Стивен Бухманн - Забытые опылители

Любопытно, однако, то, что дикие виды, которые могли бы свободно скрещиваться с перцами и столовой тыквой, редко произрастают по соседству с индейскими полями в Аризоне. Это заставило меня подозревать, что устные традиции пришли из областей Мексики, лежащих к югу от Аризоны — там у моих друзей из племени оодхам есть дальние родственники, живущие в местах, где повсеместно произрастают дикие тыквы и перцы чили. Кроме того, пожилые индейцы-фермеры из Аризоны не могли вспомнить, какие именно опылители прилетали, чтобы посетить местные тыквы и перцы, поэтому было сложно сказать, действительно ли пыльца могла преодолевать значительные расстояния между культурными растениями на поле и ближайшими зарослями их диких родственников.

Иногда прекрасные мысли вроде этой — моей догадки насчёт потока генов — вначале кажутся мне несколько дурацкими и ненаучными, поэтому я знал, что должен быть внимательным, пытаясь документировать места, где на индейских полях сохранялся поток генов. Моим первым намерением было позвонить коллеге — жителю Тусона Стиву Бухманну, потому что он был уважаемым специалистом в области экологии опыления, у которого были и приборы, и методики, позволяющие подтвердить, действительно ли перцы чили становились более жгучими, а тыква — более горькой, или же нет. К счастью, Стив сказал, что эта проблема его заинтересовала. Вскоре он согласился помочь мне поставить эксперименты, призванные определить, сохранялся ли ещё поток генов между дикими и культурными растениями на полях мексиканских индейцев.

И вот одним жарким и влажным августовским днём мы со Стивом направились на юг через границу пустыни к Онавасу в штате Сонора. Там, где Рио Яки петляет среди изумрудных предгорий Сьерра-Мадре, мы обнаружили несколько самых северных участков листопадных тропических лесов в тех местах, где они перемежаются с кустарниками пустыни Сонора. Предгорья Сьерра-Мадре поросли гигантскими колонновидными кактусами, похожими на зонтики кронами колючих кустарников из семейства бобовых, гигантскими капоковыми деревьями и древовидной ипомеей. Ниже их, в поросшей зеленью речной долине, мы обнаружили скромный участок полевых культур, за которыми ухаживал старейшина племени оодхам, дона Педро Эстрелла.

В первых числах августа дон Педро и его сын, занимающийся производством мескаля, отвлекись от своих прочих забот, чтобы засадить участок кукурузой, тыквой и другими сельскохозяйственными культурами, где у них была возможность доступа к ирригации. Ко времени нашего приезда ростки тыквы едва начали появляться из пустынной почвы, но в прилегающих лесных районах тыквы уже бурно вились по кустам и пням. Мы со Стивом ходили вокруг поля, по самые бёдра в буйном густом подросте тыквы вонючей. Стив подошёл к растению тыквы и замер на мгновение, держа сачок наготове, чтобы сделать быстрый взмах в сторону летающих рядом насекомых, выписывающих виртуозные воздушные петли.

Внезапно он махнул сачком вниз, накрыл им большой жёлто-оранжевый цветок тыквы и изловил крупную одиночную пчелу. Посадив её в баночку, он быстро определил мощную оранжевую пчелу как Xenoglossa strenua — вид, который опыляет только столовую тыкву и родственные ей горлянковые тыквы рода Cucurbita. Это — как подробно зафиксировало наше дальнейшее исследование — было то самое животное, которое коэволюционировало вместе со столовой тыквой и тыквой-горлянкой, и всё ещё служило мостом между дикими и домашними видами в семействе тыквенных. Без таких подвижных пчёл-посредников у самих растений не было никакой возможности обмена генами или гарантии появления последующего поколения сеянцев. И именно это, несомненно, и было сутью проблемы и целью нашего пребывания в сельскохозяйственных районах Соноры.

Многие из наземных растений, за исключением перекати-поля и некоторых других бродяг, прочно укореняются в почве. Это означает, что они должны столкнуться с последствиями образа жизни сидячих организмов, прочно закрепившихся на одном месте. Тем не менее, огромному множеству растений требуется надёжный способ перемещения пыльцы от других особей их собственного вида для образования семян. Их потребность в переносе пыльцы, гарантирующем перекрёстное опыление и появление плодов, содержащих способные к прорастанию семена — это норма среди диких видов тыкв и их прирученных родственников. В этом случае кто-то (насекомое, птица, млекопитающее) или что-то (ветер, вода, сила земного притяжения) должен перенести эту пыльцу с какого-то растения на его сородича. Если капризный порыв ветра или голодная пчела семейства галиктид соберёт пыльцу, но перенесёт её на цветок другого вида, то весь обмен половыми продуктами становится в буквальном смысле бесплодным.

На другом уровне генетический обмен между растениями в крупной популяции может позволить им избежать эффектов вредных мутаций, связанных с инбридингом. В случае с культивируемыми тыквами некоторые из них больше не обладают естественной устойчивостью к мучнистой росе и другим болезням сельскохозяйственных культур. Однако, находя и передавая гены устойчивости от диких тыкв к гибридным разновидностям тыквы, современные селекционеры сельскохозяйственных культур вывели стойкие к мучнистой росе разновидности, которые становятся гордостью вашего обеденного стола или позволяют причудливо вырезанному фонарю со страшной физиономией пугать маленьких мальчиков и вампиров на Хэллоуин.

Будучи сидячими существами, многие наземные растения приобрели в процессе эволюции химические и физические аттрактанты, которые увеличивают вероятность того, что какие-то животные отыщут их цветки и унесут их пыльцу на другие экземпляры их собственного вида. И посредники, и сами цветковые растения можно, таким образом, назвать мутуалистами . В обмен на передачу пыльцы от одного растения к растущим по соседству сородичам опылители-мутуалисты получают пищу, защиту, химические вещества или место для спаривания внутри цветков или рядом с ними. (Как мы увидим дальше, этот обмен не всегда бывает честной сделкой.) Честная она, или нет, но эта торговля между растениями, птицами и пчёлами — как раз то, что заставляет живой мир следовать своим репродуктивным циклам. Однако этот факт — основополагающий для снабжения пищей нас самих — был легко забыт большинством городских жителей, которые не собирают свою пищу каждый день с побегов растений, а охотятся на лощёные фрукты и затянутые в плёнку овощи в местном супермаркете.

После нашей первой поездки, положившей начало исследованиям опыления в Онавасе, Гэри в течение двух лет упорно работал над документированием потока генов между культурными растениями и их дикими родственниками. В поле или в лаборатории совместно с нами работали другие талантливые учёные: Лаура Меррик, Джош Кон, Синди Бейкер, Амадео Реа, Эллен Ордвей, Чарльз Шипман, Фернандо Лоаиса-Фигероа и Беттина Мартин. При помощи флуоресцентных красителей мы отследили «поток пыльцы» между столовой и дикой тыквами. Мы идентифицировали аборигенных пчёл-опылителей. Мы оценили плоды на наличие «гибридных» признаков. В наших лабораториях мы запустили анализ генетической изменчивости при помощи электрофореза. И мы брали интервью у местных фермеров и потребителей. Конечно, часть местных горожан из Соноры была озадачена Гэри и его постоянно меняющейся командой.