Скандальная правда о сексуальной жизни растений

Глава 2 «Ночные бабочки»

Существуют растения всех оттенков радуги, но цвет — не единственный способ показать, что все виды отличаются друг от друга. Все они разных размеров и форм, причем именно последнее является фактором, определяющим, какие существа предпочитают их опылять. Подумайте о цимозных соцветиях или шаровидных головках буддлеи и сравните их с открытыми, довольно плоскими корзинками подсолнухов, цветками лютиков или маков. Совершенно очевидно, что любое летающее насекомое имеет доступ к открытому плоскому цветку, который бесстыдно выставляет свой репродуктивный орган на всеобщее обозрение. Насекомое может просто раз — и приземлиться на него. С буддлеей все немного сложнее: для того, чтобы получить нектар, нужно иметь длинный хоботок, и уж точно не каждое насекомое готово залезать в длинную трубку цветка ложного нарцисса. Ведь рано или поздно даже они могут задаться вопросом: есть ли внутри место, чтобы развернуться, и так ли легко будет выйти обратно?

Поэтому в какой-то мере форма цветка — или, точнее, расположение его лепестков или венчика — определяет тип опылителей, которых он привлекает. Если венчик широко раскрыт (ботаники называют такие цветки хазмогамными), можно ожидать, что он заманит множество разных насекомых. В солнечный летний день проведите час или два за городом, наблюдая за астрами или зонтиками дягиля, сельдерея, укропа или прочими дикими зонтичными растениями вдоль сельских дорог. Если вы будете терпеливы, то очень скоро увидите пчел, мух, мошек, комаров и других летающих насекомых, посещающих их соцветия.

Вы даже можете заметить жуков, потому что для этих тяжеловесов мира насекомых нетрудно приземлиться на цветы и пройти по образованному ими прочному зонту. Эти цветы широко открыты и доступны всем. Их совершенно не волнует, кто по ним бродит. Можно сказать, что они — растения легкого поведения. Возьмите, например, альбицию ленкоранскую, относящуюся к семейству Бобовых, — распространенное декоративное растение из Юго-Западной и Восточной Азии. Бабочки и пчелы в Азии (и колибри в Америке) опыляют цветы, а в ее родных краях гусеницы бабочек-белянок питаются листьями этого дерева.

Все это чрезвычайно важно в том случае, если вы растение. В конце концов, цель состоит в перенесении пыльцы с одного цветка на другой, так что чем больше посетителей вы привлечете, тем лучше. Не имеет ни малейшего значения, кто будет переносить пыльцу, ведь на это способны все, — но у медали есть и обратная сторона. Нет абсолютно никакого смысла тратить все усилия на производство пыльцы, если она в конечном итоге будет заброшена внутрь цветка совершенно другого вида. И в этом вся беда. Цветок, который открыт для всех, посетят все, и это неплохая стратегия. Но хотя такое растение наверняка преуспеет в рассеивании своей пыльцы, нет никакой гарантии, что та достигнет женского цветка того же вида. В конце концов, насекомым все равно. Какое им дело, если подсолнухи пытаются спариваться с пастернаком? Все, что в этой ситуации могут сделать цветы, — произвести как можно больше пыльцы и быть готовыми к тому, что ее подавляющее большинство будет растрачено впустую. Но как только одно из насекомых перенесет пыльцу на женский цветок вашего вида, процесс размножения можно считать успешно завершенным.

Это все, что вам нужно. Жизнь продолжается. Таким образом, методика открытых и легкодоступных цветов работает, хоть и не особо эффективно: ведь это означает, что растение должно тратить гораздо большую часть своих энергетических и питательных ресурсов на производство пыльцы, чем если бы оно было более избирательным в выборе опылителей.

В некоторых случаях это совершенно неважно. Представьте прекрасный пурпурный вереск, который столь романтично устилает склоны холмов Шотландского нагорья. На бедных питательными веществами кислых почвах вереск заполонил собой всё, поэтому его пыльца, перемещаясь, с большой долей вероятности достигнет другого цветка вереска. Цветы привлекают наиболее эффективных опылителей — шмелей и медоносных пчел, а также мух, особенно крупных, и бабочек. На унылых, сырых и ветреных болотах и склонах холмов не так уж много насекомых, поэтому вереск не может позволить себе быть слишком разборчивым.

Огромные подсолнухи также имеют тенденцию расти, что называется, в гуще событий, и они настолько высоки, что пыльце больше некуда деваться, кроме как от одного подсолнечника к другому, поэтому политика легкого поведения им отлично подходит. Бабочки, жуки и мухи опыляют подсолнухи, но большинство видов пчел — самые частые его посетители. Язычковые цветки корзинки подсолнечника направляют опылителя к трубчатым цветкам, которых насчитывается до двух тысяч, и открываются они постепенно, начиная с внешней стороны и по мере приближения к центру. Каждый цветок раскрывается сначала как самец (в тычиночной фазе), выставляя напоказ свои пыльники, а затем как самка (в пестичной фазе), демонстрируя рыльца.

Если бы вы были растением, которое решило специализироваться на выборе насекомых-опылителей, вы наверняка захотели бы привлечь пчел. Это популярный ход — их много, так что это не слишком сложно. Для начала вам нужны симметричные цветки. Это означает, что если провести воображаемую линию сверху вниз через венчик, части по обе стороны линии были бы зеркальными отражениями друг друга (ботаники называют такие цветки зигоморфными).

