виде равностороннего треугольника со стороной чуть меньше радиуса шарика, умноженного на пять, то можно завернуть в него конфету целиком и фольги на такой фантик уйдет на 0,1 % меньше, чем на нынешнюю обертку. А если найдутся критиканы, считающие, будто достигнутый результат яйца выеденного не стоит и замечательные математики с их несомненными талантами зря потратили силы, то ученые, надув щеки (а может, засунув туда по парочке ку-гелей), возразят, что их открытие может позволить фабрике, производящей «Моцарткугели», снизить углеродсодержащие выбросы в атмосферу, а значит, «хоть отчасти, но решить проблему глобального потепления».

А если я поведаю, что компания, производящая подлинные «Моцарткугели» (есть еще несколько имитаторов), выпускает в год 1,4 миллиона конфет, вам, может быть, удастся ответить на следующий вопрос Ферми (см. главу «Сколько в Чикаго фортепианных настройщиков?»): сколько килограммов фольги в год сэкономит фабрика, перейдя на фантики в виде равносторонних треугольников?

Гипотеза пожарного

Английский математик Годфри Харолд Харди (1877–1947), работавший в абстрактной сфере так называемой чистой, не прикладной математики, в своей книге «Апология математика» попытался оспорить популярное мнение, будто бы математика – удел избранных и интересоваться ею может лишь незначительная доля населения. Впрочем, попытки его выглядели не особенно убедительно – в одной из своих статей о математике он писал: «“Vorlesungen” [ «Лекции о теории чисел»] Ландау [27]27
  Имеется в виду не советский ученый Л. Д. Ландау, а немецкий математик Эдмунд Георг Герман Ландау (1877–1938). Полное название его работы – «Vorlesungen über Zahlentheorie» (1927), что и означает «Лекции о теории чисел». (Прим. перев.).


[Закрыть]или “История” Диксона [28]28
  Речь идет об американском математике Леонарде Юджине Диксоне (1874–1954), авторе «Истории теории чисел» в 3 томах (1919–1923). (Прим. ред.).


[Закрыть]– шесть великих томов ошеломляющей эрудиции – куда лучше подходят для чтения за завтраком, нежели итоги футбольных матчей».

Харди указывал на тот факт, что многие с удовольствием играют в шахматы или бридж, а ведь обе эти игры требуют математического мышления, между тем как другие с неменьшим наслаждением решают публикуемые в газетах головоломки. Если бы Харди писал в наши дни, он наверняка отметил бы популярность математических головоломок судоку.

В 2007 году произошел трогательный случай, показавший, что необязательно быть математиком, чтобы увлечься цифрами. (Почему трогательный? Поймете чуть позже.) Нью-йоркский пожарный по имени Бобби Беддиа рассказал своему другу, что прошлый день рождения стал для него особенным – он достиг возраста, который сам называл своим «годом рождения». Он имел в виду год, когда его возраст сравнялся с двумя последними цифрами года рождения. Беддиа родился в 1953 году, следовательно, 53 года ему стукнуло в 2006-м. Каждый может вычислить свой собственный «год рождения» – мой был 1984-й [29]29
  Легко понять, что Карл Саббаг родился в 1942 году. ( Прим. ред.).


[Закрыть]. А вот кого собственный «год рождения» наверняка разочарует, так это тех, кто родился в 1900 или 2000 годах.

Как выяснилось, какой бы ни был на дворе год (за исключением 2000-го), на празднование своего «года рождения» имеют право люди двух возрастов с разницей в полвека. Так, в 2006 году наряду с 53-летними ровесниками Беддиа свой «год рождения» отмечали трехлетки, рожденные в 2003 году, которым в 2006-м соответственно стукнуло три года.

