Шрифт
Source Sans Pro
Размер шрифта
18
Цвет фона
Бокила трехлистная, королева мимикрии, и океаны растений
На мой взгляд, возможно, слегка заинтересованный, искусство мимикрии у растений достигло уровня столь утонченного и виртуозного, что животные вряд ли смогут с ними сравниться ловкостью и эффективностью. Понимание того, насколько изысканными могут быть способности растений прикидываться кем-то другим, приводит к совершенно неожиданным выводам. Изучение этого феномена приоткрывает дверь к возможностям, наличие которых у растений вряд ли кто мог предвидеть. Случай бокилы трехлистной – явление удивительной способности к мимикрии.
Бокила – настоящий Зелиг (герой одноименного фильма Вуди Аллена, умевший перевоплощаться в человека, с которым общался) растительного мира: несомненно, это самый удивительный пример мимикрии из всех, что существуют в природе. Бокила – лиана, произрастающая в тропических лесах Чили и Аргентины, и является единственным представителем этого рода. Это растение носит множество разных названий (пилпил, воки, вокичилло, вокилло, белый воки) и имеет съедобные плоды.
Растение известно уже давно, его изучали сотни ботаников, экспертов, любителей, описавших все основные периоды его роста в естественной среде. Тем не менее до совсем недавнего времени никто не знал о его поразительной способности к мимикрии. Только в 2013 году, во время расслабленной прогулки по лесу на юге Чили, ботаник Эрнесто Джаноли в очередной, далеко не первый раз встретил бокилу трехлистную. Он не нашел в этом ничего странного – растение было многажды описано и хорошо известно, но вдруг нечто привлекло его внимание. Ботаник в лесу – то же самое, что коллекционер на блошином рынке, все его существо начеку, он ищет что-то, что ускользнуло от взглядов коллег. Когда он бродит по лесу в поисках новых видов, его глаза шарят по сторонам в поисках незамеченных другими учеными деталей, каких-то особенных форм или цветов, какого-то необычного, ранее не изученного растения или новых проявлений у уже известных экземпляров. Так, пристально изучая распространенную в этом регионе Чили флору, Эрнесто вдруг увидел, что листья, трепетавшие на его пути, не принадлежат кустарнику, росшему в этом уголке леса. Подойдя поближе, он обнаружил, что на самом деле это листья лианы, обвивавшей кустарник, и эта лиана – бокила трехлистная, листья которой вдруг стали необычайно похожи на листья кустарника, по которому она карабкалась вверх. Ботаник чрезвычайно заинтересовался явлением и начал искать другие ветви бокилы поблизости, чтобы проверить, похожи ли они на увиденные. То, что он обнаружил, лишило ученого дара речи: на всех деревьях и кустах, на которые забралась бокила, она мастерски имитировала листья «гостеприимного» растения.
Бокила трехлистная, лианоподобное растение, встречающееся в тропических лесах Чили и обладающее удивительными способностями к мимикрии. На фото у растения листья находятся в нормальном состоянии.
Уникальная бокила может с легкостью имитировать листья самых разных растений. Насколько мне известно, ни одно другое растение не обладает способностью делать нечто подобное. Даже орхидеи, считающиеся чемпионами мимикрии в растительном мире, могут имитировать только одно растение. Максимум, они цветут цветами, напоминающими цветы других видов. Способность имитировать представителей других видов до недавнего времени считалась прерогативой животных.
