Распространение семян при помощи вкусной мякоти встречается у примерно трети всех растительных семейств, от саговников до тыкв и цитрусов. Эта стратегия появлялась в ходе эволюции снова и снова, в разных условиях, потому что если она срабатывает, то результат получается впечатляющий. К примеру, страдающая от жажды бурая гиена может съесть 18 дынь цамма за одну ночь, разбросав их семена по всей своей территории размером до 150 квадратных миль (400 кв. км). Бурые медведи на голубичной поляне действуют еще эффективнее, поглощая до 16 000 крошечных плодов за несколько часов. Поскольку в каждой ягоде содержится в среднем 33 семени, это повышает скорость распространения голубики одним голодным медведем до полумиллиона семян в день. Примеров множество, и многие успешные научные карьеры были целиком посвящены исследованию нюансов этого процесса. Но факт остается фактом: значительная часть семян путешествует другими способами.
Для подавляющего большинства растений перемещение семени каким-либо способом в процессе распространения является единственным этапом, проведенном в движении, так как далее его жизнь проходит на одном месте. Этот процесс и определяет, что и где будет расти, играя, таким образом, важнейшую роль в организации экосистем. В связи с этим он влечет за собой огромные эволюционные последствия, и семенные растения изобретают вариации на эту тему около 400 млн лет. Плод предлагает распространителю вознаграждение, но другие семена просто путешествуют «автостопом», пользуясь крючками, шипами или липучками, чтобы бесплатно прокатиться снаружи животного. (В качестве примера коммерческого применения такой стратегии можно привести застежку-«липучку»: изобретатель застежки вдохновился способом, которым семена репейника цеплялись за шерсть его собаки.) Некоторые семена вылетают из лопающихся стручков, а другие падают в воду и уплывают с отливом. Для многих людей самый привычный опыт распространения семян связан с колосками злаков, прилипшими к носкам. С каждым шагом они забираются все глубже внутрь, становясь, в конце концов, настолько невыносимыми, что приходится останавливаться, вытаскивать их и бросать на землю. Что, собственно, семенам и требовалось. Миссия выполнена.
В Коста-Рике мы с Хосе узнали, что альмендро путешествуют на крыльях летучих мышей. Но задолго до того, как появились летучие мыши, семена научились отращивать собственные крылышки. Скользить по воздуху, кружиться, быть унесенными ветром — это самая древняя форма распространения семян, и до сих пор она встречается чаще всех прочих. При столь долгой практике растения развили приспособления для полета (а в некоторых случаях — плавания), которые переносят семена в таких количествах и на такие расстояния, о которых и мечтать не могут летучие мыши, медведи или птицы. Результаты этого процесса не просто служат основой распределения деревьев, кустарников и трав в пространстве. Они дают нам еще одну главу в долгой истории взаимоотношений семян и людей, повествующую о том, как тонкие крылышки и комочки пуха повлияли на самые разные аспекты истории человечества: от воздухоплавания и моды до истории мировой промышленности, Британской империи и Гражданской войны в США. И здесь, как и во многих других рассказах о биологии, лучше всего начать с дневников и журналов наблюдений одного молодого натуралиста, побывавшего когда-то на Галапагосских островах.
Глава 13. По воле волн и ветра
Растительная жизнь заключается не в выращивании цветком или деревом единственного семени — она наполняет воздух и землю обилием семян, чтобы, даже если погибнут тысячи, другие тысячи сами себя посеяли, сотни взошли, десятки дожили до зрелости и хотя бы один заменил родителя.
В юности Чарльз Дарвин не особенно интересовался растениями. Когда он отправился в путешествие на корабле «Бигль», ботаника для него стояла лишь на третьем месте после двух главных страстей: геологии и зоологии. Он описывает себя как человека, «который с трудом отличает маргаритку от одуванчика», и даже его наставник в Кембридже, рекомендовавший ученика для этой работы, признавал, что Чарльз «совсем не ботаник». Позднее ботанические исследования стали доминировать в научной деятельности Дарвина, и он написал целые книги о хищных и ползучих растениях, строении цветков и опылении орхидей насекомыми. Пока «Бигль» медленно пробирался вдоль побережья Южной Америки, Дарвин собирал ботаническую коллекцию скорее по долгу службы и даже подумывал, не выбросить ли образцы. Поэтому, когда корабль наконец причалил к Галапагосским островам, неудивительно, что он обратил все свое внимание на вулканы, лавовые поля, черепах и странных птиц. Единственный мимоходом сделанный комментарий в его полевом блокноте, по-видимому, подытожил мысли Дарвина о местной флоре: «Бразилия без больших деревьев». О своем первом дне на острове Чатем он позже записал: «Хотя я усердно старался собрать как можно больше растений, мне удалось набрать их лишь десять разновидностей, да и эти жалкие растеньица были бы больше под стать арктической, нежели экваториальной флоре».