Как и многие аспекты теории чисел, «беддианский год», как нарек его один математик, начался с простого наблюдения, но впоследствии породил несколько интересных вопросов, на которые не всегда легко ответить. Вычислить свой беддианский год, исходя из года рождения, проще простого, но как, например, определить, в каком году родились те, чей беддианский год придется, скажем, на 2014-й? Американский математик Барри Сипра решил копнуть еще глубже и попытался вычислить для каждого года, люди какого возрастного диапазона в этот год могут носит звание добеддианцев, то есть еще не достигших своего беддианского года. Сипра пришел к выводу, что в каждом случае речь идет не об одном, а о двух возрастных промежутках. Взяв для рассмотрения 2007 год, Сипра обнаружил, что к этому времени своего беддианского года еще не достигли малыши от 0 до 3 лет, а также возрастная группа постарше – те, чей возраст лежит в границах между 8 и 53 годами. Для всех остальных: тех, кому от 4 до 7 лет, и тех, кому от 53 до 99, – беддианские годы уже миновали. Сложных математических вычислений тут не требуется, однако нужен некий навык умственного жонглирования фактами, а именно – двумя видами чисел, годами и возрастами, и тем обстоятельством, что жизни многих людей «оседлали» рубеж столетий.

Досконально изучив скрытые возможности беддианской теории, Сипра и сам удивился, как столь простое наблюдение смогло подкинуть ученым несколько весьма непростых задачек. К сожалению, Бобби Беддиа так никогда и не узнал о выводах, сделанных математиком из его открытия. За месяц до окончания своего беддианского года он погиб при тушении пожара в пустующем офисном здании неподалеку от того места, где до 11 сентября 2001 года располагались башни-близнецы Всемирного торгового центра.

Вот так совпадение!

Математика Джека Литлвуда [30]30
  Имеется в виду британский математик Джон Эденсор Литлвуд (1885–1997), многие годы сотрудничавший с Г. X. Харди. (Прим. ред.).


[Закрыть]однажды попросили припомнить самое поразительное совпадение в его жизни. В ответ он написал:

«Одна девушка шла по лондонской улице Уолтон в гости к своей сестре, Флоренс Роуз Далтон, служившей в доме номер 42. Она миновала дом номер 40 и подошла к дому номер 42, где действительно работала кухарка по имени Флоренс Роуз Далтон (однако она уехала в двухнедельный отпуск, и на это время кухарку подменила ее сестра). Но то был дом номер 42 на площади Овингтон (в конце эта площадь сужается до размеров улицы). А дом 42 по улице Уолтон находился чуть дальше. (Я гостил в доме на площади Овингтон и услышал об этом курьезном происшествии в тот же вечер.)».

Многие из нас попадали в подобные ситуации или хотя бы слышали о них – волей-неволей поверишь, что в таком, казалось бы, случайном стечении обстоятельств кроется некий глубинный смысл. Однако испытываемое нами изумление зачастую связано с тем, что мы услышали только часть истории или ничего не знаем о такой вещи, как теория вероятности.

Обратимся к первому варианту. Допустим, некто звонит вам по телефону и правильно называет имя лошади, которая победит в предстоящем заезде. Проходит неделя, и этот человек снова звонит вам и опять угадывает победителя. Вас так и подмывает принять его предложение и вложить деньги в лошадь, которая победит на следующей неделе. Но что, если я расскажу вам, что еще до первых скачек, где участвовало десять лошадей, этот человек обзвонил сто человек и назвал имя каждой лошади группе из десяти человек? Во второй раз он позвонил уже только тем десятерым, которым в прошлый раз досталась лошадь-победительница, и назвал каждому по одной лошади из второго заезда. Одному человеку из сотни – то есть в данном случае вам – повезло, ему уже дважды правильно указывали победителя. Ничего удивительного, что вам сложно справиться с искушением и не поставить в третий раз все деньги на кон, хотя в действительности шанс «вашей» лошади на победу всего лишь один к десяти.

Одно из самых широко обсуждаемых «пугающих» совпадений связано с написанным в 1898 году романом «Гибель “Титана”». Книга повествует о корабле под названием «Титан», который во время своего первого рейса, в апреле, столкнулся с айсбергом и затонул. Четырнадцать лет спустя, в апреле, во время первого своего плавания из-за столкновения с айсбергом затонул «Титаник». Погибло 1500 человек, причем многие – из-за нехватки спасательных шлюпок. В книге при крушении «Титана» погибло около 3000 пассажиров и членов экипажа.