Так поступают горох, львиный зев и другие. Эта форма помогает пчеле ориентироваться по мере приближения и стыковаться к цветку под прямым углом. Если вы сделаете цветок трубчатым, пчела с радостью пролезет внутрь, зная, что у нее получится безопасно выйти, так что это еще и лучше. Поскольку пчела окружена лепестками, она обязательно поднимет хорошее облачко пыльцы. Вы можете закончить картину, окрасив ваши лепестки или чашелистики в фиолетовый или синий цвет, который пчелы видят лучше всего.

Пурпурные цветоносы полевого короставника (Knautia arvensis) привлекают пчел, а также журчалок и бабочек, но здесь есть существенная разница, потому что опыляет растение только один «специалист» — пчела андрена короставниковая, или андрена Гатторфа (Andrena hattorfiana), и как само растение, так и насекомое находится в затруднении (такое насекомое ученые называют узкоспециализированным опылителем). Растение цветет с июля по сентябрь, но цветочные луга, на которых оно растет, часто используются для выпаса и до того, как появятся цветы, скашиваются на сено, в результате чего количество растений уменьшается. Андрена Гатторфа выращивает свое потомство исключительно на пыльце полевого короставника, и в последние годы популяция вида стала сокращаться — возможно, именно из-за раннего скашивания. В то же время андрена является самым эффективным опылителем цветка, и сокращение количества этих пчел, возможно, и вызвало «демографическую яму» у растения. Да, полевая андрена — вовсе не редкий вид, но считается, что ее численность уменьшается. Одно ведет к другому, и все взаимосвязано. Вот вам и экология.

Изменения в методах ведения сельского хозяйства вносят свой вклад. Много лет назад фермеры выращивали горох и бобовые, чтобы прокормить домашний скот, и дикие представители семейства Бобовых были привычным зрелищем на полях и рядом с ними. В наши дни такие пейзажи встречаются реже, а более интенсивное использование пастбищ привело к сокращению численности их диких собратьев. Поэтому то, что раньше занимавшиеся опылением этих растений пчелы тоже сокращаются в количестве, — вовсе не случайное совпадение.

Однако вернемся к стратегиям. Например, вы решили сделать упор на бабочек. В таком случае вы можете быть по-настоящему разборчивы, превратив свой венчик в трубку, которая соответствует длине хоботка вашей любимой бабочки. Порхающие красавицы особенно любят чертополох и рябину.

А если сделать ставку на мотыльков? Чтобы преуспеть в этом, лучше всего иметь белые цветы, которые хорошо видны в темноте, — вы можете даже закрывать их днем, чтобы не растрачивать попусту пыльцу. Попробуйте выпустить сладкий аромат. Ночные мотыльки обладают тонким обонянием.

В былые времена — впрочем, не так уж и давно — среди нас жило немало ботанических националистов, которые ненавидели все растения, не произрастающие естественным образом на их исторической родине с начала времен, возможно, даже на их задних дворах. Эти пуритане от флоры развили глубокое отвращение к буддлее, завезенной в Британию в 1890-х годах. Помимо того что она вульгарно украшена цветами, она посмела позволить ветру разносить свои семена и захватывала всё новые территории. Нужно срочно с этим покончить! Тогда защитники природы, прославившиеся своей любовью к бабочкам, заметили, что так восхищавшие их насекомые всегда густо усыпали лиловые цветы буддлеи, и ее стали называть кустом бабочек. Хотя опыляют ее не только они: в этом участвуют пчелы и мотыльки, а в Северной Америке — специально выведенный вид колибри. Долой максимализм, буддлея — это обязательный атрибут любого сада. К великой радости насекомых, ее полно и около железнодорожных насыпей.

Если вам по нраву идея выбрать мотыльков в качестве опылителей, почему бы не пойти дальше и не выбрать летучих мышей? Они, конечно, ночные животные, поэтому вам лучше всего подойдут белые или бледные цветы. Но вы должны помнить, что хотя большинство из летучих мышей маленькие по размеру, они все же намного крупнее, чем их жертвы мотыльки. Поэтому и ваши цветки должны быть больше и в идеале иметь форму колокола, чтобы эти хищницы могли находиться внутри. Летучие мыши опыляют несколько сотен видов растений, включая манго, гуаву, агаву и дикие (но не культивируемые и съедобные) бананы. Есть даже летучая мышь, которая специализируется на диких бананах. Вы можете мне не верить, но она называется банановый листонос (Musonycteris harrisoni). У нее очень вытянутая морда, а длина языка сопоставима с длиной тела, что позволяет мыши дотянуться до основания цветка. На самом деле язык настолько длинный, что не помещается во рту, поэтому она носит его в мешочке на груди. Банановый листонос встречается только на западе Центральной Америки; в других частях мира дикие бананы опыляются другими видами летучих мышей и птицами.

Все, что должен сделать опылитель, — это ткнуться мордой в цветок. Это еще одна из стратегий растений, ведь многие животные могут это сделать, даже рептилии. Например, редкое и находящееся под угрозой исчезновения маврикийское растение руссея (Roussea simplex) полностью полагается в этих вопросах на синехвостого дневного геккона (Phelsuma cepediana), встречающегося только на Маврикии и тоже достаточно редкого. Странное растение вьется и образует куст, его цветы отличаются мясистыми оранжевыми лепестками и ощутимым запахом нектара. В поисках нектара геккон просовывает свою морду глубоко в цветок, в процессе чего получает щедрую порцию пыльцы, которую, конечно же, он переносит к следующему цветку, где таким же образом ищет пищу. И на этом их сотрудничество не заканчивается, потому что геккон ест и плоды этого растения. Они имеют форму пустышки для малышей, и ящерица высасывает из них желе с семенами, которые проглатывает и затем распространяет в помете. Это еще один пример симбиоза и прекрасной дружбы.