Возбужденный открытием, но все еще пребывающий в сомнениях по поводу того, что он видел, Эрнесто, вместе со студентом Фернандо Карраско-Урра провел длительную серию опытов и проверок, необходимых для доказательства собственного открытия. Это было на самом деле трудно – убедить научное сообщество в том, что растение способно имитировать размеры, форму и даже цвет других – совершенно разных – растений. Окончательные результаты исследований оказались еще более поразительными, чем можно было вообразить вначале – бокила не просто способна имитировать растения, на которых она закрепляется, она делает еще более удивительные вещи. Произрастая поблизости от двух или трех растений разных видов, бокила способна изменить собственные листья на разных ветках так, чтобы они походили на листья того растения, которое ближе к конкретной ветке. Кроме того, один и тот же экземпляр бокилы может менять форму, размер и цвет листьев несколько раз в течение дня, в зависимости от того, какое растение оказывается с ним рядом. Открытие Джаноли и Карраско-Урра имеет фундаментальные последствия. Способность изменять с такой поразительной гибкостью характеристики листьев означает наличие у растения способности менять собственную генетическую природу доселе невиданным способом.
Как вы уже поняли, бокила является уникальным случаем мимикрии. Я не эксперт в этой области, и мне нелегко представить себе достаточно четко те пути, которыми шло чередование бесчисленных способов и форм, посредством которых способность к мимикрии развилась у разных живых организмов. Тем не менее я полагаю, что можно достаточно уверенно утверждать: никакой другой вид не способен к мимикрии, предполагающей одновременное изменение формы, размера и цвета собственного тела.
Изменение одного параметра в целях мимикрии, как правило цвета, встречается довольно часто; изменение двух параметров – весьма вероятно, но сразу трех и одновременно – случай уникальный даже для мира животных, не то что растений. Как я уж отмечал в начале главы, способность к мимикрии, по идее, должна давать какое-то преимущество нашему уникальному зеленому артисту, в данном случае – бокиле: однако какую выгоду может получить растение, заставляющее собственные листья подражать листьям дерева, которое его приютило? Первое, что приходит на ум – она защищается таким образом от вредоносных насекомых. К примеру, если бокила делает свои листья похожими на листья растения, ядовитого для насекомых, питающихся зеленью, и научившегося таким образом отгонять вредителей, то, несомненно, она учится на чужих ошибках и достижениях. Подобная форма мимикрии называется бейтсовской; она получила свое название в честь английского естествоиспытателя Генри Уолтера Бейтса (1825–1892).
Получается что-то типа ситуации, когда овца переодевается волком, чтобы затеряться среди хищников. Случаи бейтсовской мимикрии в мире растений весьма распространены: наиболее известны случаи защиты таким способом от травоядных животных.
Например, растения семейства губоцветных, яснотка белая (Lamium album) и чистец лесной (Stachys sylvatica), способны имитировать листья крапивы. Вторая, более простая гипотеза, предполагает, что бокила, делая свои листья похожими на листья других растений, стремится не быть съеденной насекомыми – и это объяснение, будучи более простым, скорее всего, и есть правильное, согласно известному принципу Оккама.
И действительно, в случае нападения насекомых, растение, приютившее бокилу, пострадает сильнее – у него просто листьев больше. Так или иначе, но на сегодняшний день нет достаточно надежных доказательств ни первой, ни второй гипотезы. Ученые предполагают, что возможно и сочетание сразу нескольких причин, объясняющих подобную мимикрию.
Чистец лесной, чье название на латыни переводится как «лесной колдун», успешно притворяется крапивой.
Эрнесто Джаноли отметил, что зафиксировать специфические характеристики каждого из листочков бокилы (например зубчатость) оказалось весьма непросто: растение ловко «создавало впечатление наличия зубчиков», как бы рисуя их по краю листочка. Открытие этого уникального поведение стало спусковым крючком для массы вопросов. Самый важный из них – это не как бокила смогла с такой скоростью изобразить соседа, но как она узнает, кем ей срочно надо прикинуться. В своей статье, впервые описывающей этот случай мимикрии, Эрнесто Джаноли и Фернандо Карраско-Урра выдвинули две гипотезы. Первая гипотеза предполагает, что бокила улавливает некие летучие вещества, испускаемые соседом, и начинает процесс мимикрии. Однако это предположение кажется маловероятным – бокила в лесу обычно окружена десятками растений с более или менее мощными эманациями летучих субстанций. Вторая гипотеза предполагает горизонтальный обмен генной информацией с растением, на котором пристроилась лиана бокилы, осуществляемый с помощью микроорганизмов; она кажется еще более невероятной. Итак, пока тайны артиста остаются за семью печатями.