Это совпадение на практике куда более вероятно, чем может показаться. Предположим, вы живете в 1898 году и хотите написать полный драматизма роман о кораблекрушении. Вам понадобятся название судна, маршрут, причина катастрофы и еще несколько факторов – наподобие огромного количества жертв и всеобщего внимания к происходящему, – добавляющих рядовой аварии на водах накал страстей. Почти все точные детали из этого списка, позволяющие вымышленному судну «совпасть» с реальным «Титаником», – результат логического выбора. Для начала корабль должен быть большим, а значит, носить имя, отражающее внушительные размеры. Названия «Гаргантюа», «Гигант», «Колосс» и «Громадина» не очень-то «корабельные», а вот что-то из области мифологии, ну, не знаю, допустим, «Титан», вполне может подойти. Если это крупное судно с английскими и американскими пассажирами (автор рассчитывал завоевать англоязычный книжный рынок), то вряд ли оно будет курсировать по Тихому или Индийскому океанам, а вот трансатлантический рейс – самое то. А какова самая распространенная причина кораблекрушений в Атлантике? Айсберги. И в какое время года айсберги представляют наибольшую опасность? В апреле.

Часто, когда мы слышим или читаем истории о поразительных совпадениях, нам преподносят такую версию событий, которая ради пущего эффекта (или для того, чтобы ввести в заблуждение) сдобрена вымышленными деталями. Вот вам пример из книги «Тайны необъяснимого», изданной под эгидой журнала «Ридерз дайджест»: «В 1930-е годы в Детройте мужчина по имени Джозеф Фиглок прогуливался по одной из жилых улиц, как вдруг на него из окна второго этажа выпал ребенок. Фиглок успел его поймать, и младенец отделался легким испугом. Ровно через год Фиглок снова шел по этой улице, и из того же окна прямо на него вывалился все тот же ребенок. Фиглок во второй раз вернул невредимого младенца матери и продолжил прогулку, сам он и на этот раз тоже не пострадал».

Весьма необычно, если, конечно, все вышеизложенное – правда. Но это не так. Найдя в библиотеке журнал «Тайм» за 17 октября 1938 года, мы узнаем следующее:

«Совпадение в Детройте. Дворник Джозеф Фиглок прибирал вверенную ему территорию, когда на него из окна четвертого этажа шмякнулся младенец, ударив его по голове и задев плечи. Зашибив Фиглока, ребенок и сам пострадал, но остался жив. Две недели назад, когда Фиглок подметал другую улицу, из окна четвертого этажа вывалился двухлетний Дэвид Томас и приземлился на голову вездесущего господина Фиглока, причем с такими же последствиями».

Неодин и тот же ребенок и не из того же самого окна – а ведь именно эти две детали делали историю совершенно невероятной. Разумеется, описанный в «Тайм» случай все равно не укладывается в рамки рядового, однако даже профессия господина Фиглока сыграла в произошедшем свою роль: раз уж он целыми днями подметает чикагские улицы и переулки, то на кого же и падать выпавшим из окон младенцам, как не на него? Куда больше шансов, что ребенок приземлится на дворника, чем, скажем, на телефонистку, рабочий день которой протекает в помещении.

Пережитые на собственном опыте совпадения могут оказать на человека очень мощное влияние, особенно если он не знаком с данными статистики. Мартин Гарднер, американский математик и автор целого ряда научно-популярных книг, приводит яркий пример того, как возникают байки о вещих снах: «Предположим, некой даме снится, что ее тетушка Мэри погибает при пожаре. При этом мужу тетушки Мэри во сне удается спастись: он прыгает из окна и ломает ногу. Через несколько дней происходит одно из этих событий: тетушка Мэри умирает от болезни, ее муж, попав в аварию, ломает руку или в доме по соседству вспыхивает пожар. В случае смерти тетушки Мэри племянница сможет поведать подружками, что всего несколько дней назад видела во сне, что тетя умрет. Если дядя сломает руку, племянница, скорее всего, припомнит, что в ее сне он сломал какую-то кость, она не знает наверняка, какую именно, но думает, что это была рука. И само собой, если в соседнем доме случится пожар, она вспомнит именно этот аспект сна. Об остальных событиях того же сна, которых может оказаться великое множество, она так и не вспомнит».

