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

Представьте себе отца современной генетики, осуществляющего свои опыты на споровых растениях. Он проводил бы каждый день, ползая на коленях в грязи в поисках крошечных заростков (гаметофитов) и безуспешно пытаясь собрать их сперматозоиды и яйцеклетки. Как можно контролировать разведение растений, половое размножение которых происходит скрытно в почве с помощью микроскопических, свободно плавающих сперматозоидов? Споровые растения просто не позволяют собой манипулировать, вот почему немногочисленные мхи и папоротники, которые были одомашнены, практически неотличимы от своих диких предков. (Еще более веская причина, по которой люди не могут использовать споровые растения, состоит в том, что эти растения не «упаковывают завтрак» для своего потомства — споры не имеют пищевой ценности. Можно откусить кусочек листа спорового растения, но — за редкими исключениями — нельзя испечь хлеб, приготовить кашу или что-либо еще из самих спор.)

Мендель никогда не рассматривал возможность исследовать мхи и папоротники. Сын крестьянина, он знал о растениях достаточно, чтобы понимать, что такая случайная система размножения не позволит ему разобраться в закономерностях наследственности. Но он попробовал проводить опыты на мышах и, судя по рассказам, прекратил их, когда местный епископ посчитал недопустимым держать в монашеской келье клетки с быстро размножающимися грызунами. Когда Мендель, наконец, остановился на горохе, он нашел систему, идеально подходящую для его экспериментов. Искусственное опыление позволило ему выбирать, какие растения он хочет скрестить, а затем наблюдать, как наследуются их признаки. В отличие от спор, горошины объединяли гены обоих родителей и их легко было обследовать, сортировать и считать. А в отличие от мышей, горох рос в огороде, имел прекрасный запах и даже служил вкусным дополнением к монастырской трапезе.

Когда мне доставили горох для посадки, я немедленно открыл упаковки и высыпал немного горошин каждого сорта на кухонный стол. Все они принадлежали к одному виду, но, как и у Менделя, различались по цвету и форме. Одни горошины были зеленые в крапинках, другие — коричневатые, одни — морщинистые, другие — гладкие. В Моравии в XIX в. Мендель без труда приобрел 34 разновидности гороха у местных поставщиков. У меня хватало места только для двух, но после непродолжительных поисков мне удалось раздобыть сорт, который мог выращивать сам Мендель. Вюртембергский зимний горох получил свое название от королевства, которое когда-то находилось в Южной Германии. Вюртемберг и Моравию соединяла железная дорога, и они находились в дружественных отношениях, когда Мендель закупал семена гороха. Обе страны даже воевали на одной стороне во время австро-прусской войны 1866 г., в тот же год, когда Мендель опубликовал результаты своих исследований. Притом что работа в монастырском саду совершенно мирное занятие, Мендель жил в неспокойную эпоху. Стареющие империи Европы с трудом сдерживали народное недовольство и заключали недолговечные политические союзы, а ученое сообщество противостояло не меньшему интеллектуальному давлению со стороны теории эволюции путем естественного отбора.

Первое издание «Происхождения видов» Чарльза Дарвина в 1859 г. было распродано за один день, а его немецкий перевод появился в течение года. Мендель вел подробные заметки, и те, что сохранились в рукописи в монастыре, свидетельствуют, что он был хорошо знаком с содержанием книги, когда трудился над своими грядками с горохом. Но осознавал ли он до конца значение того, что узнал из опытов с горохом, остается спорным вопросом. Хотя, по сегодняшним меркам, Мендель кажется нам гением, он так и не получил признания при жизни, и мало что известно о том, что он на самом деле думал. (Одним из самых неудачных хозяйственных мероприятий в истории можно считать то, что последующий настоятель монастыря сжег почти все дневники и документы Менделя.) Мы знаем, что Мендель был далеко не дилетантом. Его тщательно продуманные методы и статистический подход к результатам исследований на десятилетия опережали свое время. И Мендель применял их не только к гороху, но и к чертополоху, ястребинке и пчелам — это свидетельствует, что его по-настоящему интересовали общие законы наследственности. Мы также знаем, что Мендель чувствовал, что открыл что-то важное. Хотя его статья появилась в относительно малоизвестном моравском журнале, он заказал 40 копий и разослал их многим ведущим ученым того времени. Некоторые из этих копий так и не были открыты и прочитаны.

Книга «Садоводство на Западе» (Western Garden Book) издательства Sunset рекомендует сажать горох на глубину одного дюйма на расстоянии от двух до четырех дюймов один от другого. «Сажай их ближе друг к другу, — посоветовала Элайза. — Ты обязательно потеряешь часть из-за слизней». В Моравии садовники сталкиваются со всем набором вредителей гороха — от слизней и улиток до долгоносиков, тлей и случайно залетевшего разбойника воробья. Мендель, несомненно, также с запасом засевал свои грядки, поэтому он должен был посадить невероятное количество гороха, чтобы получить «более 10 000 растений», которые он проанализировал в ходе своих опытов. Мои скромные усилия не сопоставимы с таким масштабом, но я утешаю себя тем, что мог бы поделиться с ученым монахом секретом сбора гороха. Так получилось, что мое знакомство с сельскохозяйственным производством произошло за рулем комбайна весом в 17 т, предназначенным для уборки гороха. В последний год учебы в средней школе я работал в ночную смену, наполняя один самосвал за другим с шести вечера до шести утра, семь дней в неделю в течение всего лета. Это был медленный процесс, и я проводил большую часть времени за чтением романов при свете фонарика, но если бы я обладал терпением и мотивацией Менделя, то стоял бы в кузове и считал горошины, отмечая малейшие различия в их цвете, форме и размере.

Повторение работы Менделя научило меня большему, чем знание о том, сколько семян сажать в один ряд. Его опыты показывают, насколько существенно семена и наша тесная взаимосвязь с ними влияют на то, как мы воспринимаем окружающий мир. Они помогли нам взглянуть на процесс эволюции с иной, хотя и не менее важной, точки зрения, чем работа Чарльза Дарвина.

Не случайно, что Чарльз Дарвин и Альфред Рассел Уоллес, независимо друг от друга открывшие естественный отбор, оба обрели прозрение во время путешествий в дальние страны: Дарвин совершал длительное путешествие на корабле «Бигль», а Уоллес находился на Малайском архипелаге. Чтобы осознать всеобъемлющий закон природы, необходимо было видеть природу во всем ее многообразии. Новизна впечатлений от экзотических существ и ландшафтов позволила обоим ученым разглядеть такие закономерности, которые сложно было бы заметить в обычных обстоятельствах, ведь зяблик — это всего лишь зяблик, если вы видите его на своем заднем дворе. Но чтобы понять основные элементы механизма эволюции — как индивидуальные признаки передаются из поколения в поколение, — нужно было сфокусироваться на более обыденных предметах. Мендель сделал открытие, заново изучив природный механизм, который был знаком людям лучше, чем любой другой. Несмотря на то что он никогда не стремился к сельской жизни, Мендель воспользовался технологией, проверенной до него бесчисленными садоводами и огородниками, превратив простые выводы, сделанные в ходе сельскохозяйственных работ, в научные законы наследственности.