victor_chapaev (victor_chapaev) wrote,
victor_chapaev
victor_chapaev

Categories:

Еще один отрывок


Ну вот, готов еще один отрывок. Скорость резко уменьшилась, и на то были внутренние объективные причины. Ну да ладно, продолжаем про цветочки и пчелок...


  Идея о том, что все живые существа вокруг нас существуют для нашей пользы до сих пор доминирует в нашей культуре, даже теперь, когда основания для нее уже исчезли. В целях научного понимания мира нам необходимо найти такой взгляд на естественную природу, который был бы менее человекоцентричным. Если бы даже оказалось, что дикие животные и растения явлены в этот мир с какой-то целью, то уж конечно не для того, чтобы приносить пользу человеку. Мы должны научиться смотреть на мир «нечеловеческими» глазами. И в случае цветов, с которых мы начали разговор, несравненно более благоразумно посмотреть на них глазами пчел и других созданий, которые их опыляют.

    Вся жизнь пчел вертится вокруг красочного, благоухающего, истекающего нектаром мира цветов. Я сейчас говорю не только про медоносных пчел, существуют тысячи видов пчел, и все они полностью зависят от цветов. Своих личинок они кормят цветочной пыльцой, а единственным горючим для моторов, вращающих крылья взрослых пчел, является нектар, и только цветы снабжают их этим топливом. Когда я говорю «снабжают их», то это не просто фигура речи. Вот пыльца, в отличие от нектара, производится не только для пчел, растения используют ее для своих собственных целей. Пчелам дозволяется съесть часть пыльцы в уплату за то, что они оказывают растению ценную услугу – переносят пыльцу с одного цветка на другой. А нектар в этом отношении – совсем уж крайний случай. Он не имеет никакой другой цели, кроме одной – накормить пчелу. Нектар специально производится, и в немалых количествах, только лишь для того, чтобы «подкупить» пчел и других опылителей. Но чтобы получить эту награду, пчелам приходится изрядно потрудиться. Чтобы изготовить один фунт клеверного меда, пчелы должны собрать нектар примерно с десяти миллионов цветков!

    Пчелы с полным основанием могут сказать: «Цветы существуют, чтобы снабжать нас, пчел, нектаром и пыльцой». Но даже пчелы не совсем правы, если так считают. Но они гораздо более правы, чем мы, люди, когда мы думаем, что цветы существуют для нашей пользы. Более того, будет правдой, если мы скажем, что цветы, по крайней мере те, которые ярки и заметны, потому так ярки и заметны, что такими они были специально «выведены» пчелами,  бабочками, птичками-колибри и другими опылителями. Лекция, по материалам которой я пишу эту главу, называлась «Ультрафиолетовый сад». Конечно, здесь есть некоторое преувеличение. Ультрафиолетовый свет – это просто такой вид света, который мы не можем видеть. Пчелы же видят его, и он выглядит для них как отдельный цвет, лежащий в спектре где-то немного дальше за фиолетовым. Надо сказать, что в глазах пчелы цветы выглядят совсем по-другому, чем для нас (рисунок 8.1). По этой причине, вопрос «для чего нужны цветы» лучше всего рассматривать глазами пчёл, а не людей.

Рис. 8.1. (a) Вечерняя примула, Oenothra, снятая в лучах видимого (для человека) света; (b) она же, снятая в лучах ультрафиолета (которые могут видеть насекомые, но не можем мы). На рисунке b хорошо заметен узор в виде звезды в центре цветка. Вероятно, этот рисунок помогает насекомым «сориентироваться на местности» и добраться до нектара и пыльцы.

    В лекции «Ультрафиолетовый сад» я использую особенность зрения пчел для того, чтобы помочь изменить точку зрения на то, для кого, для чьей пользы, существуют цветы, да и другие живые существа. И если бы глаза были у цветов, то их образ окружающего мира показался бы нам еще более причудливым, чем даже ультрафиолетовое зрение пчел, которое больше подходит какому-нибудь пришельцу из других миров. Как бы выглядели пчелы в глазах растений? Казались бы они полезными с их точки зрения? Пчелы – это управляемые снаряды для «стрельбы» пыльцой с одного цветка в другой. Предыстория этого требует пояснений.