Однажды в Кембридже, в библиотеке Тринити-Колледжа, я наугад взял с полки книгу, где была фотография актрисы, игравшей в водевилях, – некой госпожи Сенраб. Я показал снимок сопровождавшему меня коллеге и спросил, не замечает ли он в ее фамилии чего-нибудь странного. Он ответил «нет», и я указал ему, что если прочитать задом наперед, то получится «Барн(е)с» [31]31
  Буква «е» в английской фамилии «Barnes» не читается. ( Прим. перев.).


[Закрыть]. Может быть, она перевернула свою фамилию, чтобы получился эффектный сценический псевдоним, – трудно сказать наверняка. А потом я добавил:

– Это как с одной улицей в Вашингтоне. Она называется Танлоу, то есть Уолнат [32]32
  Walnut ( англ.) – грецкий орех. ( Прим. перев.).


[Закрыть]наоборот.

Тут со стороны соседнего столика, за которым сидела, изучая что-то, молодая американка, раздалось изумленное «ах».

– Я живу как раз на Танлоу! – еле пискнула она.

А в довершение этой истории я, пожалуй, упомяну, что мой коллега жил в лондонском районе Барнс.

После подобных совпадений обычно возникают два вопроса. Во-первых, если совпадение – не просто итог целой вереницы случайных событий, то какой цели оно служит? Если бы сны о предстоящих несчастьях были вещими, они, по идее, должны были бы помогать предотвратить беду, но что-то я ни разу не встречал достоверной информации, чтобы из-за приснившейся кому-то авиакатастрофы самолет тщательно проверили бы и нашли бы неполадку в двигателе. В других, менее впечатляющих случаях, как тот, что произошел со мной в библиотеке, странное стечение обстоятельств не несет в себе никакой потенциальной пользы. К примеру, девушка с улицы Танлоу вовсе не оказалась моей давно потерянной родственницей (хотя, как потом выяснилось, мой дед по материнской линии одно время жил на улице Честнат [33]33
  Chestnut (англ.) – каштан. (Прим. перев.).


[Закрыть]в городе Гаррисберге, штат Пенсильвания).

И второй вопрос: если бы мы жили в мире, где совпадений не бывает, заметили бы мы их отсутствие? Что ж, ответ будет: «Да». Ученые и математики [34]34
  Так у автора. (Прим. ред.).


[Закрыть]наверняка были бы крайне озадачены тем фактом, что, несмотря на расчеты вероятностей (исходя из которых можно предположить, что такое должно случаться сплошь и рядом), в мире, как ни странно, нет ни вещих снов, ни романов, обладающих смутным сходством с последующими событиями. И это отсутствиенуждалось бы в куда более серьезных объяснениях, чем нынешнее наличиеподобных явлений.

Слова для счета, счет за слова

Мы настолько привыкли к словам, обозначающим те или иные числа, что даже трудно вообразить, каково это было, когда человечество только-только приблизилось к идее счета. Британский социальный антрополог Альфред Гелл (1945–1997) описал реакцию детей из клана умеда, обитающего на Новой Гвинее, когда их начали обучать счету:

«Я присутствовал там в тот безумный день, когда дети наконец усвоили простейшие принципы счета и в особенности тот факт, что при помощи чисел можно считать что угодно.Вырвавшись из здания школы, взволнованные дети маленькими стайками бегали туда-сюда и применяли на практике свое только что обретенное умение: они пересчитывали сваи домов, собак, деревья, пальцы на ногах и руках, друг друга – и всякий раз у них… получалось!»

Используемые нами числительные основаны на десятичной системе счисления. Все мы помним, как изменяются количественные числительные при переходе от первого десятка ко второму, как образуются числительные после ста и как это все соотносится с основанием системы – числом «десять». Занимаясь изучением умственных способностей и навыков жителей разных уголков планеты, антропологи обнаружили, что, хотя в основе большинства систем счета лежит 10, существуют и весьма причудливые альтернативные системы счисления, разработанные самостоятельно, а не перенятые у более продвинутых народов.

