Девушка из лаборатории - читать онлайн книгу. Автор: Хоуп Джарен cтр.№ 18

Предположительно, идея не расправлять лист, а скрутить его в жесткую колючку вроде тех, что можно увидеть на кактусе чолла, пришла растению достаточно недавно — в последние десять миллионов лет. Благодаря ей в иссушенных зноем местах появились и пышным цветом расцвели особые растения, способные прожить там долгую жизнь и ставшие единственной съедобной зеленью на много километров вокруг. Это ни с чем не сравнимое достижение. Всего одно новое решение — но оно позволило растению открыть для себя совершенно другой мир и прекрасное бытие под новыми небесами.

Становление ученого — очень долгий процесс. Наиболее рискованная его часть — когда вы осознаёте само понятие «настоящего ученого» и делаете первые шаги по этой тропинке, которая потом превратится в дорогу, затем — в шоссе и однажды (возможно!) приведет вас домой. Настоящий ученый не ставит общеизвестные эксперименты: вам предстоит придумать и провести собственные опыты, чтобы получить совершенно новые данные. Когда диссертация написана примерно наполовину, вы вдруг понимаете, что следовать чужим указаниям больше не удастся — пора принимать самостоятельные решения. Это, возможно, самый сложный и страшный момент для многих студентов: часто они бросают аспирантуру, не желая или не умея перестроиться.

Я поняла, что стала ученым, когда стояла посреди лаборатории и наблюдала за восходом солнца. Я была уверена, что обнаружила кое-что весьма необычное, и ждала возможности сделать телефонный звонок, не опасаясь разбудить собеседника. Мне страшно хотелось рассказать кому-нибудь о своем открытии — хоть я и не знала точно, кому лучше звонить.

Моя диссертация была посвящена Celtis occidentalis, более известному как каркас западный. Это дерево встречается в Северной Америке так же часто, как ванильное мороженое, и внешность имеет столь же непримечательную. На нашем континенте оно абориген: его широко высаживали в городах, пытаясь возместить ущерб, который Новый Свет понес при завоевании европейцами.

На протяжении сотен лет жуки — и люди, конечно, тоже — прибывали в Штаты на кораблях, которые бросали якорь в портах Новой Англии. В 1928 году группа исключительно живучих шестиногих переселенцев покинула Нидерланды, чтобы обосноваться под корой бесчисленных вязов. При этом они заразили каждое дерево смертельным грибком. В ответ на угрозу вязы начали перекрывать один свой сосуд за другим, пытаясь остановить распространение инфекции, — и медленно умерли от голода, поскольку все питательные вещества так и оставались в корнях. Даже сегодня голландская болезнь вязов продолжает бушевать в США и Канаде, каждый год поражая сотни тысяч деревьев и доводя общее количество жертв до миллионов.

С каркасом западным совсем другая история: он переносит и ранние морозы, и долгие засухи, потеряв едва ли пару листьев. О величественной красоте раскидистых вязов, достигающих порой 20 метров в высоту, каркасам не приходится и мечтать. Самые высокие из них поднимают свои кроны всего на десять метров, но и от места, где растут, требуют немного. Уважение к ним прямо пропорционально их скромности.

Мне же каркасы западные были интересны из-за своих плодов, похожих на первый взгляд на клюкву ^[2]. Однако стоит сорвать один такой и попытаться раздавить в руке, как это сходство улетучивается: под тонким сочным слоем плоды каркаса твердые как камень. Возможно, даже тверже — косточка их по прочности не уступает устричной раковине. Это настоящая крепость для семени с зародышем, которому на пути к взрослению придется, возможно, выживать в желудке животных, пережидать дожди и метели и годами сражаться с коварными грибками. В раскопе, сделанном археологами, можно найти множество окаменевших плодов каркаса западного, поскольку каждое дерево за свою жизнь успевает породить миллионы семян. Я надеялась, что их анализ позволит выяснить, какими были средние летние температуры на Среднем Западе в период между оледенениями.

На протяжении как минимум 400 000 лет ледники то вытягивали свои языки подальше от Северного полюса, то снова отступали обратно. В те короткие промежутки времени, когда Великие равнины не были покрыты льдом, на них плодились, мигрировали и искали новые источники пищи многие животные и растения. Но насколько тепло там было в то время? Похоже ли было лето между наступлениями ледников на знойное и изматывающее современное лето — или же его тепла едва хватало, чтобы избежать снегопада? Если вам доводилось жить на Среднем Западе, вы знаете, что это важный вопрос; но еще важнее он был для людей, которые кормились дарами земли, укрывались звериными шкурами, а за обедом охотились по несколько часов.

Мы с научным руководителем могли подобрать множество химических реакций, чтобы установить температуру, при которой сформировались эти, теперь окаменелые, косточки. Трудность состояла в том, что каждая косточка была еще окружена остатками окаменевшего плодового сока, — а наша гипотеза температур, при которых плоды становились камнем, была абсолютно новой и недостаточно продуманной, чтобы давать простые ответы. Тогда я разработала комплекс экспериментов, призванных разбить главную проблему на ряд отдельных, более мелких вопросов. Первым делом предстояло выяснить, как именно формируется семя каркаса западного и из чего оно состоит.

Для этого я взяла под наблюдение несколько деревьев, растущих в Миннесоте и Северной Дакоте, чтобы сравнить их поведение в холодной и (условно) теплой среде обитания. В течение года я планомерно собирала с них урожай, возвращалась в лабораторию и делала с каждого из сотен плодов тончайшие срезы. Все они описывались и фотографировались под микроскопом.

Изучая срезы при увеличении в триста пятьдесят раз, я обнаружила, что гладкая поверхность семени каркаса напоминает медовые соты, доверху заполненные чем-то твердым и сыпучим. Взяв за образец строение косточки персика, я вымочила несколько ягод каркаса в кислоте, способной растворить как минимум бушель персиковых косточек, а потом начала изучать то, что уцелело. Все наполнение из ячеек «сот» исчезло, обнажив белый кружевной скелет. При нагреве этой белой решетки в вакууме до 1500 градусов выделился углекислый газ; значит, в ее состав входили какие-то органические соединения — еще один загадочный слой.

Итак, дерево создало семя, сплело вокруг него сеть волокон, закрыло эту сеть своеобразным скелетом, а промежутки заполнило тем же материалом, из которого сложены персиковые косточки. Этим оно защитило свое детище и увеличило его шансы прорасти, стать взрослым деревом и породить еще девяносто поколений новых деревьев (при определенном везении). Если мы хотим получить из окаменелых семян каркаса данные о климате, царившем на Земле много лет назад, именно эти кружевные скелеты дадут нам всю необходимую информацию. Как только я пойму, из чего сделана эта важнейшая часть плода, я добьюсь цели.

Каждый камень формируется по-своему, по-своему они и распадаются на части. Один из способов распознать различные минералы, входящие в состав любого из них, — взять образец, как следует растолочь его и просветить рентгеновскими лучами. Каждая крупинка соли в солонке при ближайшем рассмотрении окажется идеальным кубом. Измельчите одну крупинку в мелкую пыль — она превратится в миллионы крошечных идеальных кубиков. Причина проста: именно эту форму образуют ионные кристаллы соли — складываются в кубическую структуру, которая повторяется бесчисленное количество раз. Разрушить ее можно только по линиям наименьшего сопротивления, а значит, распадется она на все новые и новые кубы, повторяющие ионную конструкцию оригинала вплоть до самых мельчайших компонентов.