Живое и неживое. В поисках определения жизни - читать онлайн книгу. Автор: Карл Циммер cтр.№ 31

«Там внутри заготовлены цветы», – сказала Спайсер.

Возвращаясь из Арбо, я поглядывал на километры кленов вдоль шоссе. В предыдущие годы я не особенно обращал на них внимание ранней весной. Но теперь я не мог не замечать окутывавшей их кроны тонкой красноватой дымки – совокупности тысяч почек, скрывавших в себе будущие цветы. Она походила на завесу кровавой мари. Каждое из этих деревьев возникло из такой же красноватой дымки на таком же дереве десятилетия назад. У каждого были предки, как и у нас, как и у каждого живого существа на Земле.

Рассуждая о приметах жизни, размножение пропустить столь же трудно, как крики роженицы. Люди производят на свет людей, клены производят клены, слизевики – слизевиков. Суть размножения у всех видов едина: производство новых организмов, несущих копии генов их предшественников. Особенности человеческого размножения – то, как клетки копируют ДНК при делении, как у яйцеклеток и сперматозоидов оказывается только половинный набор, как они соединяются при оплодотворении, как зародыш развивается в матке, – знакомы нам лучше всего. Но не стоит чрезмерно обобщать опыт нашего вида.

Что верно для человека, в целом верно и для любого другого млекопитающего, например северной ночницы. Женские особи обоих видов обладают маткой и производят живых детенышей, питающихся молоком. Но то, что истинно для нас, уже не столь истинно для питона, который вылупляется из яйца, и уж тем более – для слизевика вроде Physarum polycephalum ^[140].

Один из способов размножения слизевиков – образование спор, которые могут распространяться с помощью ветра или воды. Если споры физарума приземлятся в благоприятном месте, они лопнут и из них расползутся клетки. Специалисты по слизевикам называют эти клетки амебами. Подобно нашим яйцеклеткам и сперматозоидам, каждая амеба содержит лишь половинный набор хромосом. Но, несмотря на эту половинчатость, она способна жить самостоятельно. Амебы ползают по лесной подстилке, разрушая и поедая попавшиеся им на пути бактерии. Если одна клетка физарума встречает другую, они могут слиться в андерграундной версии оплодотворения и породить слизевиковую версию эмбриона.

Амебы слизевиков не являются ни мужскими, ни женскими клетками, но у них есть собственная причудливая форма секса. Встретившись, две амебы исследуют белки на поверхности друг друга. В зависимости от того, какие варианты этих белков имеются у слизевиков, они могут принадлежать к одному из нескольких сотен различных половых типов. Если две амебы различаются по этим типам, то они способны слиться. Их хромосомы объединяются в полный набор, а образовавшаяся единая клетка становится чем-то вроде зародыша слизевика. Она начинает отращивать щупальца, производя новые копии хромосом, которые наводняют единственную гигантскую клетку.

Физаруму присущи и еще более странные способы размножения. Например, он способен обойтись без половой стадии – просто высохнуть и образовать склероций. Если его частицы разлетятся по ветру и прорастут где-то в другом месте, из материнской сети может получиться множество дочерних. Можно считать, что новые слизевики – генетически тождественное потомство или же что это одна гигантская сеть с большими дырами. Слизевика не интересуют подобные словесные игры. Он просто продолжает искать пропитание.

Экзотическая половая жизнь слизевиков по большей части невидима нам и понятна лишь ученым, посвятившим свою жизнь этой тематике. Клены же, напротив, размножаются на просторе под ясным небом. После прогулки с Рейчел Спайсер по Арбо я несколько недель пристально наблюдал за кленами в своей округе. В дальнем углу нашего двора высится красный клен, есть у нас и несколько кленов пониже – остролистных и серебристых. В засоленных болотах за пределами моего города, вдоль улиц, на склонах холмов, на пустырях – всюду новые клены щедро дают нескончаемое потомство. Весна шла своим чередом, и я наблюдал, как у представителей нескольких видов клена, одного за другим, лопались почки и раскрывались варианты цветков – бледно-зеленых или же темно-красных. Деревья расцветали до того, как выпускали листочки; они формировали цветки лишь из тех ингредиентов, что были запасены в их ветках с прошлой осени.

Аналогично многим другим растениям, клены дают цветки, которые ботаники именуют мужскими и женскими. Впрочем, к деревьям эти термины применимы условно, так как размножение растений весьма отличается от нашего. Красный клен может в один год дать мужские цветки, на следующий год переключиться на женские, а на третий выпустить разом и мужские, и женские. Ботаники называют цветки клена именно так потому, что каждый тип цветка производит половые клетки, подчиняющиеся отчасти тем же правилам, что яйцеклетки и сперматозоиды. Подобно тому как мужчины производят мелкие сперматозоиды, мужские цветки образуют мелкие пыльцевые зерна; женщины производят яйцеклетки, а женские цветки – семяпочки, которые после опыления станут семенами.

Чтобы заняться сексом, людям надо встретиться, а кленам для соединения половых клеток нужен ветер. Деревья способны выдерживать ураганы, но при этом, чтобы сбить с цветков пыльцу, достаточно даже легкого ветерка. Большинство пыльцевых зерен попадет на землю или на неподходящее дерево. Даже если пыльца окажется на другом красном клене, она чаще всего прилипнет к коре или ветке. Лишь ничтожной доле пыльцевых зерен повезет добраться до женского цветка.

Цветок подхватывает пыльцу липкими волосками, и от пылинки вырастает трубка, ведущая с поверхности вглубь. Пыльцевое зерно втягивается в эту трубку, пока не дойдет до семязачатка. Слившись, пыльцевое зерно и семязачаток образуют новый геном, который будет храниться в виде нового семечка.

Я не мог непосредственно наблюдать сами эти оплодотворения, но видел их результат: женские цветки клена опадали, и на их месте оставались толстенькие красные образования, похожие на рога импалы. Они называются крылатками; в основании у каждой находится пара семечек. Рожки на крылатках поначалу росли в длину, а затем уплощались. Они принимали форму изогнутых лопастей, их поверхность начинала походить на плотную бумагу. Когда такая крылатка отламывается от веточки, то она не столько падает, сколько летит.

Геометрия лопастей крылатки в общих чертах та же, что у крыльев животных, и служит той же цели: использовать окружающий воздух для полета. Но летучая мышь отращивает крылья, чтобы ловить добычу и подыскивать места для спячки, а клен отращивает крылья, чтобы распространять семена. Семечки в основании крылатки довольно тяжелые и тянут вниз, создавая восходящий поток воздуха вдоль «бумажной» лопасти. Крылатка вращается, подобно винту вертолета, и таким образом создается подъемная сила. Кленовое семя остается в воздухе долгое время, благодаря этому оно способно улететь на десятки метров от родительского дерева, прежде чем упадет на землю.

Каждому из наших кленов понадобилось лишь несколько дней, чтобы сбросить все крылатки. В урожайный год с одного дерева может выпасть семенной дождь в 100 000 крылаток, а с одного акра ^[141] кленового леса – до 8 млн. Это грандиозный подвиг размножения. Но это и грандиозное расточительство. Половина крылаток пуста, там нет семян. Значительная доля семян в остальных крылатках совершает самоубийство. Ученые еще не понимают эволюционного смысла этих мертвых или полых оболочек. Возможно, деревья производят пустые крылатки в качестве обманок, чтобы заставить белок и птиц напрасно потратить время и таким образом дать своим семенам больше шансов прорасти. Возможно, семена совершают самоубийство, если они несут неблагоприятные комбинации генов, которые не дадут им стать здоровыми деревьями.