Некоторые народы используют двоичную систему. У австралийских гумулгалов [35]35
  На самом деле гумулгалы (правильнее – гумулигалы, а если быть совсем точным, то мабуйяги, или мабуигилгалы) – это жители не собственно Австралии, а острова Мабуйяг в Торресовом проливе; принадлежат к меланезийцам. Население состоит из двух групп: гумулигалы на северо-западе острова и мабуигилгалы на юго-востоке. (Прим. ред.).


[Закрыть], южноамериканских бакаири и южноафариканских бушменов есть слово, означающее цифру 1, и слово, означающее 2, и весь счет строится на их основе. Так, например, гумулгал, начав с единицы, считает следующим образом: «Один, два, один-два, два-два, два-два-один…» и так далее.

Вслед за двоичной системой по популярности следует пятеричная. Североамериканские зуни [36]36
  Зуни – индейский народ группы пуэбло, проживает на западе штата Нью-Мексико. (Прим. ред.).


[Закрыть]разработали красивую систему чисел, основанную на количестве пальцев одной руки. Если перевести названия их числительных, то получится следующее:

 
1 «тот, с которого начинают»,
2 «опускаемый вместе с»,
3 «палец, делящий поровну»,
4 «все пальцы, все-то все, да без него не обойдешься»,
5 «отрезанный от остальных» (предположительно большой палец).
 

Однако не все пятеричные системы ориентируются на пальцы руки. Южноамериканские индейцы абипоны для обозначения числа 4 применяют слово «гейенкнате» – «пальцы на лапах эму», а 5 на их языке звучит как «неенхалек» – «прекрасная шкура пяти цветов».

В системе счисления на основе небольших чисел (двух, пяти или десяти) числительные могут выглядеть довольно неуклюже, зато можно легко догадаться, по какому принципу они образуются, и считать хоть до бесконечности. Другая популярная система счисления – двадцатеричная, по количеству пальцев на руках и ногах. У проживающего на территории Бразилии галиби [37]37
  Галиби – народ из группы карибов. ( Прим. ред.).


[Закрыть]числительное 20 звучит как «поупоу паторет оупоуми» и означает «ноги и руки». Но порой антропологи сталкиваются с более замысловатыми и громоздкими системами счета. Народ кева на Новой Гвинее выстроил свои расчеты на базе числа 47. К этому числу они пришли, считая части тела по кругу: сначала пальцы руки, бугорок большого пальца, ладонь и так далее на одной стороне тела, включая предплечье, плечо, шею, глаз, переносицу, а затем все то же самое на второй половине тела. Преимущество этой системы счисления в том, что, указав на ту или иную часть тела, вы тем самым можете быстро сообщить собеседнику любое число от 1 до 47.

Довольно сложно представить, как собиравших эту интереснейшую информацию антропологов воспринимали опрашиваемые аборигены. Однако некоторые свидетельства до нас все же дошли.

Французский антрополог Уту Лабилльярдиер [38]38
  Имеется в виду Жак-Жюльен (Уту) де Лабилльярдиер (1755–1834) – французский ботаник и путешественник. ( Прим. ред.).


[Закрыть]направлялся в Тонга, экспедиционное судно потерпело крушение, и ученому пришлось прожить среди местных жителей немало времени. Он распорядился этим временем с пользой. Заинтересовавшись словами, которыми жители Тонга обозначают большие числа, он обнаружил, что у тонганцев весьма обширный словарный запас. Узнав новое слово, антрополог аккуратно его записывал. Де Лабилльярдиер с удивлением выяснил, что у местных жителей есть отдельные слова для крупных круглых чисел: скажем, 10 000 000 они называли «лаоалаи», а 10 000 000 000 – «толо тафаи». Подобную легкость в обращении с огромными числами он объяснял так: «Нужно отдавать себе отчет, что люди, которым постоянно приходится считать батат, будь то один-два клубня или три тысячи, неизбежно должны были стать неплохими изобретателями числительных и найти способ упростить процесс счета».

Однако впоследствии антропологи, лучше понимавшие язык тонганцев, пришли к выводу, что местные жители просто подшутили над де Лабилльярдиером. Слово, которое они выдавали за 10 000 000, на самом деле означало «крайнюю плоть», вместо 10 000 000 000 они научили его произносить по-тонгански «пенис»; остальные мнимые числительные обладали столь же игривыми значениями. А самое большое число, какое де Лабилльярдиер мог себе вообразить, со слов тонганцев называлось «кы ма оу». Как потом выяснилось, эта фраза означает: «Нажрись всеми вещами, о которых мы тебе только что рассказали».