Геккон — превосходный альпинист, так же как и толстохвостый поссум, крошечное австралийское сумчатое, которое питается насекомыми, но гораздо больше его привлекает нектар и пыльца банксий, эвкалиптов и каллистемонов. Когда растения заканчивают цвести, поссум с удовольствием съедает плоды.

Но поссум — не единственный сумчатый опылитель. Выдающийся австрийский ботаник XIX века Антон Кернер считал вполне вероятным, что кенгуру могут быть среди животных, опыляющих группу кустарников, которые раньше назывались дриандрами, а теперь переклассифицированы в банксии. Их цветы расположены по краю чашечки, в которую стекает питательная жидкость, и находятся примерно на высоте головы кенгуру. Они также могут привлечь кускуса — разновидность поссума.

Обитающие на африканских равнинах жирафы очень любят цветы, растущие под сенью колючих деревьев. Жирафы смотрят с более чем четырехметровой высоты и проходят до шести километров в день, перемещаясь от одного островка растительности к другому, а их длинные шеи дают им неоспоримое конкурентное преимущество. Откусывая цветы, они покрывают свои морды пыльцой, которую переносят от цветка к цветку. И это, как вы уже поняли, очень удобно для растений. Деревья всегда рады приветствовать таких помощников. Но жирафам нужен не только нектар. Они съедают весь цветок целиком, а это означает, что тот не сможет дать плоды, даже если и будет опылен. Миссия невыполнима. Ботаники, изучавшие влияние жирафов на колючие деревья, обнаружили, что цветы, находящиеся вне досягаемости жирафов, превращаются в прекрасные плоды с помощью насекомых-опылителей.

Однако жирафы не причиняют серьезного вреда. Грозди соцветий состоят из комплекса тычиночных, обоеполых и даже бесплодных (стерильных) цветков. Жирафы могут съесть столько из них, сколько им захочется, не причиняя вреда дереву, а поедание тычиночных цветков полезно — конечно, при условии, что жирафы получат пыльцой, что называется, по морде.

Млекопитающие также опыляют цветы, растущие непосредственно на земле. Например, так называемая северная чаша вампиров (Cytinus visseri) — это паразитное южноафриканское растение, прячущее свои темно-красные цветы под кустами, у которых оно крадет пищу. Насыщенный аромат цветов привлекает опыляющих его мелких млекопитающих. К ним относятся слоновые землеройки, полосатые полевые и карликовые мыши.

Вы же не думаете, что приматов, самых умных млекопитающих (в конце концов, мы тоже к ним относимся), оставят в стороне? Бальзовые деревья растут в тропиках Центральной и Южной Америки, и днем белоголовые (также называемые белолицыми и белогорлыми) обезьяны-капуцины опыляют их большие цветы.

Вечером обезьяны ложатся спать, но растения работают и в ночную смену, используя в качестве опылителей других млекопитающих, в том числе кинкаджу и олинго, родственников енотов.

Мадагаскар — родной дом для многих растений и животных, которые больше нигде не встречаются. Наиболее известные из них — лемуры, насчитывающие около ста живых и вымерших видов. На Мадагаскаре есть и уникальные растения, хотя некоторые из них очень странные. Но ни одно из них не сравнится с деревом путешественников с его огромными узкими листьями на длинных стеблях, находящихся в одной плоскости и напоминающих веер. Плоскость листьев имеет тенденцию «смотреть» на восток и запад, поэтому их расположение может быть полезно путешественнику, потерявшему свой компас, — при условии, конечно, что он знает, где восток или запад. Во всяком случае, именно за это оно и получило свое название. Кроме того, оболочки, которые окружают основания его стеблей, ловят дождевую воду, также необходимую путешественникам, — правда, уж очень жаждущим, потому что чистой ее назвать нельзя.

Дерево путешественников на самом деле не пальма, как может показаться на первый взгляд, а родственник стрелитций. Оно являет миру большие белые цветы, которые опыляет лемур, привлекательный черно-белый примат с длиной тела до одного метра, не считая хвоста. Он уверенно прыгает по деревьям, а длинная морда позволяет ему глубоко проникать в цветы. Некоторые предположили, что цветы и лемуры эволюционировали вместе; во всяком случае, симбиоз здесь налицо.

Существует одиннадцать видов растений, встречающихся в тропической Южной Азии, например в Сараваке и Борнео, которые выпускают симметричные цветы чуть выше уровня земли. Их особенность в аромате: он сильно напоминает навоз, поэтому нет ничего удивительного в том, что навозные жуки частенько заходят к ним в гости. Трудолюбивые насекомые собирают навоз, формируют из него шары и катят их, пока не достигнут подходящего места для своих сокровищ. Затем они останавливаются и откладывают яйца в навоз, который будет служить кормом для личинок. Это очень практично. Жуки чувствуют запах навоза издалека и незамедлительно — насколько это возможно для жуков-тяжеловесов — направляются к нему. Добравшись до цветка, они получают щедрую порцию пыльцы, но, увы, вожделенного навоза им не перепадает, и они уходят разочарованными. Впрочем, они не учатся на своих ошибках и раз за разом попадаются на эту уловку.

