«Я начинала как миколог», — сообщила она и объяснила, как изобилие поганок на дождливом Тихоокеанском Северо-Западе помогло ей уехать из дома близ Чикаго. Она занималась ими в расположенном в лесистой местности кампусе колледжа Вечнозеленого штата (штат Вашингтон), а потом поступила в магистратуру, чтобы продолжать изучать предмет своей страсти. «Меня завораживают взаимодействия грибов с растениями», — сказала она: то, как они обмениваются питательными веществами с корнями в почве и обнаруживаются везде, от коры до цветков и внутренних структур листьев. Поэтому, когда профессор биологии Джошуа Тьюксбери попросил ее помочь определить гриб, растущий на семенах дикого стручкового перца, она отнеслась к этой просьбе с самым пристальным вниманием. В то время Тьюксбери уже начал свое исследование стручкового перца от Юго-Запада США до боливийского района Чако, где он обнаружил вид, варьировавший по остроте от совершенно неострого в сухих местообитаниях до того, что Ноэль описала как «определенно острее табаско», во влажных. В средних по влажности местах две эти формы росли бок о бок, и различить их можно было, только попробовав (иногда приходилось это делать до нескольких сотен раз в день). Профессору Тьюксбери крупно повезло: он нашел себе идеального сотрудника — миколога, любящего острую пищу. «Я переношу острое лучше среднего человека», — сообщила Ноэль. Но, когда я попросил ее уточнить, насколько лучше, она рассмеялась и призналась, что держит бутылочку острого соуса в ящике стола на работе. «И Джош тоже!» — добавила она.
Боливийские стручковые перцы представляли собой редкую возможность для исследования. Судя по всему, они находились в том ключевом моменте своей эволюции, когда острота только еще возникала. «Мы знаем, что первые стручковые перцы не были жгучими», — уверенно сказала Ноэль и объяснила, что все современные виды, какими бы острыми они ни были, произошли от нежгучего общего предка. Какая бы экологическая проблема ни вызвала появление характерной остроты, этот процесс, видимо, все еще продолжался в Боливии, где некоторые перцы стали острыми, а другие нет. Если бы Ноэль и остальная команда смогли выяснить, что там на самом деле происходит, они бы наконец поняли, как и почему стручковый перец приобрел остроту. С химической точки зрения ответ был очевиден.
Ученые давно прослеживали остроту стручковых перцев по наличию капсаицина — соединения, которое вырабатывается в белой губчатой ткани, окружающей семена в плодах. Такой тип химических соединений ученые называют алкалоидами, и он, возможно, гораздо лучше вам знаком, чем вы предполагаете. Все алкалоиды имеют в основе похожую азотистую структуру — набор строительных блоков, из которых растения собрали более 20 000 различных соединений. То, что в их состав входит азот, имеет особое значение, потому что это жизненно важный элемент, требующийся растениям для роста, и они не стали бы его расходовать на алкалоиды без особой цели. Обычно такой целью является какая-либо форма химической защиты. И поскольку растениям часто требуется защищать себя от животных, алкалоиды почти всегда оказывают воздействие и на человека. Они могут быть острыми, как капсаицин, но это лишь ничтожная часть их свойств. Даже в краткий список обычных алкалоидов входят некоторые из самых известных в мире стимуляторов, наркотиков и лекарственных средств, от кофеина и никотина до морфина, хинина и кокаина. В Боливии, однако, лишь немногие млекопитающие интересовались стручковыми перцами, даже неострыми. С точки зрения Ноэль, это наводило на подозрение, что все дело в грибах, растущих на семенах.
«Грибной патоген для семян — самый сильный способ эволюционного давления, — пояснила она. — Семена — это потомство, прямая связь с приспособленностью и выживаемостью». Иными словами, если грибы убивали семена неострых перцев, то это давало растениям весомое основание выработать в ответ какую-либо химическую защиту. В конце концов, вряд ли существует лучший двигатель эволюции, чем жизнь или смерть потомства. В ряде элегантных экспериментов Ноэль показала, что грибы и в самом деле убивали значительную часть зараженных ими семян и что острые семена были значительно более устойчивы к этому воздействию, чем неострые. Капсаицин замедлял или останавливал рост многих видов грибов и в природе, и в лабораторных чашках Петри, что подтверждало: перцы эволюционировали именно с этой целью. Но успех Ноэль только породил новый вопрос. Почему не все стручковые перцы стали острыми? Если капсаицин — такая прекрасная защита, тогда почему некоторые растения продолжают производить стручки не более жгучие, чем яблоко?
Чтобы получить ответ на эту загадку, нам следует вернуться на великую танцплощадку коэволюции, где партнеры исполняют причудливую кадриль, к тому самому процессу взаимной компенсации, который привел к появлению прочных крысиных зубов и толстой скорлупы орехов. В этом случае борьба была незримой, но от этого не менее напряженной. Исследование Ноэль показало, что перцы и грибы реагировали друг на друга: растения производили больше капсаицина, а грибы становились все более устойчивыми к нему, и наоборот. «Я воспринимаю это как коэволюционную гонку вооружений», — подытожила она, но каждая ступень этой гонки дорого обошлась обеим сторонам. Чтобы не реагировать на капсаицин, гриб отказался от способности к быстрому росту — явно невыгодное свойство везде, но только не внутри острого стручкового перца. У растений образование капсаицина снижает способность удерживать воду, что приводит к уменьшению количества производимых семян в сухую погоду, а кроме того, не хватает энергии на образование одревесневшего материала семенных оболочек и семена становятся более уязвимы для муравьев. Это серьезный недостаток, который имеет смысл только при определенных обстоятельствах, и напоминание о том, что результаты коэволюции зависят не только от того, какие партнеры танцуют: также они зависят от того, в каком месте происходит танец.