Ох и смеялись же они, наверное, в тот вечер за ужином, сидя вокруг котелка с варевом и вспоминая незадачливого чужеземца.

Флора и фауна

Один лист или два?

В церкви английского городка Грантчестер, что неподалеку от Кембриджа, пол вокруг алтаря украшен мозаикой. На пол этот равномерно нанесены повторяющиеся цветочные узоры. Один узор – лилия с шестью лепестками, а другой – роза с пятью лепестками, и оба они – символы кембриджского колледжа Тела Христова, покровителя грантчестерской церкви. Вы запросто можете пройти мимо, не обратив на узоры внимания, – подумаешь, всего лишь два цветка, выбранных художником без всякой видимой причины. Но – вот ведь совпадение! – эти два цветка и количество их лепестков отображают основное фундаментальное различие между цветковыми растениями, различие, на котором строится вся классификация растений.

В отличие от многих других способов систематизации мира природы, это различие было обнаружено удивительно поздно. Люди на протяжении нескольких тысяч лет выращивали, потребляли и исследовали растения, а сия существенная разница была обнаружена только в XVII веке натуралистом Джоном Рэем [39]39
  Джон Рэй, или Рей (1627–1705) – английский натуралист, член Лондонского королевского общества. (Прим. ред.).


[Закрыть]. Он заметил, что ростки цветковых растений чуть-чуть отличаются друг от друга и что значение этого отличия весьма велико. В докладе, адресованном только-только рождающемуся Лондонскому королевскому обществу по развитию знаний о природе, он писал: «Великое множество растений появляются из земли с двумя листьями, которые в большинстве случаев не похожи на листья, появляющиеся впоследствии… эти два листка есть не что иное, как две доли семени». Затем он переходит к описанию более малочисленной группы растений, чьи «семена всходят с такими же листьями, как и все последующие, и чье семя не разделено на доли».

Два разных класса ростков, выявленных Рэем, получили названия «однодольные» (те, которые появляются с одним листом) и «двудольные», которые всходят с парными листьями, образовавшимися из двух семядолей. Те, у кого есть дача с приусадебным участком, наверняка видели, что всходящий лук выпускает один длинный лист, а капуста – два листка, таким образом, лук – однодольное растение, а капуста – двудольное.

В определенном смысле тот факт, что это фундаментальное различие так долго оставалось незамеченным, не кажется таким уж странным. В мире существует около 350 семейств двудольных и чуть более 50 семейств однодольных, и, если вы взглянете на взрослые растения одного и того же класса (каждого из этих классов), вам может показаться, что они совершенно не похожи друг на друга. Класс однодольных включает в себя лилии, тростник, осоку, злаки, ирисы, орхидеи и пальмы. Среди двудольных мы найдем жимолость, подсолнух, лютики, розы, горчицу, мальву, примулу, флоксы, львиный зев, мяту и герань. Разницу между представителями этих двух классов можно заметить, только присев на корточки и вглядевшись в совсем иные части растений, причем желательно через лупу.

Однако эти два класса растений играют совершенно разные роли в жизни человека. Один ботаник заметил, что «опыляемые ветром однодольные дают нам то, благодаря чему мы живы». Хлеб и каши, которые мы едим, а также пиво, которое мы пьем, – все это дают нам однодольные. Но опыляемые ветром злаки, из которых вырабатывают все эти продукты, производят на нас куда меньшее впечатление, чем растения с драматически яркими цветками (см. следующую главу «Цветок – молоток!») – те, которым для размножения нужно приманивать к себе насекомых-опылителей.

Корни, листья, части цветка и даже совокупность крошечных трубочек, составляющих сосудистую систему растения, – все это в конечном счете сводится к самому первому отличительному признаку – одному или двум листкам на стадии всходов. И есть еще одна столь же простая и не менее долго остававшаяся незамеченной черта, различающая эти два класса: у цветков однодольных растений бывает три или шесть лепестков, а у цветков двудольных – четыре или пять. Как видим, шестилепестковая лилия с грантчестерской мозаики – однодольное растение, а роза с ее пятью лепестками – двудольное.