Звучит отвратительно, не так ли? Если вы сейчас поморщились и отставили в сторону чашку чая, вам лучше пропустить следующий отрывок, потому что там дела пойдут еще веселее. Существует целый ряд названий для различных видов опыления, и все они заканчиваются на — филия. Итак, энтомофилия — это опыление насекомыми вообще, психофилия — опыление бабочками, мелитофилия — пчелами, хироптерофилия — летучими мышами, мирмекофилия — муравьями, и т. д. А малакофилия — это опыление слизняками и улитками. Грязные и скользкие делишки, правда? Это не самые быстрые существа, и казалось бы, что к тому моменту, пока одно из них соберет свой груз пыльцы и поднесет его к другому цветку, он уже увянет. Но, судя по всему, все не так плачевно: изящные шиловидные улитки были замечены за опылением цветов утренней славы (разновидность ипомеи). Это цветущий в сезон дождей вьюнок с цветами, которые открываются утром и увядают к обеду. Честно говоря, пчелы их тоже опыляют, поэтому они не полностью зависят от улиток — те могут вообще не добраться до них в нужный момент.

Вам понадобится терпение и немного удачи, чтобы увидеть, как это происходит, и для этого зрелища совершенно необязательно уезжать за тридевять земель. Ищите селезёночник — растение, которое встречается по всей Европе и в большей части Азии. Вам способна помочь и другая разновидность ипомеи — ползучая двулопастная, которая растет вдоль тропических пляжей, захватывая песчаные дюны, и, так же как и цветы утренней славы, опыляется улитками. Слизни и улитки помогают продолжать род и некоторым видам ряски, когда перемещаются по заросшим прудам.

Геккон — не единственный опылитель среди ящериц. Дерево мулунгу, которое растет в Бразилии и цветет в сухой сезон, каждый день выделяет большое количество нектара, накапливающегося у основания цветков. Африканские мабуи взбираются на деревья, чтобы лакать нектар и опылять цветы во время трапезы. Ящерицы-опылители особенно распространены на островах — возможно, потому, что там меньше млекопитающих и птиц.

Насколько я знаю, ни одно из растений — по крайней мере, на данный момент — не опыляется белыми медведями. Но я не теряю надежды.

Я думаю, вы согласны со мной в том, что многие цветы действительно очень красивы, но можем ли мы продолжать вечно игнорировать публичные проявления непристойности, которые они демонстрируют миру? Считается ли красота достаточным оправданием для таких нападок на наше нежное чувство морали?

Перейдем к вопросу, который заключается в следующем: зачем переживать? Зачем вообще переживать о размножении, если существует вполне приемлемая альтернатива? Секс, как вы можете заметить, просто не нужен. Многие организмы, включая большинство растений, прекрасно обходятся без него.

Рассмотрим скромную бактерию. Она живет всего двадцать минут или около того, а затем делится на две части — и в мире появляются две ее идентичные копии. Еще через двадцать минут каждая из копий снова делится, и их становится четыре. И так продолжается дальше. Наша скромная бактерия удваивается трижды в час. Если в полдень она скучала в одиночестве, то к четырем часам их будет 4096. Умирая, она достигает бессмертия, не говоря уже о перенаселении. Зачем ей беспокойства, которые приносит выбор единственного (мужского или женского) пола, вроде беготни в поисках партнеров? Брак до гробовой доски теряет часть своего блеска, когда его максимальная длительность составляет двадцать минут. Тут и расписаться-то можно не успеть.

А вот картошка. Когда вы покупаете мешок картофеля для посадки, вы можете заметить, что на самом деле берете не семена, а картофельные клубни, выращенные специально для посадки. Закапывая их в землю, вы надеетесь, что каждый клубень вырастет в новое растение и принесет еще больше картофеля. Каждая из картофелин в вашем урожае будет генетической копией своего прародителя. Смотрите, вы получили новые растения и плоды без семян и секса — здорово, не так ли?

Подумайте о том, что происходит, когда вы срезаете с растения отросток, чтобы получить новое растение: ухаживаете за ним, пока он не пустит корни, а затем сажаете его в почву. Но действительно ли растение будет новым или это всего лишь продолжение оригинала? Опять же, оно генетически идентично растению, от которого вы его взяли, и секса снова не случилось.

При желании в течение нескольких лет вы могли бы постоянно срезать отростки и заполнить весь свой сад тем, что на самом деле является одним растением, но существует во многих экземплярах.

Конечно, вы можете сказать, что бактерии и садовые растения не самые хорошие примеры бесполого размножения и что это очень слабые доказательства. Бактерии крошечные (хотя в данном случае это не так уж и важно) и простейшие существа, которым не удалось открыть для себя секс. И хотя фермеры и садоводы способны воспроизводить растения бесполым путем, это не то, что растения предпочитают делать, когда им предоставляют свободу.

Правда в том, что бактерии очень далеки от простоты, и их поведение может быть очень сложным, а большинство растений могут размножаться вегетативно, то есть бесполым способом, сами по себе, и многие из них это практикуют. В Северной Европе, где широколиственные деревья близки к климатическому пределу своего ареала и испытывают трудности в надежном производстве семян из года в год, большинство из них полагается на вегетативное размножение. Когда вы натыкаетесь на рощу деревьев определенного вида, есть вероятность, что все они являются стволами одного дерева. Как репродуктивная стратегия этот метод работает очень хорошо.