У крапивы (Urtica dioica) листья и стебли покрыты жалящими волосками, таким образом она защищается от врагов.
В сентябре 2016 года мы с моим другом и коллегой, профессором Франтишеком Балушкой из Боннского университета (мы являемся соавторами около 50 научных работ), выдвинули предположение, объясняющее загадку: мы думаем, что у растения есть нечто, что можно назвать «зрением». Это может показаться невероятным и фантастичным, однако с моей точки зрения это может оказаться вполне реальным. Думаю, вам интересно, почему мы так считаем – попробую объяснить.
Еще в 1905 году знаменитый ботаник Готлиб Хаберландт (1854–1945) написал статью, вызвавшую большой скандал в научной, да и не только научной, среде, предположив, что растения способны воспринимать изображения, то есть наделены неким подобием зрительного восприятия. Эта способность возможна благодаря клеткам эпидермиса, которые имеют выпуклую форму, и могут передавать, как линзы, изображения на нижние клеточные слои. Хаберландт считал, что клетки эпидермиса растений служат чем-то вроде глаз (совсем простых, даже примитивных) – подобные глаза есть у многих беспозвоночных. Эта теория очень понравилась Френсису Дарвину (1848–1925), сыну великого Чарлза, и, как и его отец, действительному профессору кафедры физиологии растений Кембриджского университета. Френсис неоднократно упоминал эту теорию в своих статьях, подчеркивая ее научность и обоснованность.
На конгрессе в Дублине Френсис Дарвин в своем докладе поведал о способности растений запоминать события и вести себя определенным образом (я уже писал об этом в моей книге «О чем думают растения»), а Гарольд Уоджер (1862–1929), член Королевского общества, продемонстрировал пораженной публике многочисленные фотографии, для создания которых он использовал в качестве линз клетки эпидермиса различных видов растений. На фотографиях достаточно четко можно было увидеть портреты разных людей и пейзажи английской природы. Помимо оптических качеств клеток, фотоизображения показали, что наличие у растений примитивного зрения вполне возможно. А потом – ничего.
Фотографии, сделанные Гарольдом Уоджером при помощи клеток эпидермиса листьев некоторых видов растений. Сбоку – объявление о мероприятии в газете New York Times.
Как это часто случается в биологии с многочисленными теориями, особенно объясняющими жизнь растений, теория Хаберландта была благополучно забыта. Никто не озаботился ни доказательствами, ни опровержением. Возможно, предположение о том, что у растений есть зрение было слишком смелым и эксцентричным для научного сообщества того времени и не заслуживало, по мнению ученых, ни временных, ни финансовых затрат. Теория Хаберландта канула в Лету – она не была упомянута ни в одной статье на протяжении последующих ста лет. Умерла, так умерла. Однако целый ряд удивительных открытий, сделанных в течение последних пяти лет, подтверждающих на основе солидных доказательств возможность наличия зрения у растений, вновь вытащил ее на свет. Предположения Хаберландта о наличии у растений глаз стали в результате чем-то весьма более интересным и значимым, чем просто старая забытая теория.
Динофлагелляты – микроскопические водоросли, один из самых важных представителей фитопланктона. Некоторые виды обладают сложно устроенными глазами.
Некоторые признаки, характерные для глаз, структуры, похожие на роговицу и сетчатку, можно обнаружить в эпидермисе листьев и корней некоторых растений.
То обстоятельство, что растения, возможно, обладают рудиментарным зрением, как я уже писал, стало одним из наиболее вероятных объяснений изменчивой мимикрии бокилы. На самом деле эта функция, которую мы боимся признать у растений, есть у многих более примитивных одноклеточных организмов. Недавние исследования прокариота
