Какое дерево росло в райском саду?

Будь у меня больше склонности к исследованиям и больше соответствующих навыков, будь я способен различить, что таится под перепутаницей плюща и ежевики, я бы, несомненно, обнаружил и другие признаки таинственного порядка в этом типичном примере анархического роста[47]. Вероятно, я заметил бы, что число основных сучьев соответствует числам Фибоначчи, а значит, и Золотому сечению – пять на нижнем уровне, три на среднем, два наверху. Эту пропорцию в природе находят повсеместно: и в спиралях торнадо, и в разрастаниях сверкающих кристаллов, и, конечно, в мире органики. Дарвиновская эволюция здесь ни при чем: похоже, это какое-то имманентное свойство самоорганизующихся систем. А иные закономерности объясняются законами физики и механики. Об одной из них писал Леонардо да Винчи – он полагал, что вывел формулу, справедливую для устройства всех деревьев: «У любого дерева сумма толщины всех ветвей на данной высоте равна толщине ствола». Эта закономерность обеспечивает способность ветвей переносить весь сок из ствола. В конце XIX века биолог Вильгельм Ру внес в эту формулу некоторые поправки: если центральный ствол или стебель разветвляется на две ветви равной толщины, они отходят от первоначального ствола под одинаковым углом, а боковые ветви, которые так малы, что не могут вызвать заметного отклонения центрального ствола от прямой линии, расходятся под углами в 70–90 градусов. В двадцатые годы прошлого века физиолог Сесил Мюррей попытался это объяснить, предположив, что к движению сока применимы те же законы, что и к кровообращению. В то время он изучал артериальные системы животных и видел аналогии между ними и структурой сосудов, по которым течет вода у деревьев. Энергия, требуемая, чтобы доставить кровь в определенную точку по артериальному ответвлению, минимизируется, если тонкие отростки расходятся под большими углами, а толстые – тоже под большими или по крайней мере под равными. Поскольку вода и сок переносятся в деревьях примерно так же, пожалуй, принцип минимальных усилий можно применить и здесь. Казалось бы, логично, и в некоторых частях некоторых деревьев так, возможно, и происходит. Однако аргументация по аналогии, как это часто бывает, лишь ввела ученых в заблуждение. В 2011 году французский физик Кристоф Элой заподозрил, что существует и другое объяснение[48]. Он построил компьютерные модели деревьев с разными структурами и изучил их поведение под воздействием виртуальных ветров – и обнаружил, что формула Леонардо сама по себе точна, только деревья следуют ей не столько для обеспечения экономичного течения соков, сколько для ветроустойчивости. Структуры деревьев следуют «аксиоме равномерных нагрузок». Нагрузки должны равномерно распределяться по всей структуре, иначе возникнут слабые места. Уклон ствола уравновешен противовесом сука на противоположной стороне, а сук поддерживается толстыми мускулистыми волокнами тяговой древесины в месте примыкания к стволу.

Что касается закономерностей ответвлений, когда угол между стволом и суком повторяют и отходящие побеги, и прожилки на листе, и даже расхождение водоносных сосудов, то это явление называется фрактальностью. Структурные закономерности, повторяемые на уменьшающихся масштабах, широко распространены в природе – от речных дельт до снежинок, – и похоже, что это опять же самоорганизация согласно законам математики и механики. А если речь идет о растениях, то фрактальность подкрепляется еще и биологической экономией. Количество генов, которое необходимо для программирования роста растения вокруг единой структуры, повторяемой на разных масштабах, меньше, чем для создания множества непохожих друг на друга структур.

Однако в реальном мире структуры лишь приблизительно следуют идеальной модели, примерно повторяют закономерности. Живые растения подвержены неисчислимым непредсказуемым нагрузкам. Их гнет ветер, одолевают трутовики, заслоняют от света соседи. Жизненные реалии сводят на нет все чистейшие платонические интенции: чтобы жить, надо выживать, а не добиваться идеальной формы. А значит, скрытые закономерности помогают выжить, иначе они не выдержали бы испытаний эволюции. Так и происходит – именно поэтому они представляют собой лишь гибкую основу, а не жесткое лекало. Похоже, и нам так больше нравится. Если дерево ветвится по строгим геометрическим законам, если фракталы его ветвей идеальны, словно у снежинки, и все листья совершенно одинаковы, мы засомневаемся, живое ли оно. Анни Диллард в своей книге “Pilgrim at Tinker Creek” («Паломница на Тинкер-крик»), вышедшей в 1974 году, называет растения «обтрепанными и обкусанными», и такова плата за существование. Это одно из качеств, благодаря которым мы так привязаны к старым деревьям. Они покрыты древесными эквивалентами морщинок на лице. Иногда эти морщинки добавляем мы сами.

* * *