В Национальном лесу Фишлейк, штат Юта, есть роща осинообразных тополей (Populus tremuloides), которая занимает 43 гектара и содержит около 47 000 на первый взгляд отдельных деревьев. Только они не совсем индивидуальны. Каждое из них произошло от побега, возникшего на корнях давно умершего оригинального дерева, и по мере того как каждый новый росток распространял свои собственные корни, на них появлялись новые ростки.

Генетически идентичные, они все составляют одно дерево, и их корни связаны под землей. В мире оно известно как дерево Пандо, что по-латыни означает «я распространяюсь». Отдельные побеги живут примерно 150 лет, но некоторым корням около 80 000 лет, хотя, вне всякого сомнения, прародитель намного старше.

Ларрея трехзубчатая (Larrea tridentata), которая обитает в пустыне Мохаве, тоже прибегает к клонированию. Когда куст стареет, его крона делится на несколько отдельных, и как только это происходит, старая крона умирает и исчезает, позволяя каждой из дочерних стать отдельным растением. Одному из таких клонов, названному Королевским, предположительно 11 700 лет.

Орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum), один из самых распространенных папоротников в мире, производит миллионы мельчайших спор, которые разносятся ветром, чтобы стать новыми растениями, где бы они ни приземлились. Это утверждение верно для всех папоротников, но в целом споры папоротника прорастают довольно редко, поскольку единственным недостатком растения является то, что оно не выносит тень. Следовательно, лучше всего они растут на местах пожаров. Как только растение начинает расти, оно производит подземный стебель, называемый корневищем, который тянется горизонтально глубоко под землей.

Почки в узлах на глубоком корневище дают начало новым побегам — новые побеги производят листья, которые растут вверх, чтобы кормиться при помощи фотосинтеза. Так что если вы видите участок, заросший папоротником, вы с большой долей вероятности смотрите на одно-единственное растение. Отрезки глубокого корневища в конце концов отмирают, что может разбить участок на отдельные группы, но все они остаются генетически идентичными, ведь это по-прежнему одно и то же растение. Ученые из Финляндии обнаружили такой участок диаметром 450 метров, которому, по их мнению, около 1455 лет.

Я привел уже достаточно примеров и доводов в пользу бесполого размножения, по крайней мере для растений и бактерий. Более того, вегетативное размножение избавляет растение от необходимости тратить энергию на производство цветов с мужскими и женскими органами, а затем искать способ передачи пыльцы от мужских органов к женским. Если вы делаете это, знайте: вы все еще передаете потомству только половину своих генов. Если рассуждать таким образом, секс кажется до смешного неэффективным. И это еще не всё. Если вы размножаетесь бесполым путем, вам не нужны мужчины. Эта мысль не дает мне покоя.

Итак, если секс энергозатратен и даже не нужен, то зачем он вообще существует? Почему бактерии, несмотря на свою бесполость, часто обмениваются генами через трубку, которую одна клетка протягивает через стенку другой? Этот процесс называется конъюгацией, и способные на него клетки образуют половые типы. Это не секс, но очень похоже на него. И хотя большинство растений приспособлены к бесполому размножению, время от времени они вырастают из семян.

Каков же ответ на мой вопрос? Никто точно не знает, но есть по крайней мере одно правдоподобное предположение: ключ к разгадке кроется в бактериях. Биологи многое знают об их истории. Они нашли окаменевшие следы существования бактерий, живших миллиарды лет назад, и вот что поразительно: насколько можно судить, с тех давних пор эти микроорганизмы почти не изменились. Такое ощущение, что эволюция прошла мимо них. Сравните это с цветковыми растениями, которых, скорее всего, вообще не существовало 170 миллионов лет назад, а теперь они растут повсюду на планете и насчитывают примерно 352 000 видов.

Всякий раз, когда бактерия делится, она должна создать две копии своей ДНК — по одной копии для каждой дочерней клетки. Если в течение двадцати минут эта ДНК была повреждена, скажем, радиацией или каким-то химическим веществом, попавшим в клетку, обе копии будут иметь это повреждение или мутацию. Большинство мутаций вредны, и вероятным следствием такого повреждения является то, что ни одна из дочерних клеток не будет функционировать правильно. Они или их собственные дочерние клетки не смогут размножаться — и линия вымрет, забрав с собой мутировавшую ДНК. Не существует способа отделять вредные мутации от очень редких полезных, хотя именно через накопление последних и развиваются организмы. В результате бактерии практически не могут эволюционировать, вот почему они практически не изменились.

В половом размножении участвуют два набора клеток ДНК. Они сливаются, и в ходе этого процесса есть шанс разделения вредных и полезных мутаций. Первые, как правило, устраняются, в то время как вторые могут быть приобретены от одного из родителей или от обоих, — эта вероятность повторяется с каждым поколением. Иначе говоря, естественный отбор действует для устранения вредных мутаций и отбора полезных, — но в размножающихся бесполым путем организмах отбор действует на весь организм, тогда как в существах, выбирающих половой путь, он распространяется только на отдельные признаки.

