Сексуальная революция
Современный мир сверкающих небоскребов и межконтинентальных перелетов по-прежнему питается теми же видами трав, которые окультурили наши предки около 10 000 лет назад. Эти злаки составляют основную часть нашего дневного энергетического рациона, однако человечество, разумеется, питается не только хлебом. В нашу диету входят и многие другие разновидности овощей и фруктов. Однако, несмотря на внешнее разнообразие, практически все растения, которые мы потребляем, относятся к одной конкретной группе – к так называемым покрытосеменным. Чуть дальше мы поговорим об их характерных особенностях, но сначала рассмотрим на более древние разновидности растительности, чтобы оценить удивительные эволюционные достижения покрытосеменных на их фоне.
Первобытные деревья каменноугольного периода, которые и обеспечили обширные запасы угля, ставшего основой Промышленной революции и по сегодняшний день дающего нам треть потребляемой энергии, принадлежали к так называемым споровым растениям. Подобно современным папоротникам, они размножались, развеивая по ветру споры, которые, попав на благоприятную почву, прорастали и превращались в самостоятельное крошечное зеленое лиственное растение, обладавшее только половинным набором генетического материала. На этой стадии образовавшееся растение имело все необходимое для полового размножения и вырабатывало мужские половые клетки, которые по содержащейся в почве воде переплывали к женским половым клеткам ближайшего растения. Оплодотворенная женская половая клетка получала возможность восстановить полный двойной набор хромосом и вырастала в новое полноразмерное дерево. Затейливый способ размножения, ничего не скажешь. Как если бы люди размножались, рассеивая сперматозоиды и яйцеклетки по земле под ногами, после чего из этих половых клеток возникали бы миниатюрные копии предков, которые затем совокуплялись бы, чтобы породить взрослых людей. Хотя такая репродуктивная стратегия хорошо работала у споровых растений в болотистых низинах каменноугольного периода, такой двухэтапный жизненный цикл биологически приковывал их к сырым почвам.
Голосеменные – название говорит само за себя – возникли в конце каменноугольного периода, и из них эволюционировали все знакомые нам вечнозеленые хвойные, в том числе пихта, сосна, кедр, ель, тис и красное дерево. Они в ходе эволюции научились, в сущности, подавлять промежуточную фазу жизненного цикла. После опыления голосеменные дают семена, которые расположены снаружи, на чешуйках шишек. Семена защищены оболочкой и содержат небольшой запас энергии; они опадают на землю и ждут подходящих условий, чтобы прорасти. Эта эволюционная инновация позволила растениям выбраться из болот. (В некотором смысле это аналогично эволюции рептилий, которые, в отличие от амфибий, не должны возвращаться в воду для размножения.) Когда голосеменные распространились по земному шару, другие виды растений либо оказались буквально в их тени – орляк и прочие папоротники в целом растут в сумрачном подлеске, – либо, как гинкго, распространенные в Центральном Китае, встречались только в ограниченных ареалах. Голосеменные и сегодня очень распространены – густые хвойные леса из сосны, ели и лиственницы растут в таежной экосистеме, поясе между арктической тундрой и просторными травянистыми равнинами, которые в Северной Америке называются прериями, а в Евразии – степями. На протяжении всей истории человечества эти леса играли важнейшую роль как источник мягкой древесины для строительства и целлюлозы для бумаги, а также составляли некоторую часть нашего рациона, например в виде кедровых орешков, которые мы добавляем в салат в поджаренном виде или перемалываем для соуса песто.
Голосеменные царствовали в земной флоре около 160 миллионов лет, однако сегодня растительным миром правят покрытосеменные – это очевидно по широчайшему разнообразию как их видов, так и ареалов обитания по всей планете, которые они захватили: и лиственные леса в умеренных широтах, и тропические джунгли, и обширные травянистые равнины в более сухих регионах, и пустынные кактусы. Покрытосеменные вывели изысканность своей сексуальной жизни на еще более высокий уровень. Их женские половые клетки не голые, они содержатся в особом органе, развившемся из свернутого листа, внутри которого и развиваются семена, недаром покрытосеменные так называются.