Но хотя Дарвина больше увлекали кратеры и вьюрки, его ботаническое усердие на Галапагосах окупилось сторицей. В течение следующих пяти недель ему удалось собрать и сохранить 173 вида — почти четверть известной местной флоры. А в последующие годы эти растения добавили необходимую широту и глубину его идеям об эволюции. Мысли Дарвина о том, как появлялись виды, начались, по сути, с вопроса, которым каждый мог задаться в столь долгом и далеком путешествии, как маршрут барка «Бигль»: почему конкретные растения и животные живут именно там, где живут? Ученые до сих пор спорят о том, насколько Галапагосы повлияли на воззрения Дарвина, но уже на пятый день на островах он сделал короткую запись, проливающую свет на эту загадку: «Я уверенно узнаю (sic) Ю. Америку в орнитологии, а узнал бы ее ботаник?» Дарвин явно уже начал задумываться, откуда пришли предки галапагосской флоры. Оказалось, что среди жалких растеньиц с острова Чатем нашлось именно то, которое могло ответить на данный вопрос как нельзя лучше. Когда друг Дарвина, Джозеф Гукер, стал изучать этот экземпляр пару лет спустя, он немедленно заметил и сходства, и отличия от его южноамериканского кузена. Ботаники теперь называют это растение Gossypium darwinii, хлопчатник Дарвина, и история его путешествия до Галапагосских островов стала впечатляющим примером того, какой далекий путь способны проделать семена, почему они это делают и что случается, когда они в итоге куда-либо попадают.
Ученым, изучающим хлопчатник, не пришлось изобретать латинское название для этого вида — они просто переняли слово Gossypium непосредственно от римлян. Армии Александра Великого принесли первые экземпляры из Индии, и вскоре хлопок распространился по всему Средиземноморью и югу Аравийского полуострова (где его назвали «кутун», отчего и произошло английское слово «cotton»). У ацтеков и инков тоже был хлопок, как и у индейцев-араваков, встреченных Христофором Колумбом. Где бы на Карибских островах ни высаживался адмирал, он обнаруживал, что туземцы ткут и плетут из хлопка все, от рыболовных сетей и гамаков до женских юбок, которые он описывал как «лоскут хлопчатой ткани, достаточный, чтобы прикрыть свой стыд, но не больший». Колумб в дневнике первого путешествия упоминает о хлопке араваков 19 раз, отмечая, что его «…тут не сеют. Он растет в диком виде на пустырях и имеет высокие стебли».
То же самое можно было сказать о тропических областях по всему миру, где произрастает более 40 разных видов дикого хлопчатника. У некоторых семена простые, но всюду, где семечки окружены пухом, местные жители научились прясть, скручивая эти волокна в нить. Хлопок сейчас является самой популярной тканью в мире, составляя основу промышленности стоимостью 245 млрд долларов, что делает его самой прибыльной непищевой культурой в истории. Он распространен повсеместно, однако нелишне напомнить, что это растение эволюционировало не для того, чтобы из него делали тоги, тюрбаны, гамаки и футболки. Сложно устроенный пух, охватывающий хлопковое семя, появился совсем с другой целью: помочь зародышам растений летать по ветру.
Чтобы полностью уяснить концепцию распространения семян при помощи ветра, просто дайте своему газону зарасти весной, а потом прогуляйтесь по нему с ребенком. С самых первых шагов наш сын Ноа обожал обрывать созревшие головки одуванчиков и протягивать нам с односложной, не терпящей возражений просьбой: «Дуй!». По моим подсчетам, один скромный «дуй» может послать в воздух более двух сотен семян, которые поплывут вниз восхитительными крошечными парашютиками. Попробуйте поймать их, и вскоре вы обнаружите, что убежали на 5, 10 или даже 20 футов (6 м) от материнского растения. В ветреный день они и вовсе от вас улетят. Притом что одуванчики сейчас растут повсюду, от Лондона до Токио и Кейптауна, этот ритуал стал универсальным примером и уроком ботанической аэродинамики — итогом взаимодействия архитектуры семени и ветра. У одуванчиков вся хитрость в их конструкции — тонком стержне, увенчанном пушинками, — симметричном, гибком и идеально приспособленном к максимально долгому дрейфу по ветру. Хлопок же удерживается в воздухе другим способом, и, чтобы разобраться в нем, я решил сделать то, чем занимались немногие люди с тех пор, как Эли Уитни изобрел свой знаменитый хлопковый волокноотделитель: распотрошить хлопковую коробочку руками.
В дикой природе хлопчатник растет в виде многолетних кустарников или небольших деревьев с отходящими под углом ветвями и ворсистыми серо-зелеными листьями. Культурные разновидности — быстрорастущие однолетники: они меньше по размерам, но в остальном практически такие же. Все они принадлежат к семейству мальвовых, большой группе растений, включающей конголезский джут (урена лопастная) и бамию, но лучше известной по красивым садовым цветам, вроде шток-розы и гибискуса. У хлопка тоже красивые цветки: с лимонно-желтыми, словно бумажными, лепестками, окружающими пурпурную сердцевину. Плод представляет собой круглую коробочку, которая лопается и выворачивается, когда созревает, обнажая комки белого пуха, отчего кажется, будто на полях хлопчатника поспел урожай снежков или фантастических овец. В XIV в. английский путешественник сэр Джон Мандевиль поразил читателей на родине описаниями азиатского дерева, приносящего похожие на тыквы плоды, лопающиеся и выпускающие крошечных ягнят. Не ясно, имел ли он в виду хлопок, который повсюду в других местах описывает более точно, но эта идея прочно захватила умы. Еще более приукрашенные версии этой истории вскоре связали хлопчатник с «растительными ягнятами», которых иллюстраторы изображали вытягивающими пушистые шеи вниз с кончиков ветвей, чтобы пощипать травку.