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

«Эволюцией этого процесса управляет не столько семя, сколько проросток», — пояснила Кэрол. Хотя прорастание может оказаться успешным в любой момент повышения влажности почвы, по-настоящему важно то, что произойдет потом. Все вложения материнского растения в питание и распространение своих потомков станут бессмысленны, если семена проклюнутся в неподходящий сезон и быстро погибнут от жажды, холода, жары или недостатка освещения. Эти высокие эволюционные ставки привели к появлению высокоспециализированных сигналов, необходимых покоящимся семенам, чтобы пробудиться. Примеры самых замысловатых из них можно обнаружить у растений — выходцев с территорий, подверженных регулярным пожарам, где молодые растения лучше всего растут после того, как огонь опустошит округу и оставит слой богатой питательными веществами золы. Семена — от некоторых видов акаций и сумаха до ладанника и утесника — приспособились к этой системе и зачастую остаются совершенно водонепроницаемыми и неспособными к впитыванию влаги и набуханию до тех пор, пока экстремальный жар открытого огня не расколет их скорлупу или не уберет крошечные пробки, чтобы влага могла проникнуть внутрь. Некоторым видам также требуется воздействие горячих газов, входящих в состав дыма, или они реагируют на особые химические вещества, выделяющиеся из частично обугленного дерева. Специалисты по проращиванию иногда обжигают семена в течение короткого времени и окуривают дымом, симулируя пожар в лабораторных условиях. Для пустынных растений сложность заключается в том, чтобы отличить случайный ливень от продолжительных дождей, которые могут действительно напитать влагой жаждущий росток. Как именно они это делают, до сих пор остается неясным, но некоторые специалисты полагают, что в таких семенах имеются «дождемеры» — химические вещества, препятствующие прорастанию до тех пор, пока вокруг не окажется строго необходимое количество воды.

Кэрол Баскин и ее мужу ни один аспект биологии семян не кажется более интригующим, чем то, как семена засыпают и какими средствами можно заставить их пробудиться. «Это совершенно зачаровывает нас», — призналась она. Всего они с Джерри выделили 15 разных классов и уровней покоя семян и много вариантов для каждого случая. Они различаются на основании того, что именно погружает семя в состояние покоя (например, непроницаемая оболочка, недоразвитие зародыша, химические или экологические ограничители) и какова степень «глубины» этого состояния (насколько трудно из него выйти). Повсюду, от заднего двора их дома в Кентукки до Гавайских гор и холодных пустошей северо-восточного Китая они продолжают находить новые и неожиданные аспекты этого явления. Постоянно возвращаться к данному вопросу их заставляет понимание того, насколько плохо мы в действительности разбираемся в этом процессе. Все соглашаются, что высыхание важно, и ученые знают многие из химических веществ и генов, в нем участвующих, но как именно безжизненное с виду семя распознает такие разные параметры окружающей среды, как мороз, дым, жара, продолжительность светового дня и соотношение длин волн в доходящих до него солнечных лучах, остается загадкой. Даже границы между выходом из состояния покоя и началом прорастания четко не определены. В науке, как и в повседневной жизни, можно многое узнать о том, что происходит, без понимания механизма самого процесса. К примеру, я знаю, что происходит, когда я включаю свой компьютер. Я могу набирать на нем текст, искать что-то в интернете или развлекать бабушек и дедушек моего сына фотографиями и рассказами о его последних проделках. Но о том, как на самом деле работает компьютер, у меня нет даже самого туманного представления, что подтверждается моими частыми обращениями в службу технической поддержки. Наука лучше разбирается в состоянии покоя семян, чем я в компьютерах, но предстоит узнать еще очень многое, и потому это так увлекательно.

В конце разговора я спросил Кэрол, может ли анабиоз служить хорошей аналогией для покоя семян. (Когда наука не может дать полного ответа, вполне естественно обратиться к научной фантастике.) «Не совсем, — ответила она, — потому что семя остается активным». Это вызвало у меня улыбку: только биолог, занимающийся семенами, может назвать жесткое, сухое, никак себя не проявляющее семя в состоянии покоя «активным». Но Кэрол и многие другие полагают, что семена продолжают поддерживать метаболические процессы, как и любое живое существо, — просто они делают это очень-очень медленно.