Глава 7. Надежно как в банке
Работа ведется под руководством проф. Вавилова… Во время своих поездок по Туркестану, Афганистану и соседним странам и через обширную переписку он собрал огромные коллекции семян пшеницы, ячменя, риса, проса, льна и т. д. Главный офис находится в Ленинграде и занимает огромное здание, которое в большой мере представляет собой живой музей сельскохозяйственных растений.
Водохранилище Хорстус заполняет собой каньон длиной шесть с половиной миль к западу от города Форт-Коллинса в штате Колорадо. Четыре плотины удерживают воду, их высокие земляные стены хорошо видны из разных частей города. Если одна из них (или больше) не выдержит, то наводнение дойдет до центра меньше чем за полчаса — слишком быстро для хоть сколько-нибудь организованной эвакуации. На основе результатов правительственного исследования было сделано заключение, что город весь или частично «будет серьезно поврежден или разрушен». На восстановление потребуется более 6 млн долларов.
Однако есть одно здание, которое, как ожидается, с легкостью перенесет наводнение. Оно находится на окраине кампуса Колорадского университета, зажатое между Центром подготовки офицеров запаса и легкоатлетическим спорткомплексом. Название на двери гласит: «Национальный центр сохранения генетических ресурсов», но большинству он знаком под старым названием: «Национальный банк семян». Случайный прохожий ни за что не догадается, что за ничем не примечательными бетонными стенами этого здания скрываются лаборатории и криогенные камеры, построенные так, чтобы выдержать землетрясения, метели, долгосрочные отключения электричества и катастрофические пожары. А в маловероятном случае прорыва плотины здание должно всплыть.
«Здесь двойной фундамент, — объяснила Кристина Уолтерс, пока мы входили в широкую внутреннюю дверь. — Как будто это здание внутри здания». Коллекция семян хранится в центральной зоне, защищенной от наводнения высотой в 10 футов. «О торнадо тоже подумали, — добавила она. — Стены из усиленного бетона. Их не удастся повредить, даже если врезаться на кадиллаке на скорости 75 миль в час».
Не очень понятно, зачем кому-то может понадобиться атаковать Национальный банк семян на кадиллаке, но этот образ меня рассмешил. Впрочем, с Крис Уолтерс я очень часто смеялся. Эта энергичная женщина средних лет говорила о семенах с очаровательной смесью понимания и юмора, и после каждой шутки ее глаза улыбались еще долго, хотя беседа могла уже уйти далеко. «Давайте войдем», — сказала она, и еще одна дверь перед нами с шипением отъехала в сторону. Внутри свет автоматически становился ярче там, где мы шли вдоль стеллажей из длинных съемных полок — такие обычно ставят в библиотеках, чтобы занимали меньше места. А притом, что в коллекции более 2 млрд экземпляров, места в Национальном банке семян всегда не хватает.
«Мы относимся к министерству сельского хозяйства, поэтому сельскохозяйственные культуры у нас, несомненно, на первом месте», — объяснила Крис. В коллекции имеется множество разновидностей всех культурных пищевых растений, какие только можно вообразить, а также экземпляры их ближайших диких родственников. Идея заключается не только в том, чтобы создать резервный фонд популярных пищевых культур, но и в том, чтобы сохранить разнообразие генов, которые делают их такими полезными, — от нюансов аромата и питательности до засухоустойчивости и устойчивости к болезням. Семенные фонды хранят тысячи разновидностей растений с расчетом на более важную цель: сохранение биологического разнообразия и лучшее его понимание. «Что это? — спросила Крис, схватив мешочек из серебряной фольги с ближайшей полки. — А, это сорго. Я люблю сорго».
Можно смело сказать, что Крис Уолтерс любит в своей работе не только сорго. Она начала работать в банке семян как постдокторант в 1986 г. и дошла в своей карьере до руководителя всей исследовательской программы, охватывающей множество направлений — от проращивания семян до изучения их генетики. Как и Дерек Бьюли, она говорит, что обязана любовью к растениям дедушке, у которого была ферма. Ее семья много раз переезжала с места на место и никогда даже сада не посадила, но она помнит, как упрашивала маму купить ей маленькие декоративные растения в бакалейных лавках. «Это были обычные колеусы, — сказала она смеясь. — Ну знаете, такие, с фиолетовыми листьями!» В колледже ботанические интересы Крис начали смещаться в сторону семян, но ее путь в науке не всегда был гладок. Один из профессоров даже посоветовал ей изучать «настоящие растения». Но Крис упорствовала, занимаясь высыханием, продолжительностью жизни и физиологией семян. Сейчас, 30 лет спустя, в мире найдется немного людей, лучше понимающих то, что происходит (и что не происходит) внутри семени, пребывающего в состоянии покоя.
«Хватит уже здесь бродить», — внезапно сказала Крис, кладя сорго на место и направляясь к двери. Я с радостью последовал за ней. В холоде семена хранятся значительно дольше, и большие холодильники поддерживают в помещениях с коллекцией постоянную температуру 0 °F (–18 °C). Мы вышли дрожа, с облаками пара вокруг ног, и я теперь понял, почему вешалка снаружи вся занята парками и зимними куртками. Экскурсия продолжилась в другом хранилище, внизу, где семена лежали в еще большем холоде в стальных ванночках с жидким азотом. «У семян разные свойства», — пояснила Крис и рассказала о том, как манипулирование двумя важнейшими факторами, температурой и влажностью, помогло найти наилучшие условия хранения. Когда удалось определить правильное сочетание параметров, результаты оказались просто поразительными. Семя риса в природе сохраняет всхожесть в течение трех — пяти лет, но в семенном фонде может прожить два века. Образцы пшеницы показали даже лучшие результаты и должны были сохраниться вдвое дольше. «Бессмертия не существует, — уточнила Крис. — Ничто не живет вечно». Но семена в таком месте, как Национальный банк семян, подошли к бессмертию на удивление близко.