    Во-первых, существуют веские генетические причины, по которым перекрестное оплодотворение пыльцой от других растений очень желательно. Кровосмесительное самоопыление приведет к потере выгод от полового размножения (почему они существуют – отдельная интересная тема). Дерево, которое опыляет свои женские цветки пыльцой от своих же мужских цветков, можно считать, вовсе не опыляется. Гораздо более эффективно в этом случае просто создать клон самого себя путем вегетативного размножения. И действительно, многие растения так поступают, получая от этого известную выгоду. Но если копнуть глубже, то окажется, что существуют условия, когда перемешивание генов от разных индивидов приносит гораздо большую пользу. Чтобы привести доказательства этого, нам пришлось бы значительно отклониться от нашей темы, но поверьте мне, имеется очень существенная выгода от игры в эту генетическую рулетку полового размножения, иначе бы естественный отбор ни за что не допустил бы этой ярой одержимости, свойственной почти всем видам животных и растений. И поскольку эта выгода существует, она практически полностью теряется, если вы, вместо того, чтобы перемешать свои гены с генами другого индивидуума, просто перемешаете их с еще одним вашим собственным набором генов.

    У цветов нет другого предназначения в жизни растения, кроме обмена генами с другими растениями, имеющими столь желаемый обновленный набор генов. Некоторые растения, такие как различные травы, используют для этого ветер. Воздух щедро наполняется пыльцой, очень малая часть которой по воле случая попадет в женский цветок растения своего вида (а другая, большая, часть – в нос и глаза несчастным, страдающим от сенной лихорадки). Такой метод опыления стоит признать слишком зависимым от слепого случая и, с многих точек зрения, весьма расточительным. Часто более эффективным будет использовать для этой цели крылья и мускулы насекомых (или других переносчиков, типа летучих мышей или колибри). Этот способ направляет пыльцу в цель гораздо точнее, и требуется ее при этом гораздо меньше. С другой стороны, тут потребуются расходы на создание приманки для насекомых. Как сходится в этом бюджете дебет с кредитом? Ответ виден невооруженным глазом – яркие лепестки и привлекательный аромат. Взятка нектаром оказалась выгодней.

    Нектар – высококачественное авиационное горючее для насекомых, и его производство обходится в копеечку. Некоторые растения пытаются освободиться и от этих расходов и используют для этого недобросовестную рекламу. Наиболее славятся этим некоторые орхидеи, цветки которых похожи внешне и по запаху на самок насекомых. Самцы этих видов насекомых пытаются вступить с ними в половой контакт (см. рисунок 8.2) и будто нечаянно оказываются нагружены здоровенной охапкой пыльцы, или же, если речь идет о конечном пункте маршрута, освобождаются от этой охапки на женском цветке. Есть пчелиные орхидеи, которые изображают самок пчел, есть также специализированные орхидеи для разных видов мух и ос.

Рис. 8.2. Орхидея, изображающая насекомое. Иберийская орхидея, Ophrys vernixia

Одна из орхидей, подражающая осам, метко названная орхидея-молоток, поместила манекен осы-самки на самом конце висящего в воздухе пружинистого стебля, взведенного как курок, на определенном расстоянии от содержащей пыльцу части цветка (рисунок 8.3). Когда самец осы приземляется на фальшивую самку, пружина срабатывает. Самец осы несколько раз резко ударяется этой пружиной, как молоток об наковальню, по пыльцевым мешочкам. Через некоторое время самец, конечно, вырывается, но на его спину уже погружены два таких пыльцевых мешка.

Рис. 8.3. Орхидея-молоток, Drakaea fitzgeraldii: (a) оса приземляется на приманку; (b) пружинный механизм срабатывает, несколько раз хлопая осу спиной об пыльцевые мешочки.

    Немногим более изобретательна  так называемая орхидея-кувшин, которая работает так же, как кувшиночник, только с небольшим, но важным отличием. В ее цветке есть целый бассейн жидкости, соблазнительно пахнущий так, как пахнет ферромон, выделяемый самками определенного вида ос. Самец этого вида мчится сломя голову к этой жидкости, падает в бассейн и фактически тонет в нем. Правда ему оставлен спасительный выход – через узкий тоннель. Очень скоро ищущее спасение насекомое обнаруживает его и протискивается на свободу. Правда в самом конце тоннеля имеются замысловатые ворота, в которых оно застревает на несколько минут, прежде чем окончательно освободится. И вот во время этой финальной битвы на выходе из туннеля, два больших круглых мешка с пыльцой аккуратно помещаются ему на спину. После этого насекомое улетает и – хоть и пострадавшее, но не умудренное этим опытом – опять падает в бассейн в другом цветке. Опять оно почти погибает в воде, опять самоотверженно сражается за жизнь и протискивается через узкий проход, и снова застревает на выходе из него, в одном шаге от свободы. За это время этот второй цветок освобождает его от мешков с пыльцой и акт опыления завершается.

