Тор Хэнсон - Триумф семян. Как семена покорили растительный мир и повлияли на человеческую цивилизацию

Гуаровую камедь получают из неказистого на вид однолетнего растения гуар, растущего преимущественно на плантациях Раджастана — «пустынного штата» Индии. Ботаники относят гуар к небольшой группе бобовых растений, семена которых содержат эндосперм и лишены крупных семядолей, знакомых нам по бобам, арахису и другим представителям семейства бобовых. Вместо семядолей семена гуара запасают энергию в эндосперме в виде углеводов, соединенных в разветвленные цепочки. Изображения этих молекул в учебнике химии напоминают схему лондонского метро, но для зародышей растений в засушливом Раджастане они служат простым и необходимым приспособлением.

«Эти ткани играют двойную роль, — рассказал мне Бьюли. — Во-первых, они расщепляются на молекулы глюкозы, которые служат топливом для роста растения. Во-вторых, они образуют влажную оболочку, защищающую зародыш». Он объяснил, что разветвленные молекулы внутри семян гуара обладают невероятной способностью накапливать и удерживать воду. Для пустынного растения, такого как гуар, этот трюк позволяет использовать каждый редкий ливень, чтобы обеспечить прорастание семян. В ходе эволюции такая способность возникала неоднократно, например у рожкового дерева и пажитника, но каждый раз это происходило в местах с засушливым климатом.

Земледельцы Раджастана выращивали гуар в течение тысячелетий на корм скоту, иногда используя его зеленые стручки в пищу в качестве овощей. Но им улыбнулась удача, когда оказалось, что гуаровая камедь представляет собой приятный на вкус загуститель, в восемь раз более эффективный, чем крахмал. Выделенная и очищенная, гуаровая камедь нашла применение в самых разнообразных продуктах — от мороженого Almond Joy до кетчупа, йогурта и овсянки быстрого приготовления. К 2000 г. индийский экспорт гуара для пищевой промышленности исчислялся 280 млн долларов, но это было ничто по сравнению с будущими прибылями.

Термин « фрекинг » означает процесс добычи нефти и природного газа, известный в промышленности под полным названием «гидравлический разрыв пласта». Он включает бурение глубоких скважин в коренную породу и применение жидкости под давлением, чтобы разорвать газовый пласт и держать его в открытом состоянии, пока из скважины откачиваются ценные углеводороды. За последние десятилетия эта технология, когда-то не вызывавшая доверия, приобрела глобальные масштабы и позволяет разрабатывать новые обширные месторождения сланцевого газа и метана угольных пластов, принося многие миллиарды долларов прибыли. Экономисты ожидают, что таким образом можно покончить с зависимостью Северной Америки от зарубежной нефти и принципиально изменить мировой энергетический рынок. По примерным оценкам, только в Соединенных Штатах нефтяники ежегодно разрабатывают методом фрекинга 35 000 скважин. И в каждую из этих скважин закачивается несколько миллионов галлонов фрекинговой жидкости, представляющей собой смесь воды, песка, кислоты и других химикатов, которые соединяет вместе одно вещество — гуаровая камедь.

В Раджастане оптовая цена гуаровой камеди подскочила на 1500 % всего за два года, иногда удваиваясь в течение недели. Крестьяне, которые вели натуральное хозяйство и скармливали гуар коровам, неожиданно обнаружили, что могут заработать на нем достаточно, чтобы купить сначала телевизор, а затем мотоцикл. Теперь многие из них строят новые дома и проводят отпуск с семьей за рубежом. Недостаток бобов в 2011–2012 гг. привел к прекращению ряда проектов по бурению скважин в Северной Америке. А курс акций нефтяного гиганта Halliburton Corporation упал почти на 10 % за неделю, когда компания предупредила своих акционеров, что цена гуаровой камеди теперь составляет почти треть стоимости фрекинга и «окажет большее воздействие на прибыль во втором квартале, чем ожидалось».

Сокращение поставок и повышение цен вынудили предпринимателей пищевой промышленности искать новые загустители. Неудивительно, что они нашли замену в виде других растущих в сухом климате бобовых растений, семена которых содержат эндосперм, таких как кэроб (средиземноморское рожковое дерево), тара (кустарник, растущий на перуанском побережье) и кассия (коричник китайский, вечнозеленое дерево). Предполагается, что все три вида растений и выращивающих их земледельцев ожидает коммерческий успех, в основе которого лежит гуаровая камедь.

Вряд ли можно было заранее предугадать, что идея смолоть семена гуара и закачать их под землю принесет огромные состояния. Индийские отчеты об урожае еще в 2007 г. даже не упоминали о нефтедобывающей промышленности как потенциальном рынке сбыта. История гуара показывает, как достижения эволюции семян подсказывают новые способы их применения. Способность семян гуара накапливать воду позволила получить из них промышленный загуститель, а затем энергия, запасенная в семенах, неожиданно нашла применение для добычи энергии, заключенной в полезных ископаемых. Для нефтедобывающей промышленности это означает возвращение к своим истокам, потому что одно из самых производительных месторождений, разрабатываемых с помощью фрекинга, находится в штате Пенсильвания, где первая коммерчески успешная нефтяная скважина появилась в 1859 г. Для семян же буровые работы под холмами Пенсильвании означают возвращение в еще более древние времена.

Если бы целью гидравлического разрыва пласта были не углеводороды, а окаменелости, то скважины, пронизывающие сланцевое месторождение газа Марселлус в Пенсильвании, выдавали бы на поверхность фонтаны улиток и раковин моллюсков. Правда, среди них не нашлось бы ни одного семени. Не только потому, что эта горная порода сформировалась на дне моря, лишенном растительности, но и из-за того, что она появилась за миллионы лет до возникновения семян в ходе эволюции. Как и любое другое новое приспособление, семена сначала казались просто причудой природы, играя эпизодические роли в масштабном театральном представлении, идущем на подмостках эволюции. Первые семена появились в начале каменноугольного периода (от 360 до 286 млн лет назад), когда большинство растений размножалось спорами. Эти споровые растения, сформировавшие в карбоне обширные заболоченные леса, знакомы нам по их окаменелым остаткам — блестящему черному полезному ископаемому, которое мы называем углем. В Пенсильвании месторождения угля находятся в более молодых отложениях, непосредственно над сланцами, образуя слой такой толщины, что смогли обеспечить топливом промышленную революцию в Америке. Это вдохновило американских ученых весь соответствующий геологический период назвать «пенсильванским». Чтобы получить представление об эволюции семян, нефтяникам пришлось бы просто делать менее глубокие скважины и внимательно изучать отходы.