Когда мы добрались до кабинета Крис, я попросил ее объяснить, как семена делают это: как безжизненная с виду штуковина может так долго оставаться живой. Подобно абсолютно всем специалистам, с которыми я беседовал до этого, она прежде всего подчеркнула, что на самом деле мы очень мало знаем о семенах. Но потом Крис перешла к тому, что ученым все же известно о предмете моего интереса. «Когда семя высыхает, деятельность ферментов замедляется и молекулы перестают двигаться, — объяснила она, снимая стопки книг и бумаг с двух стульев, чтобы нам было куда присесть. — Метаболическая активность практически прекращается». Потом она достала иллюстрации, диаграммы и даже электронную микрофотографию высохших клеток семени. Без воды они выглядели подобно смятым полиэтиленовым мешкам, как попало набитым бесформенными комками. Если вы когда-нибудь доверяли своему трехлетнему ребенку сложить овощи в пакет, то наверняка видели нечто подобное. «Там изрядная мешанина, — сказала Крис, — и ее очень трудно изучать, потому что ничего толком не видно». Но ее собственная научная работа четко показывает, что реакции, необходимые для функционирования растительной клетки, то есть самые основы метаболизма, связаны с водой. Уберите воду, и все процессы остановятся. Верните ее обратно, и семя оживет.
Я спросил ее, будет ли удачной аналогией пакет сухого супа — это ведь тоже просто смесь всяких сушеных продуктов, но, когда добавляешь в нее воду, получаешь вкусную еду. «Да, в некотором смысле, — ответила Крис, но потом нахмурилась. — Разница в том, что происходит, когда добавляешь воду. Из суповой смеси получается суп: куча ингредиентов, плавающих в воде безо всякого порядка. А в случае семени мы получаем упорядоченные функционирующие клетки. Каким-то образом высохшее семя обладает способностью запоминать и восстанавливать свою структуру. Это крайне необычное явление. Большинство клеток не умеют этого делать». Потом она взглянула на меня, и в ее глазах опять вспыхнула смешинка: «Если бы мы высушили твои клетки, а потом добавили воду, то получили бы суп».
К счастью для меня и для большинства представителей царства животных, жизнь и размножение не требуют от нас переносить высушивание. Но есть несколько живых существ, которые научились этому трюку: некоторые нематоды, коловратки, тихоходки и группа крошечных ракообразных, знакомых не одному поколению читателей комиксов. Хотя на самом деле они не носят короны и не красят губы помадой, как на популярных рекламных картинках, тем не менее рачки артемии, выступающие под торговым названием «Морские обезьянки» (Sea-Monkeys), все же замечательные существа. Подобно семенам, их высохшие яйца могут ждать годами — в дикой природе или в почтовом пакете, — и клетки артемий прекрасно вспоминают, как восстанавливаться, когда оказываются в аквариуме. В настоящее время специалисты считают, что у высохших семян и «Морских обезьянок» много общего: их клетки, пребывая в стеклоподобном состоянии, сохраняют жизненные функции. Исследователи-медики недавно смогли сымитировать эту систему, чтобы создать первые стабильные сухие вакцины для использования в местах, где нет холодильников. «Высыхание, несомненно, нас вдохновляло», — рассказал мне один специалист по кори, пояснив, что начали они с артемий, но лучший свой результат получили, когда поместили живую вакцину в мио-инозитол — сахар, получаемый из риса и орехов.
Биология покоя семян находит применение везде, от фармацевтики до космических исследований. Ученые из NASA изучают семена, чтобы создать новые стратегии хранения и выживания для продолжительных космических полетов. Когда астронавты прикрепили капсулу с семенами базилика снаружи Международной космической станции, маленькие зернышки, пребывавшие в состоянии покоя, прекрасно пережили это и нормально проросли после года в открытом космосе. Однако в семенном банке большинство исследований преследуют более приземленные цели: накормить людей в быстро меняющемся мире. Семенные фонды служат гигантскими библиотеками генетического разнообразия, к которым фермеры и растениеводы-селекционеры могут обратиться, когда требуются сельскохозяйственные культуры с определенными качествами. После того как цунами 2004 г. затопило прибрежные рисовые поля от Индонезии до Шри-Ланки, семенные банки быстро предоставили устойчивые к соли сорта, чтобы заново засеять поля. А когда злаковая тля из России угрожала урожаю зерновых в Америке 1980-х гг., исследователи перебрали в семенных фондах более 30 000 разновидностей и сортов, чтобы найти те, что естественно устойчивы к этому вредителю. В условиях, когда коммерческое земледелие все больше сосредотачивается на нескольких наиболее продуктивных массовых пищевых культурах, семенные банки представляют собой важнейший механизм защиты культурных растений от вспышек болезней, стихийных бедствий и постоянной тенденции к снижению разнообразия пищевых растений по всему миру. Ожидается, что в ближайшем будущем они также сыграют ключевую роль в нашей адаптации к другому мировому тренду.