Цветок – молоток!

Все мы в общих чертах представляем себе отношения между цветами и некоторыми видами насекомых и птиц. Функция цветка – приманивать насекомых и мелких птиц, чтобы те опустились на него, и на их лапки и тельце попала пыльца, содержащая мужские половые клетки для оплодотворения прочих цветков. Таким образом насекомые и птицы доставляют эти клетки к женским органам других растений. Задача цветка – привлечь внимание, и решается она обычно благодаря сочетанию ярких лепестков и соблазнительного запаха, источаемого нектаром. Но у разных растений различаются и стратегии.

Результаты исследования, проведенного в 2007 году, продемонстрировали, на какие хитрые уловки пускаются различные растения ради того, чтобы добиться наилучшего опыления. Группа ученых из Корнелльского университета задалась вопросом, почему в состав нектара одного растения семейства пасленовых, а именно табака оттянутого (Nicotiana attenuata),входит никотин – химическое вещество, которое отпугивает как раз тех существ, которых растению нужно привлечь. Главные опылители табака оттянутого – бабочка бражник и птица колибри, и оба этих вида не любят запах и вкус никотина.

Ученые догадались, что, помимо привлечения определенных существ, табак оттянутый должен еще и отпугивать других. Некоторые гусеницы питаются цветками – неплохо, чтобы такие держались подальше, как и отдельные виды пчел, которые подлетают к цветку сбоку и высасывают нектар, не перенося при этом пыльцу на другие цветки.

И наконец, недостающий фрагмент мозаики: цветки должны привлекать внимание, но в меру. Например, у некоторых орхидей вообще нет нектара, они полагаются только на свою замысловатую красоту. Когда ученые добавили в чашечки орхидей нектар, насекомые стали подолгу задерживаться в цветке и в итоге успевали облететь и опылить гораздо меньшее количество растений. Так что чрезмерная привлекательность может уменьшить эффективность опыления. Чем больше времени отдельное насекомое (или птица) посвящает одному цветку, тем меньше других цветков оно посетит, оставив там часть собранной пыльцы.

И как же вышеперечисленные факторы объясняют свойства цветков табака оттянутого? Ученые решили сыграть на пропорциях двух главных составляющих: отталкивающего никотина и привлекательного запаха нектара. Они вывели несколько генномодифицированных разновидностей табака оттянутого: от варианта с цветками без запаха и огромным количеством никотина до растения с очень душистыми цветками без всякого никотина. Затем к растениям допустили опылителей и стали наблюдать, какие насекомые и птицы направятся к каким цветкам и надолго ли задержатся.

Было обнаружено, что для достижения цели оптимальна естественная, существующая в природе комбинация аромата и никотина. Растение использует стратегию кнута и пряника, привлекая опылителей и заставляя естественных врагов держаться подальше. А никотин, помимо отпугивания врагов, еще и ограничивает время пребывания опылителей в чашечке цветка, благодаря чему за день те успевают посетить большее количество растений.

Старейшее живое существо на Земле

Один геолог в 1964 году вел исследования в калифорнийских Белых горах. Он извлекал образцы сердцевины стволов у нескольких очень старых деревьев вида сосна остистая межгорная. Считалось, что этим деревьям несколько тысяч лет, сердцевина стволов у них уже давно отмерла, а наружные слои древесины и кора до сих пор живы. Добытые образцы позволяли установить возраст дерева и климатические условия, сопутствовавшие формированию того или иного слоя древесины. Исходя из этих данных геолог планировал вычислить размеры ледников, покрывавших эту местность в былые времена.

К несчастью, инструмент, с помощью которого он добывал образцы, сломался, и геолог запросил у Федерального лесного управления США разрешение спилить одно дерево, чтобы получить необходимые сведения по годовым кольцам на срезе. Лесное управление ответило согласием и тем самым подписало смертный приговор самому старому живому организму на планете. Выяснилось, что дереву было 4950 лет. Это все равно как если бы врач хотел сделать пункцию, чтобы узнать, в каком состоянии здоровье пациента, но из-за поломки иглы для пункций запросил разрешение на убийство – мол, вскрытие покажет все как нельзя лучше.