Боливийская область Гран-Чако простирается от засушливых саванн с участками кактусовых зарослей до влажных, заросших лесом горных склонов у границ Парагвая и Бразилии. Отобрав образцы перцев на территории протяженностью 185 миль (300 км), Ноэль и ее команда быстро нашли определенную закономерность. «В областях высокой влажности все перцы жгуче острые, — объяснила она. — Но по мере уменьшения количества осадков уменьшается и острота перцев». Для перцев, растущих во влажных лесах, где грибы и переносящие их от плода к плоду насекомые распространены широко, вложение сил в жгучую остроту оказалось явным преимуществом. Но в засушливых условиях грибы растут значительно хуже, а возможный дефицит воды и снижение семенной продуктивности делает остроту невыгодной. Такая динамика плюсов и минусов приводит эволюцию к необходимости соблюдать определенный баланс между осадками, насекомыми, грибами и физическими затратами на производство капсаицина. Также она помогает объяснить, как изменения климата, климатической зоны или биотопа могли привести предков окультуренных перцев к полной утрате неострых форм. Во влажных условиях повышается вероятность заплесневеть, и на это перцы отвечают усилением жгучести.
Большинство пряностей никогда не получат такого пристального внимания, которое Ноэль и ее коллеги проявили к стручковому перцу, но история капсаицина служит иллюстрацией общей закономерности развития остроты. Подобные исследования могут когда-нибудь объяснить тайну миристицина, содержащегося в мускатном орехе и мускатном цвете, или пиперина, придающего остроту черному перцу. То, что мы воспринимаем как пряный вкус, развивается в сложном коэволюционном танце между растениями и теми, кто их поедает. Без этих отношений мировая кухня была бы почти совершенно пресной. Это порождает вопрос, над которым стоит задуматься: а почему мясные блюда нуждаются в том, чтобы мы добавляли в них семена, кору, корни и другие части растений для придания им вкуса и аромата?
От пеперони и отбивной говядины с перцем до индийского виндалу из свинины острота и пикантность наших излюбленных мясных блюд всегда исходит от пряностей, а не от мяса. И для этого есть фундаментальные биологические причины. Мясо не острое и не пряное, потому что мы получаем его от животных, способных двигаться. Когда курица, корова, свинья или практически любое животное подвергается нападению, его способность к движению предоставляет ему разнообразные варианты спасения: убежать, улететь, залезть на дерево, юркнуть в нору или остаться на месте и сражаться. А растения неподвижны. Их жизненный удел — всегда оставаться на одном и том же месте и выживать; эта ситуация словно специально предназначена для эволюции растительных химических веществ. Если ты не можешь убежать или физически ответить ударом на удар (разве что шипом или колючкой), то имеет смысл отпугивать нападающих алкалоидами, танинами, терпенами, фенолами или любыми другими из множества соединений, изобретенных растениями. В действительности насекомые также могут похвастаться обширным набором способов химической защиты, но они часто получают эти вещества от тех растений, которыми питаются. Некоторые лягушки и тритоны тоже производят яды, и существует по крайней мере несколько видов ядовитых птиц. Однако самым значительным исключением из «правила пресности животных» являются существа, обитающие на дне океана, где мшанки, губки, актинии и ряд других животных, таких же неподвижных, как и растения, проводят большую часть жизни прикрепленными к камням. Тысячи морских алкалоидов были выделены из этих животных, однако еще только предстоит узнать, смогут ли они улучшить вкус таких блюд, как фахитас, сувлаки или тикку из курицы.
Незадолго до окончания нашей беседы я спросил Ноэль, что еще остается узнать о капсаицине и стручковом перце, над чем они с коллегами работают сейчас? Обсуждение немедленно свернуло на совершенно новые темы, в перспективе столь же новаторские, как и диссертация Ноэль. Например, птицы, распространяющие семена стручковых перцев, по-видимому, совершенно невосприимчивы к их жгучей остроте. Они добровольно поедают плоды, и семена проходят сквозь их кишечник неповрежденными или даже оздоровленными, поскольку, по-видимому, в кишечнике птицы семена очищаются от грибов. Капсаицин также замедляет пищеварение птиц, заставляя их переносить семена на большие расстояния. Ноэль рассказала мне, что насекомые, переносящие грибы от одного растения к другому, возможно, специализируются на стручковых перцах, и поведала о студенте, который изучает, как муравьи отличают жгучие семена от нежгучих. Потом она упомянула, что кто-то недавно открыл гриб, умеющий вырабатывать собственный капсаицин, — но с какой стати ему это понадобилось, до сих пор никому не известно. Но возможно, самое увлекательное направление исследований связано с воздействием капсаицина на млекопитающих — истинной причиной того, почему Христофор Колумб набил трюм стручковыми перцами и почему они быстро нашли себе теплое местечко в ящичках для пряностей по всему миру.