Нить истории: Как прялка, веретено и ткацкий станок помогли построить цивилизацию

«В истории формы, подобные этой, по меньшей мере четырежды без связи друг с другом привлекали внимание первобытных людей четырех культур, в каждом случае возрастом 5000 лет или старше, – объясняет эволюционный биолог Джонатан Уэндел. – Они медленно, но методично одомашнивали хлопчатник – и пользовались им для получения масла, кормления скота, изготовления фитилей, набивания подушек, перевязки ран. Способов применения невероятно много».

Мы находимся в теплице на крыше одного из зданий Айовского университета – притом что Кукурузный пояс не самое подходящее место для одного из крупнейших на планете специалистов по генетике хлопчатника и одного из самых усердных собирателей редких экземпляров. В теплице сотни растений примерно двадцати видов хлопчатника со всего мира, а также ближайших родственников Gossypium: гавайской кокии (Kokia) и мадагаскарского представителя рода Gossypioides. Хлопчатник получил распространение. «У всех этих растений есть истории», – говорит Уэндел, поджарый марафонец, излучающий заразительный энтузиазм, когда речь заходит о фантастической естественной истории хлопчатника.

Большая часть из примерно полусотни видов дикого хлопчатника бесполезна для текстильщиков: на семенах этих растений не больше пуха, чем на персике. Но около 1 млн лет назад семена одного из африканских видов Gossypium обзавелись сравнительно более длинными клочками пуха с расслоенными волосками, каждый в отдельной скрученной ячейке. «Это случилось лишь однажды – в африканской группе», – объяснил Уэндел.

В кабинете он вручил мне пакет крошечных коробочек дикого хлопчатника травянистого (G. Herbaceum), ближайшего из ныне произрастающих потомков африканского вида, от которого произошел весь дающий волокно хлопчатник. В них главным образом семена, а пуха ровно столько, чтобы удержать их на месте. «Задолго до появления людей природа приготовила нам это», – объяснил Уэндел. Ученые не знают точно, почему появилось волокно: оно не помогает привлечь птиц, которые к тому же редко разносят семена хлопчатника. Возможно, волокно способствовало прорастанию семян, так как привлекало микроорганизмы – в присутствии достаточного количества воды они ослабляли твердую оболочку семени. Но наверняка мы не знаем. Какой бы ни была причина, геном хлопчатника с волокнами сохранился. Ученые назвали его геномом A.

Мутация, благодаря которой растение обзавелось волокном, стала первой удачей для будущих любителей джинсовой ткани. Вскоре произошло нечто еще более удивительное. Семена африканского хлопчатника неизвестным образом пересекли океан. Этот вид прижился в Мексике и скрестился с местным хлопчатником D. Как и остальные виды хлопчатника, носитель генома D волокно не давал, а вот новый гибрид – да. У него имелся генетический потенциал для появления сортов с еще более обильным волокном, чем у африканского предка: организм, как правило, получает от каждой родительской особи по одному набору хромосом, а у этого растения более двух наборов – 26 пар вместо 13. (У растений вместо обычной диплоидии широко распространено явление полиплоидии.) Генетики называют гибрид из Нового Света AD.

Как и первоначальная африканская мутация, трансокеанский гибрид AD возник лишь однажды. В 1980-х годах, когда Уэндел занялся хлопчатником, существовали две конкурирующие теории, объясняющие, как соединились геномы A и D. Согласно первой, этот гибрид возник не менее 65 млн лет назад, до расхождения литосферных плит, когда Южная Америка и Африка еще составляли единое целое. «На другом конце спектра, – вспоминает Уэндел, – находились "контикиисты"», утверждавшие, что люди, вероятно, привезли семена с собой по воде и поэтому «полиплоидным видам хлопчатника 5000–10 000 лет». («Кон-Тики» – построенный из бальзового дерева плот Тура Хейердала, отправившегося в 1947 году из Перу во Французскую Полинезию, чтобы проверить гипотезу, могли ли древние люди совершать дальние морские путешествия.)

Ошибались и те и другие. Теперь генетики, научившиеся секвенировать ДНК, способны определить возраст вида по тому, сильно ли пары оснований отличаются от пар оснований родственного вида. Скорость мутаций вполне предсказуема, и ее можно сверить с имеющимися фоссилиями, чтобы определить, когда два вида произошли от общего предка. Частота мутаций разнится: многолетние растения эволюционируют медленнее однолетних, к тому же не все виды остаются в палеонтологической летописи, поэтому оценки неточны, но все же дают некоторое представление об истине. «Можно ошибиться в два, три или четыре раза, – объясняет Уэндел, – но не в десять, сто или тысячу раз».