Однако у покрытосеменных есть и гораздо более приметная определяющая черта: обычай украшать и выставлять напоказ свои органы размножения – устраивать им роскошную рекламу в виде цветка. Такое эволюционное изобретение дало покрытосеменным возможность задействовать для переноса пыльцы с одного растения на другое самых разных насекомых, а также птиц и некоторых летучих мышей и других млекопитающих. Первые цветы, скорее всего, были просто белыми, однако в дальнейшем растения и их опылители развивались вместе – одна из величайших историй коэволюции в истории жизни на Земле – и планета превратилась в калейдоскоп ярких красок и головокружительных ароматов. Специализированные половые органы цветущих покрытосеменных обеспечили им еще один способ задействовать животных для помощи в размножении: завязь, содержащая семена, обросла мякотью, чтобы им было легче рассеиваться, – так появились плоды.
К концу мелового периода, последнего периода динозавров, растительный мир планеты уже выглядел примерно как сейчас – к тому времени уже давно появились семейства деревьев, к которым принадлежат и белый клен, и платан, и дуб, и береза, и ольха. Но есть одно ярчайшее исключение. Открытые безлесные равнины в относительно сухих регионах континентов тогда выглядели совсем иначе, жутко и непривычно. Хотя уже появились первые виды вереска и крапивы, виды травянистых растений возникли лишь в конце этого периода. Динозавры бродили по равнинам, на которых не росла трава.
Наша эволюция как приматов, наше развитие как охотников-собирателей зависели от плодов, корнеплодов и листьев покрытосеменных растений. И земледелие, которым мы стали заниматься, также почти полностью строится на покрытосеменных. Все злаки – покрытосеменные: в сущности, зерно, которое мы собираем, с ботанической точки зрения – плод травянистого растения.
Первые образцы ископаемой травы мы находим в породах, которым 55 миллионов лет, но постоянное остывание и иссушение Земли в кайнозойскую эру привело к возникновению устойчивых экосистем на основе травянистых растений во многих местах на планете в период 20–10 миллионов лет назад. Так что нашу эволюцию обусловило не только опустынивание Восточной Африки, но и остывание и иссушение планеты в целом, поскольку оно создало условия для распространения растений, которые мы в дальнейшем окультурили и питали ими свои цивилизации на протяжении всей нашей истории. И практически все растения, которые мы едим, принадлежит к одному из восьми семейств покрытосеменных.
Второе место по важности после травянистых растений занимают бобовые – горох и фасоль, соя и нут, а также люцерна и клевер, которыми мы кормим скот. Далее следуют капустные, в том числе рапс и репа, а один член этого семейства – разновидность дикой горчицы – в результате селективного отбора разных особенностей подарил нам белокочанную капусту, листовую капусту, брюссельскую капусту, цветную капусту, брокколи и кольраби. К покрытосеменным относятся и семейство пасленовых – картофель, перец и томат, – семейство тыквенных – тыквы, кабачки и дыни – и семейство зонтичных, в которое входят морковь, сельдерей и пастернак.
Большинство потребляемых нами фруктов дают либо семейство розоцветных (яблоки, груши, сливы, персики, вишня и земляника), либо семейство цитрусовых (апельсины, лимоны, грейпфруты, кумкваты). Важную роль в истории сыграло и семейство пальмовых: оно подарило нам кокосы, а главное, финики, служившие легким концентрированным источником энергии для торговых караванов, пересекавших ближневосточные пустыни.
Из разных семейств покрытосеменных мы употребляем в пищу разные части растения. Мы любим фрукты, которые покрытосеменные растения в ходе эволюции сделали привлекательными и вкусными для животных, чтобы те разносили их семена. Кроме того, растения создают себе внутренние запасы энергии, чтобы обеспечить рост следующей весной, и это корнеплоды и стеблевые овощи, которые мы выращиваем. В число съедобных корнеплодов входят морковь, редька, редис, свекла, репа, маниока и брюква; картофель и ямс тоже представляют собой разросшиеся участки стебля растения. Мы едим листья капусты, шпината, мангольда и бок-чой, а также других салатных трав и растений, а цветная капуста и брокколи на самом деле миниатюрные цветочные головки. Поэтому мы в целом питаемся не только травой, но еще и родичами розовых кустов и ядовитого паслена. А помимо пищи покрытосеменные дают нам волокна – хлопок, лен, сизаль и пеньку, – а также целый ряд природных лекарственных средств.