У срубленного дерева есть младший сосед, найденный в 1950-е годы и до сих пор живой. Согласно расчетам, в 2012 году дерево должно справить свой 4800-й день рождения [40]40
  На самом деле дерево старше. В 1957 году его возраст был оценен в 4789 лет, таким образом, в 2012 году эта сосна отметила 4844-й день рождения. Дерево давно обладает собственным именем – его нарекли Мафусаилом. Беспокоясь о здоровье и самочувствии старейшего неклонального растения планеты, Лесная служба США тщательно скрывает информацию о его местонахождении. (Прим. ред.).


[Закрыть]. Эти деревья живут так долго из-за медленного обмена веществ. За сто лет слой их древесины становится толще всего на два с половиной сантиметра. Одни и те же иголки остаются на дереве по тридцать – сорок лет, а семена из шишек даже самого древнего дерева до сих пор всхожи.

Остистая межгорная сосна считалась старейшим живым организмом на Земле вплоть до 2008 года. Затем некий ученый-дендролог сообщил, что в горах Швеции найдено несколько елей, одна из которых насчитывает аж 9 550 лет. Вот так в одночасье возраст старейшего живого обитателя планеты увеличился вдвое.

Юность этого дерева пришлась на те времена, когда земледелие находилось еще в зачаточном состоянии, только-только начали возникать первые города и было изобретено колесо, – за тысячи лет до расцвета главных древних цивилизаций Востока и Средиземноморья.

Как и в случае с самым крупным живым организмом, грибом опенком Armillariaиз Орегона, занимающим площадь 890 гектаров (см. следующую главу «Полуживотное, полурастение и прекрасно на вкус»), для подтверждения уникальности шведской сосны потребовался анализ ДНК. В отличие от большинства известных нам деревьев у этой породы несколько стволов. Один ствол может прожить до шестисот лет, но как только он отомрет, рядом вырастет новый – с точно такой же ДНК, а следовательно, являющийся частью все того же организма.

Кстати, имя у ученого, сделавшего этого открытие, самое что ни на есть подходящее – Лейф: профессор Лейф Куллман [41]41
  Не очень понятно, почему имя «подходящее». Разве что оно созвучно английскому слову leaf, что означает «лист». Вот только «лист» к Лейфу не имеет никакого отношения. Лейф – это скандинавское мужское имя, восходящее к древненорвежскому Leifr, что означает «наследник» или «потомок». (Прим. ред.).


[Закрыть].

Полуживотное, полурастение и прекрасно на вкус

Когда вы едите шампиньоны по-гречески или омлет с трюфелями, вам может показаться, что это овощное блюдо. Ничего подобного! Много лет считалось, что грибы – это растения, представители растительного царства, хотя и с некоторыми особенностями. Но современная наука доказала, что дело обстоит иначе.

На сегодняшний день найдено и описано более 56 000 видов грибов [42]42
  В этой области величины очень быстро меняются. На тот момент, когда книга готовится к печати, систематики описали уже около 100 000 видов, относящихся к царству грибов. (Прим. ред.).


[Закрыть]: от неприятного кожного заболевания, возникающего между пальцев ног, до роскошных деликатесов. С появлением человечества грибы влияли на нашу историю всевозможными способами. Некоторые до сих пор верят, будто легендарное «проклятие фараона» – это исключительно живучий грибок, который дремал в египетских гробницах, пока их не вскрыли археологи. Спорынья, грибок, поражающий колосья ржи, в Средние века вызывала вспышки массового безумия. А фитофторозная гниль картофеля, спровоцированная еще одним грибком, разрушила в XIX веке жизни тысяч ирландцев, которые умерли от голода или вынуждены были эмигрировать. Филоксера, грибок, паразитирующий на винограде, нанесла в свое время серьезный удар по французскому виноделию.

Впрочем, грибы принесли человечеству и много новых удовольствий. Без них не поднималось бы тесто для хлеба; многие грибы съедобны сами по себе; другие превращают овечье молоко в сыр рокфор, а творог – в камамбер. А еще один грибок, Penicillium notatum, дал миру первый и самый широко используемый антибиотик.