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

Каждый, кто сдувал пух с одуванчика, знаком с идеей распространения семян в пространстве. А способность к покою в буквальном смысле позволяет семенам распространяться во времени. Она дает растениям способ переместить свои семена в будущее — в такой момент, когда условия будут наиболее подходящими для прорастания. Растения с долгоживущими семенами производят на свет потомство, которое переживет любую зиму, засуху или другие неблагоприятные времена и непременно дождется следующего удачного вегетационного сезона. Подобные семена также служат страховкой от наводнений, пожаров и других случайных событий, которые могут стереть с лица земли все всходы текущего года, — семена в состоянии покоя останутся в почве, ожидая другой благоприятной возможности. Такое свойство дает семенным растениям очевидное эволюционное преимущество на любых территориях с суровым или непредсказуемым климатом или сильно выраженной сезонностью. Это превосходно вписывается в теорию Билла ДиМишеля о том, что эволюция семян происходила на сухих неровных возвышенностях каменноугольного периода, где способность к покою давала семенам еще одно явное преимущество перед короткоживущими конкурентами — спорами. И это также помогает объяснить, почему покой является основной стратегией для семян почти любых экосистем, кроме тропических лесов, где погода почти всегда благоприятна и семенам лучше прорастать сразу, чтобы избежать бо́льших опасностей: гниения или повреждения и поедания животными.

Растения, которые первыми изобрели покой семян, вероятно, сначала всего лишь сбрасывали семена на землю до срока. Эти недоразвитые изгнанники не имели специальных адаптаций — им просто требовалось больше времени, чтобы дозреть до готовности прорасти. Некоторые виды до сих пор следуют подобной стратегии в каких-либо вариантах, и любой садовод, который пытался выращивать петрушку, знает об этом. Ее семена прорастают чудовищно долго, потому что крошечным зародышам требуется расти много дней внутри семян, прежде чем они сделаются достаточно большими, чтобы пустить корень. Со временем большинство растений развили способность дольше задерживать семена на себе, высушивая их — уменьшая содержание воды на целых 95 %. Это остается единственным важнейшим фактором в замедлении метаболизма семени, и подробней мы обсудим его в следующей главе. А пока считайте высушивание отправной точкой, с которой покой семян начал быстро эволюционировать, что породило множество сложных, порой причудливых стратегий. В целом, как и в данной книге, покой семян определяется довольно широко: любая задержка жизнедеятельности на любой промежуток времени, возникающая после созревания семени и длящаяся до его прорастания. Но такие специалисты, как Кэрол Баскин, проводят важное различие между просто неактивными семенами и теми, что находятся в истинном состоянии покоя.

«Если семя действительно находится в состоянии покоя и вы помещаете его на влажный субстрат при благоприятной температуре, оно не прорастет», — сообщила мне она. Иными словами, покоящиеся семена не просто лежат, ожидая теплого дождичка и солнечного денька. По определению Кэрол Баскин, семя в состоянии покоя должно активно сопротивляться прорастанию при помощи обширного арсенала приемов, чтобы оттянуть его начало. Это звучит нелогично — разве сам смысл семени не в том, чтобы прорасти? Но такая способность дает семенам изощренные способы взаимодействия с погодой, освещенностью, состоянием почвы и другими факторами, из которых складывается окружающая среда. Самая распространенная тактика для регионов с умеренным климатом учитывает, прежде всего, температуру, поэтому, чтобы семена были готовы прорасти весной, требуется длительное действие зимнего холода, за которым следует потепление. Эта стратегия зачастую сочетается с требованиями к освещенности, которые могут быть удивительно строгими и специфичными. Некоторые семена диких представителей семейства капустных реагируют на изменение угла падения света и продолжительности светового дня сквозь двухметровый слой снега, а многие лесные виды чувствуют разницу между полным солнечным спектром на открытом месте (хороший шанс прорасти) и лучами дальнего красного света, пробивающимися сквозь листву (слишком затененное место). В чем бы ни нуждались покоящиеся семена, они не смогут и не станут прорастать, пока не появятся требуемые условия.