Появление новых полезных черт в популяции — все еще медленное и рискованное дело, но по мере распространения они объединяются с предшествовавшими им полезными чертами. Как только все закрепляется, новые преимущества позволяют виду увеличиваться в количественном отношении, и чем больше популяция, тем больше вероятность появления новых полезных мутаций и их установления. Впрочем, устранение вредных изменений работает довольно эффективно. Половое размножение ускоряет темп эволюции, а быстрый темп эволюции увеличивает шанс успешной адаптации к преобразованиям в окружающем мире.

К таким преобразованиям относятся и вторжение болезнетворных организмов, и эволюция хищников.

Если клетки-хозяева хотят выжить — а болезнетворные организмы не дремлют и разрабатывают новые способы атаки, — они должны постоянно улучшать свою защиту, чтобы сделать стены неприступными.

Растения вырабатывают яды для отпугивания травоядных, и по мере того как животные становятся к ним толерантны, растения вынуждены делать отравляющие вещества более сильными. Такая вот гонка вооружений. Эволюционные биологи называют это «эффектом Красной Королевы». Такое название взято из «Алисы в Зазеркалье» Льюиса Кэрролла, где Красная Королева говорит: «…здесь, знаешь ли, приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте! Если же хочешь попасть в другое место, тогда нужно бежать по меньшей мере вдвое быстрее!»^[4].

Примените это к организмам, предпочитающим бесполое размножение. В их случае полезная мутация даст свое преимущество только прямым потомкам индивидуума, который ее приобретет. Это могло бы позволить его обладателям процветать. Даже если бы этой чертой стали обмениваться неродственные особи, потребовалось бы очень много времени для ее распространения на всю популяцию. Встречающиеся гораздо чаще вредные мутации также переходят к дочерним клеткам при каждом делении и накапливаются до тех пор, пока не уничтожают целые линии потомков или всерьез не отравляют им жизнь. Естественный отбор в таком случае мог бы благоприятствовать родственным линиям с наименьшей частотой мутаций. Эволюция должна идти очень медленно, и именно поэтому современные бактерии так похожи на своих далеких предков. Если бы не секс, бактерии, скорее всего, шли бы в ногу с эволюцией. И тогда в мире не было бы ничего, кроме них.

Так кого же мы должны благодарить за изобретение секса? Это только предположение, но первые сексуально активные существа, должно быть, жили в океанах. Бактерии были прекрасны, но некоторые из полезных мутаций преобразовали их в другие клетки, решившие, что бактерии — это пища. Итак, мир разделился на охотников и жертв, и по мере того как одни клетки поглощали другие, иногда съеденные клетки выживали внутри отобедавших ими организмов. Такие клетки были более сложно организованными, чем бактерии, и со временем они начали соединяться. Одни из них стали многоклеточными растениями, а другие — растительноядными организмами.

Многоклеточному организму труднее размножаться простым делением, хотя и тут нет ничего невозможного. Это могут делать коралловые полипы и круглые черви (нематоды), выращивающие новую особь в виде отростка: отламываясь, тот уплывает в поисках своей собственной судьбы. Но были и те, кто пошел другим путем, выпуская пакеты со своей ДНК в воду. Некоторые пакеты были способны делиться, чтобы произвести новых индивидуумов, но только если они были побуждены к этому пакетами другого типа. Когда эти два типа встречались, они начинали делиться, создавая из двух наборов ДНК один. Таковым, вероятно, и было появление яйцеклеток и сперматозоидов, и по сей день многие одноклеточные водные растения и животные размножаются именно так. Как только растения вышли на сушу, а за ними последовали растительноядные животные и хищники, они продолжили выпускать свои яйцеклетки и сперматозоиды в воду. Лягушки, жабы и тритоны, равно как мхи и печеночники, до сих пор так поступают. Но эволюцию толкали вперед обширные куски суши с плодородными почвами, ожидавшие заселения. Растения перебирались в более сухие районы, животные преданно следовали за ними, и в процессе освоения новых мест им приходилось изобретать способы обеспечения продуктивных встреч между сперматозоидами и яйцеклетками вдали от воды. И поскольку необходимость в данном случае стала двигателем прогресса, эти умники изобрели секс. Остальное, как говорится, уже детали.

Напрашивается вывод: у секса есть ряд преимуществ. Половое размножение превосходит бесполое на несколько шагов. Однако растения берут все лучшее от обоих. Они размножаются половым путем, получая таким образом выгоду от эволюции и ускоренной адаптации, — но многие из них также могут продолжать род вегетативно.

Зуб льва. Dent de lion. Звучит драматично, согласитесь. Именно от французского варианта названия одуванчика происходит его английский вариант — dandelion. Острые зубчатые края листьев, вероятно, когда-то напомнили кому-то зубы льва. Я не могу прокомментировать точность аналогии, поскольку даже отдаленно не являюсь львиным стоматологом.

Одуванчик — единственное растение, знакомое каждому из нас, потому что он растет абсолютно везде. Если вы каким-то чудом не замечаете самого растения или его ярких цветов, то вы едва ли не заметите его семена, плывущие по воздуху на шаре из белых волосков. Помните про «одуванчиковые часы»^[5], которые мы все сдували в детстве, чтобы определить время? Так вот, одно растение одуванчика может производить более тысячи часов в год. Одуванчики ничем не загубить — газонокосилки и даже другие сорняки бессильны.

В дополнение к их сходству с зубами, одуванчики имеют много других названий по всему земному шару: «мокрая кровать», «волшебные часы», «надувной мяч», «голова монаха», «ирландская Маргаритка», «корона священника» — только несколько из них. Прозвище «мокрая постель» появилось благодаря сильным мочегонным свойствам корня растения. Но как бы мы их ни называли, нам остается только позавидовать их упорству и успешности. Все дело в их личной жизни, которая странно выглядит и имеет не менее любопытные последствия.