    Вас удивляет, что эти злоключения ничему не учат насекомое? Это действует всегдашняя наша привычка приписывать животным сознательное поведение. К растениям мы эти взгляды применяем гораздо реже, а то и вовсе не думаем о них, как о разумных существах. Описанную выше ситуацию следует рассматривать как работу некоей лишенной разума машины. Пыльца, которая содержит гены для создания орхидей, обманывающих пчел, разносится этими пчелами. Пыльца, которая содержит гены для создания орхидей, чуть менее ловких в управлении пчелиным поведением, разносится пчелами с меньшим успехом. И со временем, по мере смены поколений, орхидеи становятся все более искусными в использовании пчел (хотя, в сущности, следует признать, что пчелиные орхидеи не могут полностью обмануть пчелу и заставить ее совершать настоящий половой акт).

    У этих удивительных орхидей в особенно ярком виде выражена главная особенность опылительной стратегии. Создается впечатление, что очень многие цветы прикладывают массу усилий к тому, чтобы их опылял только один конкретный вид насекомых, и больше никакой другой. В тропиках Нового света красные трубчатые цветы опыляются птицами колибри. Красный цвет хорошо заметен для птичьих глаз и нравится им (насекомые вовсе не могут видеть красный цвет). Длинные узкие трубки цветов не позволяют подобраться к нектару никому, кроме специализированных опылителей с длинным узким клювом – птиц колибри. Другие цветы выбирают путь опыления только одним видом пчел, и, как мы уже видели, их цветы часто раскрашены и разрисованы  невидимым для нас ультрафиолетовым цветом. Еще более другие опыляются только ночными бабочками. Они часто бывают белыми и больше полагаются на свой запах, чем на внешнюю броскую графическую рекламу. Возможно, что завершающим этапом развития такого тесного сотрудничества в деле опыления является содружество инжирного дерева и его особых, инжирных ос, подогнанных друг к другу как перчатка к руке – с этого примера я начал, и им же планирую закончить эту книгу. Но почему растения столь чувствительны к тому, кто их будет опылять?

    Надо полагать, что преимущества создания специализированного опылителя есть продолжение тех преимуществ, которые дает опыление животными по сравнению с опылением ветром. Использование специализированного опылителя сужает множество возможных мишеней. Опыление ветром в высшей степени расточительно, оно затапливает всю округу дымным дождем пыльцы. Опыление летающими животными мастерами-на-все-руки намного лучше, но все еще достаточно неэкономно. Пчела, которая посетила ваш цветок, может потом сесть на цветок растения, принадлежащего к совсем другому виду, и ваша пыльца пропадет. Опыляться обычными пчелами, это, конечно, далеко не то же самое, что заливать округу дождем пыльцы, как это делают опыляемые ветром растения, но все равно это достаточно неразборчивый разброс пыльцы вокруг. Это все равно сильно отличается от способа опыления с использованием «персонального» вида пчел, который практикуют орхидея-кувшин или фиговое дерево. Тут уж насекомое летит безошибочно, как маленький управляемый снаряд, или как некоторые лекарства, которые журналисты окрестили «волшебными пулями», попадая точно в цель и радуя этим растения, чью пыльцу им приходится разносить. А в случае инжира это означает, как мы увидим далее, попадание не просто на другое фиговое дерево, а на другое фиговое дерево нужного вида, одного из множества видов инжира. Использование специализированных опылителей позволяет очень сильно экономить на производстве пыльцы. Но с другой стороны, как мы уже видели, при этом возникают другие затраты, и не удивительно, что некоторые растения продолжают пользоваться для опыления услугами беззаботного ветра. Другие виды растений приспособились к технике, лежащей где-то посредине между «стрельбой вслепую» и управляемыми «волшебными пулями». Инжир, возможно, достиг предела в зависимости от «волшебных пуль» – своих специализированных опылителей – и мы оставим его напоследок, для заключительной главы.

    Возвращаясь к пчелам, нужно сказать, что услуги по опылению, которые они предоставляют, поистине массовы. Было подсчитано, что только в Германии медоносные пчелы опыляют около триллиона цветков всего за один летний день. Также подсчитано, что около 30 процентов продуктов питания производится из растений, опыляемых пчелами, и что экономика, например, Новой Зеландии немедленно рухнет, если вдруг исчезнут новозеландские пчелы. И если бы цветы могли говорить, они бы сказали, что пчелы явлены в этот мир, чтобы разносить пыльцу.

