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

Получившая известность благодаря простым рисункам, которые преобразили жанр детских иллюстрированных книг, история, придуманная Краусс, рассказывает также нечто важное о наших взаимоотношениях с природой. Даже дети знают, что мельчайшее зернышко содержит то, что Джордж Бернард Шоу назвал «неукротимой энергией» — искру жизни и все необходимые инструкции для произрастания моркови, дуба, пшеницы, горчицы, секвойи или любого другого из примерно 352 000 видов растений, образующих семена для размножения. Наша убежденность в способности семян давать всходы придает им исключительное значение в человеческой деятельности. Без посева семян и сбора урожая не существовало бы сельского хозяйства в том виде, в каком мы его знаем, а человечество по-прежнему представляло бы собой небольшие группы охотников, собирателей и пастухов. Более того, некоторые специалисты полагают, что Homo sapiens мог вообще не появиться в мире, лишенном семян. Весьма вероятно, что эти природные объекты — маленькое ботаническое чудо — проложили дорогу современной цивилизации, своей удивительной эволюцией и естественной историей определяя и меняя нашу собственную эволюцию и историю.

Мы живем в мире семян. Начиная с утреннего кофе с булочкой, одежды из хлопка и заканчивая чашкой какао, которую мы выпиваем перед сном, семена окружают нас целый день. Они снабжают нас едой и топливом, крепкими напитками и наркотическими веществами, ядами, маслами, красителями, волокнами и пряностями. Без семян не было бы хлеба, риса, бобов, кукурузы и орехов. Семена в буквальном смысле слова — хлеб наш насущный — основа питания, экономики и образа жизни людей во всем мире. Они также служат опорой существования дикой природы: семенные растения составляют более 90 % земной флоры и распространены сейчас настолько широко, что трудно представить себе Землю, заселенную 100 млн лет назад совершенно иными формами растений. Однако если повернуть стрелки часов в обратную сторону, то обнаружится, что когда-то семенные растения играли ничтожную роль в земной растительности, в которой господствовали споровые растения, такие как древовидные плауны, хвощи и папоротники, образовывавшие обширные леса и сохранившиеся до наших дней в виде каменного угля. Начав с весьма скромного положения, семенные растения уверенно завоевывали преимущество (сначала голосеменные: хвойные, саговниковые и гинкговые, а затем и покрытосеменные, или цветковые, растения в своем огромном разнообразии), пока, к нашему времени, водоросли и споровые растения не были оттеснены на задний план. Эта впечатляющая победа семенных видов вызывает закономерный вопрос: почему они оказались так успешны? Какие свойства и возможности позволили семенам и образующим их растениям столь существенно изменить нашу планету? Ответом служит эта книга, которая рассказывает не только о том, почему семена так успешно завоевали свое место в природе, но и о том, для чего они жизненно необходимы людям.

Семена питают.Семена содержат питательные вещества для зародыша растения — все, что необходимо ему на первых порах для развития корня и побега (стебля с листьями и почками). Каждый, кто когда-нибудь ел сэндвич с пророщенными семенами, воспринимает этот факт как должное, однако появление семян с запасом питательных веществ стало переломным этапом в истории растений. Концентрированный запас энергии в компактной переносной «упаковке» открыл широкую перспективу для эволюции и позволил семенным растениям распространиться по всей планете. Для человечества использование заключенной в семенах энергии подготовило почву для современной цивилизации. И по сей день основой рациона человека служат зерновые продукты — питание, предназначенное для зародышей растений.

Семена объединяют.До появления семян половое размножение растений было довольно примитивным (и требовало особых условий, например водной среды) и далеко не всегда успешным. Если растения вообще занимались этим, то обычно сами с собой, стараясь, чтобы процесс происходил быстро, тайно [5] Интересно, что Карл Линней отнес все споровые растения (в том числе папоротники, плауны, хвощи и др.) к группе тайнобрачных, поскольку половое размножение у этих растений было неизвестно. Считалось, что половой процесс (брак) может быть только у цветковых (явнобрачных). — Прим. ред. и желательно хотя бы в пленке воды. Предпочтение отдавалось вегетативному и другим способам бесполого размножения как более надежным. Если все же имело место половое размножение, то это было скорее случайностью, чем закономерностью, и далеко не всегда получалось смешать гены от разных особей. С возникновением опыления, которое, как известно, предшествует образованию семян, растения получили возможность размножаться на воздухе, доставляя пыльцу к семязачаткам все более изощренными способами. Это было чрезвычайно важное нововведение: объединять гены двух родителей на материнском растении и упаковывать их в легко перемещаемые и готовые прорасти семена. В то время как споровые растения скрещивались лишь время от времени, семенные растения постоянно перемешивали гены. Их эволюционный потенциал оказался огромен, и не случайно Мендель сформулировал свои постулаты о наследовании признаков в результате тщательного изучения семян гороха. Наука могла бы еще долго дожидаться открытия генетических законов, если бы Мендель проводил свои исследования на спорах.

Семена выживают.Каждому садовнику известно, что семена, хранившиеся в течение зимы, можно посеять следующей весной. На самом деле многие семена нуждаются в заморозках, пожарах и даже прохождении через пищеварительную систему животных, чтобы дать всходы. Семена некоторых видов растений десятилетиями остаются в почве, прорастая только при правильном соотношении освещения, влажности и питательных веществ, создающем условия для роста растения. Эта способность к состоянию покоя выделяет семенные растения из всех других, позволяя им сочетать узкую специализацию и широкое разнообразие. Для человечества овладение способами хранения и обработки покоящихся семян дало возможность заниматься сельским хозяйством, и это умение продолжает определять судьбы народов.

Семена защищаются.Практически каждый организм старается защитить свое потомство, но растения снабдили свои семена поразительным и зачастую смертоносным арсеналом. Средства обороны семян включают удивительные (а иногда и удивительно полезные для нас) приспособления — от непроницаемой оболочки и зазубренных шипов до различных химических соединений, благодаря которым мы получили специи — острый перец, мускатный орех, гвоздику, — не говоря уже о ядах, таких как стрихнин. Исследование механизмов защиты растений проливает свет на одну из главных движущих сил эволюции в природе, а также на то, как люди приспособили защитные средства растений для собственных нужд, начиная с острого соуса табаско и фармацевтических препаратов до самых любимых всеми продуктов из семян — кофе и шоколада.