Хлопок одной ладонью. Как неживая природа породила человеческий разум

Я понял, что неправ, в национальном парке Арчес на юго-западе США, куда мы с женой приехали в рамках туристического марш-броска по Колорадскому плато. Арчес выглядит, как если бы Гильермо дель Торо снимал фильм про Марс. Для жизни эта выжженная солнцем красная груда причудливых камней-исполинов приспособлена плохо. Тем не менее жизнь там есть, и не только в эфемерных лужицах талой воды или редких оазисах подземной влаги, куда проникают корни колючих кустов. Прямо на голом красном камне, под палящими круглый год лучами жаркого пустынного солнца, медленно, но несгибаемо растет лишайник, сияющий разными цветами спрятанных в нем водорослей.

В условиях влажного климата водоросль действительно мало выигрывает от содружества с грибом. Но вот в условиях, более похожих на древнюю сушу, преимущества гриба становятся очевидны. В докембрийские времена в атмосфере не было в больших количествах ни кислорода, ни возникающего из него озонового слоя, который бы ослаблял солнечное излучение, – все это еще впереди. Не сгореть в этом солярии было бы сложно даже сегодняшним растениям, а древним водорослям и подавно. Лишайник же может выживать на камне под солнцем без внешних источников питания и даже воды годами. Лишайники выживают даже в открытом космосе: в одном эксперименте лишайники провели 16 дней снаружи спутника «Фотон», выдержав вакуум и прямое солнечное излучение, от которого у нас с вами слезла бы кожа, без видимых отклонений в жизнедеятельности (единственное обнаруженное отклонение после двух недель в таких условиях, как мило пишут авторы этого космического эксперимента: «в лишайниках повысилась доля клеток с поврежденными мембранами»)⁹.

Водоросли в массе своей существа довольно нежные, которым без посторонней помощи расти на камне можно даже и не мечтать. Феноменальная устойчивость лишайника возможна благодаря его коре – плотному сплетению гиф гриба, густо пропитанному защитными и водосвязывающими веществами¹⁰. Гриб – не просто нахлебник. Он защищает водоросль от ее главной уязвимости на чуждой ей территории суши – опасности высыхания.

Любопытно, что, хотя лишайникам не страшны ни пустыня Аризоны, ни спутник «Фотон», они пасуют перед каменными джунглями крупных городов. Из-за медленного роста и способности быстро впитывать любую влагу лишайники особо чувствительны к загрязнению воздуха, поэтому в городских условиях зачастую формируются «лишайниковые пустыни»¹¹. Но выхлопные газы – это кайнозойская проблема. В палеозое главной заботой наземных организмов была вода.

Как выжить на суше

Перед тем как растения по-настоящему шагнули на сушу (произошло это порядка 450–500 млн лет назад¹²), им нужно было решить несколько проблем, каждая из которых так или иначе связана с водой.

Первая проблема, конечно, состоит в том, что суша сухая. Любому обитателю суши нужно постоянно заботиться о потере воды. В отличие от животного, растение не может в случае обезвоживания пойти попить или хотя бы уйти в тень – оно вынуждено неподвижно стоять на месте. Поэтому растения суши обычно покрыты толстым воскообразным слоем под названием кутикула, который непроницаем для воды¹³.

То есть листья растений, по сути дела, вымазаны воском. Это не так сложно реализовать. Но в полной изоляции от окружающего мира растение существовать не может, потому что ему нужно впускать углекислый газ и выпускать кислород. Это фундаментальная проблема: без обмена газов на суше не обойтись никому, а если обмениваются газы, то испаряется и вода. Поэтому главная сложность – сделать так, чтобы углекислый газ поступал, а вода при этом не терялась. Эту проблему, хоть и с большим трудом, у наземных растений решают специальные клетки-рты, или устьица (термин происходит от слова «уста», то есть более современным названием было бы «ротики»), которые открываются и закрываются в зависимости от температуры и влажности. Аналогия со ртом вполне точная, потому что через устьица в растения поступает углекислый газ – то, из чего фотосинтез делает еду. В каком-то смысле кутикула плюс устьица для растения – то же самое, что эпителий и рот для животного.