    Нам может казаться, что красочные и ароматные цветы нашего мира созданы для нашей пользы, но это определенно не так. Эти цветы растут в саду, принадлежащем насекомым, в волшебном ультрафиолетовом саду, в котором, при всем нашем самомнении, мы не очень-то желанные гости. Мы умеем выращивать и приручать цветы, но до совсем недавних времен, единственными садовниками были пчелы и бабочки, а вовсе не мы. Цветы полезны пчелам, а пчелы полезны цветам. И обе стороны этого партнерства сформированы друг другом. Обе стороны были приручены и выращены другой стороной. Ультрафиолетовый сад – дорога с двусторонним движением. Пчелы выращивают цветы для своих целей, а цветы приручают пчел для своих.

    Партнерство вроде этого довольно часто создается эволюцией. Существует так называемые муравьиные сады, состоящие из эпифитов (растений, растущих на поверхности других растений), которые сеют муравьи, разнося их семена и высаживая их в землю в своих гнездах. Растения вырастают на поверхности муравьиных гнезд и их листья служат пищей для муравьев. Показано, что некоторые из этих растений растут лучше, если их корни находятся в муравьиных гнездах. Другие виды муравьев и термитов специализируются на выращивании грибов в подземных камерах, высаживая споры, пропалывая эти свои сады, чтобы избавиться от паразитных видов грибов, удобряя их компостом и мульчируя жеваными листьями. Широко известные муравьи-листорезы в тропиках Нового света тратят все усилия своих многомиллионных колоний на сбор урожая свежесрезанных листьев. Они опустошают округу с такой безжалостной решимостью, которая напоминает нашествие саранчи. Но эти листья не идут в пищу ни муравьям, ни их личинкам, а используются лишь для удобрения грибковых садов. Сами муравьи едят только грибы, причем это такие виды грибов, которые растут только в гнездах этого вида муравьев. Эти грибы могли бы сказать, что муравьи существуют для того, чтобы выращивать их, а муравьи сказали бы, что грибы существуют, чтобы им было чем питаться.

    Самым замечательным из всех растений, сотрудничающих с муравьями, наверное является эпифит из юго-восточной Азии, который растет в виде большого клубня – его раздутый стебель называют еще псевдо-клубнем. Псевдо-клубень пронизан целым лабиринтом ходов. Эти ходы настолько похожи на ходы, которые роют в земле муравьи, что было бы совершенно естественно предположить, что это муравьи прогрызли их в стебле. Однако, это не так. Эти ходы созданы самим растением, чтобы в них жили муравьи (рисунок 8.4).

Рис. 8.4. Растение предоставляет жилье муравьям, в ответ получая защиту от вредителей. Поперечное сечение псевдо-клубня Myrmecodia pentasperma.

Рис. 8.5. Колючки акации. Еще один пример кооперации между муравьями и растениями. Этот раздутые шипы пустые внутри – специально для муравьев.

    Лучше известны виды муравьев, которые живут только в специальных пустотелых шипах акаций (рисунок 8.5). Эти шипы становятся толстыми и раздутыми, растение специально делает их полыми внутри только лишь для того, чтобы там могли поселиться муравьи. В обмен на предоставление жилья растение получает защиту, подкрепленную грозными челюстями муравьев. Это было показано в простом до элегантности эксперименте. Акации, муравьи на которых были убиты инсектицидом, вскоре стали заметно больше поедаться травоядными животными. И конечно муравьи думают, если они конечно умеют думать, что шипы акации существуют для удобства муравьев. А акации думают, что муравьи нужны, чтобы защищать их от объедателей. Должны ли мы при этом думать, что каждый член такого взаимовыгодного партнерства только и думает, как бы принести пользу своему партнеру? Правильнее считать, что каждый из них использует другого для собственного блага. Это такая форма взаимной эксплуатации, при которой каждая сторона получает от другой достаточно большую выгоду, чтобы плата за нее не казалась слишком обременительной.

    Существует соблазн, в который часто впадают экологи, рассматривать жизнь как некий вид соревнующихся групп, оказывающих друг другу взаимную поддержку. В этом сообществе растения – первичные сборщики энергии. Они ловят солнечные лучи и делают их энергию доступной для всех остальных. Будучи съедаемы, они служат всему сообществу живых организмов. Травоядные, в том числе многочисленнейшие травоядные насекомые, являются проводниками, по которым солнечная энергия передается от первичных ее приемополучателей, растений, к более высоким уровням пищевой пирамиды – насекомоядным, малым хищникам и большим плотоядным животным. Когда же животные испражняются или умирают, их органические вещества, возвращаются в этот пищевой круговорот падальщиками, такими как навозные жуки и жуки-могильщики, которые передают эту драгоценную ношу почвенным бактериям, делающим эти вещества снова доступными для растений.