Самым интересным результатом сексуальных наклонностей одуванчика является то, что он уже давно перестал быть видом в классическом понимании этого слова. Ученые любят давать названия вещам, чтобы навести в мире порядок. Одуванчики принадлежат к семейству Астровых и составляют род Taraxacum — с этим ученые единогласно соглашаются. Но дальше все становится хаотичным. В одной только Британии насчитывается примерно 235 видов этого рода, и сомневаюсь, что кто-нибудь готов предположить, сколько их во всем мире. Приводились цифры в пятьсот или даже две тысячи — различия между ними невелики, поэтому они известны как микровиды, и хотя одуванчик раньше назывался Taraxacum officinale, в настоящее время в справочниках просто предлагается Taraxacum agg. (агрегатный). Это лучшее, что можно было придумать. Чтобы еще больше все усложнить, скажем: есть и другие родственные ему дикорастущие растения, такие как пазник и ястребинка, которые очень похожи на одуванчики. Семейство Астровых может похвастаться множеством видов с желтыми композитными цветками.

Поэтому в следующий раз, когда вы будете смотреть на одуванчик, весело и дерзко раскрывающий свои цветки между плитами вашей садовой дорожки или посреди газона, который вы косили только вчера, постарайтесь относиться к нему с большим уважением. Несомненно, это одуванчик, но можете ли вы сказать, какой именно? Держу пари, это поставит вас в тупик. Вот вам ключ к разгадке: различия между микровидами чаще проявляются в листьях, а не в цветках. Поэтому сравните количество и расположение зубчиков у листьев разных растений одуванчика. Это покажет вам, принадлежат растения, которые вы собираетесь уничтожить, к разным микровидам или к одному. Это занятно, но определить точное название микровида под силу далеко не всем ботаникам — кроме, конечно, тех, кто специализируется на одуванчиках.

На первый взгляд соцветие корзинка одуванчика очень похоже на другие родственные цветки. Это разновидность астры, поэтому соцветие является композитным (комбинированным), но в данном случае оно состоит только из сотен язычковых и не имеет центральных трубчатых цветков. Если вы натрете им чей-то нос, то увидите желтый след. Это пыльца. Муравьи, пчелы и бабочки — постоянные гости одуванчиков. Когда я, будучи маленьким мальчиком, задался вопросом, есть ли у одуванчиков запах, я понюхал один, чтобы узнать это, и по моему лицу побежали муравьи. После того, как растение отцветет, оно дает семена, которые позволяют детям определять время и дают начало новым одуванчикам. Все просто, все обычно — но это только одна сторона медали.

Как вам известно, когда растения или животные размножаются половым путем, гены обоих родителей объединяются. Но одуванчик — одно из растений, в котором женская яйцеклетка без оплодотворения может давать зародыш и образовывать семя, способное прорасти, чтобы произвести на свет новое растение. Это крошечное семя, находящееся в центре «часов», отличается от других только этим. Оно несет в себе гены исключительно своей матери. Этот способ называется апомиксисом — или, если быть абсолютно точным, это его разновидность, называемая агамоспермией, что означает апомиксис семенами. Да, это растительный партеногенез, непорочное зачатие в мире флоры.

Значение апомиксиса заключается в том, что новые молодые растения одуванчика, которые появляются там, куда попадают семена, — клоны, генетически идентичные друг другу и своей матери-одиночке. Каждое новое растение апомиктически производит семена, само становясь матерью-одиночкой, и очередные волшебные часы уплывают по ветру, чтобы продолжить этот процесс.

Однако помните, что всегда, когда клетка делится, существует риск ошибки, и со временем воздействие различных факторов окружающей среды может привести к мутации. Это, конечно, случается не каждый раз, но все же иногда бывает, и очень редко такие ошибки полезны или просто нейтральны. Таким образом, разница в ДНК сохраняется, и потомки этого растения наследуют ее. В течение многих поколений накопленные изменения делают эту линию потомков неуловимо отличной от всех остальных. Таких линий может быть много, и со временем количество различий между ними увеличивается, и растения медленно и почти незаметно отдаляются друг от друга.

Различия в ДНК оказывают лишь незначительное влияние на внешний вид растений, но их может быть достаточно, чтобы помешать представителям одной линии успешно спариваться с представителями другой. Две линии становятся двумя разными видами, или — как в случае одуванчиков, у которых процесс не заходит так далеко, — микровидами. Их такое множество — неудивительно, что даже биологи затрудняются с классификацией.

Таким образом, одуванчики избежали ограничений по части секса, но в этом есть своя опасность. Рано или поздно накопленные вредные мутации могут уничтожить целые линии. Однако одуванчики слишком хитры — некоторые из них размножаются половым путем. Они производят пыльцу, насекомые переносят ее на рыльца, чтобы оплодотворить семязачатки и произвести семена, у которых есть два родителя. Вы не заметите разницы между семенами, когда будете дуть на цветок.

