Триумф семян. Как семена покорили растительный мир и повлияли на человеческую цивилизацию

Если кто-либо из коллег Билла и в самом деле был «категорически с ним не согласен», то я их в Альбукерке не видел. Все, с кем я разговаривал на конференции, разделяли точку зрения об изменчивом климате каменноугольного периода, в котором леса, образовавшие уголь, были существенной, но никоим образом не главной частью ландшафта. Приветливый британец по имени Говард Фэлкон-Лэнг, поддерживая идею быстрой эволюции семенных растений на возвышенностях, предложил перенести время возникновения хвойных растений на 10 млн лет назад. Аспирант из Канады рассказал, что его руководитель посоветовал ему «держаться поближе к Биллу и научиться всему, чему сумеет». Но яснее всего высказался Станислав Оплуштил из Праги. Он признался мне, что раньше твердо придерживался традиционных представлений, но теперь считает проблему решенной: «Билл изменил мою точку зрения на этот вопрос».

Я покинул Нью-Мексико, полностью пересмотрев свои взгляды на каменноугольный период. Огромные тритоны и стрекозы остались, но теперь я представлял их на более привычном для всех нас фоне хвойного леса. Билл ДиМишель перенес историю эволюции семян из болота на сухую возвышенную местность, где множество приспособлений семян к засушливому климату сразу приобрело смысл. Но от спор к семенам ведет долгий путь. Для того чтобы по-настоящему оценить это преобразование, следует задать несколько нескромных вопросов о частной жизни растений.

Когда споровые растения приступают к половому размножению, они обычно делают это в темном влажном месте и зачастую — сами с собой. Папоротник, например, ежегодно образует тысячи или даже миллионы микроскопических спор, которые возникают по краям или на нижней стороне его листьев и разлетаются как дымовая завеса. Каждая спора представляет собой единственную клетку с толстыми стенками и не имеет никакой дополнительной защиты или запасов питательных веществ. Спора прорастет, если только попадет на подходящий участок влажной почвы, но даже тогда она не превратится в новый папоротник, как мы его себе представляем. Вместо этого из споры вырастет отдельное неузнаваемое растение — заросток — крохотная зеленая пластиночка сердцевидной формы и размером меньше ногтя. Именно это растение оснащено всем необходимым для полового размножения папоротников и носит название гаметофит (то есть производящее гаметы).

Гаметофиты образуют неподвижно сидящие на них яйцеклетки, а также отправляют во внешнюю среду свободно плавающие сперматозоиды, способные проложить себе путь по мутной воде в почве на расстояние от одного до двух дюймов (2–5 см). Только в том случае, если это путешествие приведет сперматозоид к находящейся по соседству яйцеклетке и произойдет оплодотворение, из образовавшейся зиготы вырастет спорофит (растение, производящее споры) — это и есть знакомый нам всем папоротник. Последовательность событий может отличаться в деталях, но у всех споровых растений за половое размножение отвечает самостоятельное поколение, которое нуждается в воде, чтобы сперматозоид сумел подплыть к яйцеклетке. Эти особенности прекрасно оправдывали себя при сырой погоде, но создали затруднения, когда обширные болота каменноугольного периода начали высыхать. Половое размножение превратилось в проблему, а два поколения (спорофита и гаметофита) в жизненном цикле еще более усложняли приспособление к меняющемуся климату.

«Если бы споровые растения попытались обзавестись существенными адаптациями, — объяснил Билл, — то их пришлось бы приобрести для обоих поколений жизненного цикла. А это очень непросто». Иными словами, крошечный гаметофит не только выглядит иначе, но он также имеет совершенно другие потребности в почве, влаге, свете и других условиях. «Я обычно говорю своим студентам: „Представьте, что ваши яйцеклетки и сперматозоиды созревают в уменьшенной до одной трети копии вас самих и затем эти маленькие копии должны заняться половым процессом, чтобы получились новые вы. А что, если они выглядят совсем иначе? Что, если они совершенно самостоятельны и не подозревают о вашем существовании? Что, если вы решили жить в другом месте? Если они не захотят или не смогут там жить, то не сможете и вы!“»