    В этой благостной картине циркуляции энергии и ресурсов почти все правильно, надо только отчетливо сознавать, что ни один участник этого круговорота не действует в интересах самого этого цикла. Они находятся в этом цикле из своих корыстных интересов. Падальщик навозный жук роется в навозе для того, чтобы добыть себе пропитание. И то, что он и весь его род при этом очищает окружающую среду и утилизирует отходы, принося пользу остальным обитателям биоценоза, является совершенно случайным.

    Трава служит единственной пищей целому сообществу пасущихся животных, но и они в свою очередь унавоживают ее. И если вы уберете пасущиеся стада, то многие виды трав исчезнут вместе с ними. Но это вовсе не значит, что трава существует, чтобы ее поедали, или, другими словами, чтобы она приносила пользу, будучи съеденной. Если бы травянистые растения могли высказать свою волю, они бы ни за что не согласились быть съеденными. Как же тогда объяснить парадокс исчезновения многих видов трав при исчезновении пасущихся стад? Ответ состоит в том, что хотя растения и не стремятся быть съеденными, травы выдерживает периодическое поедание гораздо лучше, чем другие растения (вот почему ее используют для газонов, которые должны выдерживать периодическое вытаптывание). Пока пастбище регулярно объедается и вытаптывается, растения, которые могли бы конкурировать с травами, не могут на нем укорениться. Им не за что зацепиться, их проростки быстро уничтожаются. Поэтому пасущиеся животные хороши для трав в целом. Но это совершенно не значит, что конкретное травянистое растение получает выгоду, когда его съедают. Оно может получать выгоду от того, что съедают другие растения, пусть даже и своего собственного вида, ибо это дает дивиденды в виде навоза и уничтожения ростков конкурентов. И эта выгода пойдет растению на пользу только в том случае, если оно само избежит поедания.

    Мы начали эту главу с осмеяния расхожего заблуждения, что цветы и животные созданы на потребу человека, что скот покорно стремится быть съеденным, и тому подобного бреда. Несколько более оправдано мнение, что одни существа служат для пользы других, с которыми они должны поддерживать друг друга по воле естественного отбора – цветы для пользы пчел, пчелы для пользы цветов, раздувшиеся шипы акаций для пользы муравьям, а эти муравьи – для пользы акаций. Но такое понимание живых существ, служащих для пользы других, рискует быть легко доведенным до абсурда. Мы не должны иметь ничего общего популярными заблуждениями экологов, вроде священного грааля индивидуального стремления ко благу всего сообщества и экосистемы «Гея». Пришло время отделить зерна от плевел, агнцев от козлищ и ясно сказать, что же мы подразумеваем, когда говорим о живых существах, существующих для пользы чего бы то ни было. Что в действительности означают слова «для чьей-то пользы»? Для чего цветы и пчелы, осы и фиги, слоны и бристольские сосны, для чего вообще все живые создания на самом деле существуют? К пользе какой сущности может служить живое тело, или его часть?

    Вот вам мой ответ – это ДНК. Это глубокий и точный ответ, и аргументы в пользу него неопровержимы, хотя и требуют некоторого пояснения. И эти пояснения я начну делать прямо сейчас, и продолжу в следующей главе. И начну я, возвращая разговор к случаю со своей дочерью.

    Как-то раз у нее был сильный жар, я сидел у ее кровати и переживал за нее, стараясь уменьшить ее страдания с помощью губки, смоченной холодной водой. Новомодный доктор смог уверить меня, что серьезной опасности нет, но разум любящего отца, утомленный бессонной ночью, постоянно вызывал в памяти картины бесчисленных детских смертей, случившихся за последние столетия, и ужасы агонии каждой конкретной потери. Сам Чарльз Дарвин никогда не мог забыть безвременную смерть своей любимой дочери Анни. Очевидная несправедливость ее болезни и смерти привела к полной утрате его веры в бога. Если бы Джульетта обратилась ко мне и спросила, памятуя о нашем давнем разговоре, «для чего нужны вирусы?», что бы я ей ответил?
Tags: Вершина невероятности
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 3 comments