Думаете, это сложно? Погодите. Наряду с одуванчиками, которые размножаются половым путем, и одуванчиками, не требующими оплодотворения, некоторые апомиктические клоны могут также размножаться и половым путем. Исследование популяции голландских одуванчиков показало, что примерно одна треть размножается половым путем, две трети — бесполым, и менее одного процента растений принадлежат к альтернативной группе. Что именно в ней происходит? Пыльца некоторых апомиктических растений способна оплодотворять растения, размножающиеся половым путем, и это приводит к циклу полового и бесполого размножения во всей популяции, а растения, возникающие в результате оплодотворения, способны к апомиксису. Это беспроигрышный вариант для одуванчиков. Они получают преимущества быстрого бесполого размножения, позволяя себе при этом достаточное смешение генов, чтобы избежать опасности слишком близкородственного скрещивания.

Мы узнали о многих их экзотичных привычках, но одуванчики — те еще перестраховщики. Разрежьте корень одуванчика на кусочки, и каждый из них сможет дать новое растение^[6]. Не говоря уже о том, что они с удовольствием размножаются вегетативно всякий раз, когда садовод-любитель дает им такую возможность.

Их репродуктивное поведение объясняет, почему мы часто видим множество одуванчиков, растущих близко друг к другу.

Сочетание апомиксиса, полового и вегетативного размножения благоприятствует густым насаждениям, где каждое растение является клоном генетически идентичных особей.

Все это отвечает еще на один вопрос садоводов. Размножение одуванчиков — это тонкое искусство. Да, они универсальны. Вы не сможете победить их, потому смиритесь и полюбите эти желтые цветы. Они обладают целебными свойствами, все их части съедобны (некоторые, правда, придется подготовить), из них можно делать вино, а белый латекс из их стеблей — источник натурального каучука. Но есть опасения, что вам понадобится очень много одуванчиков для изготовления хотя бы одной велосипедной покрышки.

Они даже не сорняки в плохом смысле этого слова. Их корни поглощают питательные вещества из почвы ниже уровня, которого может достичь большинство их соседей, и транспортируют их к стеблю, листьям и цветку. Когда эти части растения отмирают, их разложение высвобождает питательные вещества вблизи поверхности почвы, где они доступны всем остальным растениям. Так что одуванчики сочетают несочетаемое — это полезные сорняки. Так как вам все равно никогда не одержать над ними победу, пусть радуют глаз.

Вы можете задаться вопросом, что же делает одуванчики настолько умнее других растений. Если их метод бесполого размножения — такая замечательная идея, то почему другие не переняли ее? Что такого особенного в одуванчиках? Ответ прост: ничего. Существует более трехсот видов растений, которые размножаются апомиктически. К ним относятся дикие родственники кукурузы, пшеницы и проса, несколько других злаков, в том числе различные луговые травы, а также ястребинка, манжетка, агава, рябина и некоторые боярышники. Некоторые луковичные также размножаются подобным образом, например китайский лук. На самом деле более половины всех видов растений, произрастающих в дикой природе Британии, размножаются апомиктически.

Помимо одуванчиков, еще один любитель такого размножения (корневыми отпрысками) — обыкновенная ежевика. Сбор ежевики вдоль забора — традиционное времяпрепровождение в конце лета. Вы всё еще можете увидеть целые семьи с ведерками, банками и пластиковыми пакетами, их руки в пятнах, запястья исцарапаны, дети едят ягоду с куста в процессе сбора основного ингредиента для джемов, желе и домашнего алкоголя.

Вы когда-нибудь задумывались, почему ежевика, собранная у разных заборов, часто отличается на вид и вкус? В чем дело — в освещении, почве, солнечных лучах или силе ветра? Эти факторы вполне могут сыграть свою роль, но наиболее вероятным объяснением является то, что ежевика тоже богата микровидами, конечными продуктами линий бесполого происхождения. Только в Европе насчитывается 748 видов ежевики, из которых 744 — апомикты. Неудивительно, что ежевика предлагает нам такое разнообразие. И, конечно, выращивается в коммерческих целях.

Дачные живые изгороди и загородные лужайки — вполне милое место для того, чтобы пустить корни, если вы растение. А такие активно размножающиеся виды, как одуванчик и ежевика, обязательно будут процветать. Растение, которое заполоняет собой все вокруг, вскоре расценивается как сорняк, обреченный на бессмысленное существование, каким бы питательным, вкусным или целебным оно ни было. Сады и живые изгороди — не те места, где эта репродуктивная стратегия является условием выживания. Если хотите понаблюдать за этим, ищите в тех уголках, где жизнь трудна для любого из растений.

Апомикты захватывают перепаханную и нарушенную почву, где их способность быстро размножаться позволяет им утвердиться среди менее сексуально активных соперников. Они приживаются там, где вегетационный период короток и мало опылителей, например в альпийских горах или в Арктике. Удивительно, но они появляются и в тропических лесах, изобилующих огромным количеством видов.

Ледники также могут разделять ландшафты на отдельные области, становящиеся ледяными барьерами для семян и опылителей. Подобное разделение местности также способствует появлению апомиктических видов, которые больше не в состоянии обмениваться генами с бывшими партнерами по другую сторону.

Такой репродуктивный талант имеет очевидный потенциал, и селекционеры, которые постоянно ищут пути улучшения культурных растений, изучали апомиксис в течение многих лет. Только подумайте о преимуществах того, что зерновые и плодовые культуры больше не будут обусловлены опылением. Ученые экспериментируют с апомиктической кукурузой и кормовыми травами. Возможно, когда-нибудь мы перестанем зависеть от насекомых-опылителей, а секс станет менее важным — как минимум для растений.