Жизнь в пограничном слое. Естественная и культурная история мхов - Робин Уолл Киммерер Страница 9

Мох производит сперму в больших количествах, но каждая ее частичка имеет исчезающе малые шансы найти яйцеклетку. В отличие от самок квакши, так настойчиво зовущих самцов, сперме мха никто не сообщает, как добраться до места назначения, и она бессистемно плавает в тончайшем слое воды. Бóльшая часть клеток пропадает в лабиринте листьев. Маленькие сперматозоиды — неважные пловцы, запас энергии для путешествия у них невелик. После выхода из антеридия начинают тикать «часики», определяющие их способность к выживанию. Через час ресурсы закончатся, и все будут мертвы. Яйцеклетки по-прежнему ждут.

Третья проблема связана с самой природой воды. Нам, людям, хорошо: для нас вода выглядит текучей, мы свободно ныряем в нее, погружаясь на большую глубину. Но для крохотного сперматозоида мха пробираться через воду — всё равно что для человека плавать в бассейне с желе. Поверхностное натяжение капли воды создает для него эластичный барьер, и сколько бы он ни старался, сколько бы ни бился о него, проломить преграду не получается. И всё же мхи придумали разные хитроумные способы вырваться из водяной сцепки. Перед выходом спермы антеридий поглощает излишек воды, надувается и лопается. Благодаря гидравлическому давлению сперматозоиды устремляются наружу, совершая стартовый рывок.

Вот еще одно средство справиться с поверхностным натяжением — выпускать сперму вместе с особой добавкой. При разрыве антеридия эта добавка действует как мыло, уменьшая вязкость воды. А при встрече с каплей добавка уничтожает поверхностное натяжение, круглая капля уплощается, и сперма несется поверх движущейся водяной пластинки, как серфер, оседлавший волну.

Сперматозоид отчаянно нуждается в помощи, чтобы плыть к яйцеклетке — он редко преодолевает расстояние больше четырех дюймов. Правда, некоторые виды выработали способы увеличить эту дистанцию, полагаясь на силу выплеска. Возьмем, например, Polytrichum: антеридий окружен плоским диском из листьев, как сердцевина цветка — лепестками. Если на этот диск падает дождевая капля, сперматозоид может вылететь на расстояние до десяти дюймов, что более чем вдвое превышает изначальное значение.

Если все условия налицо, сперматозоид доберется до архегония и спустится по его длинному «горлышку» к яйцеклетке. После оплодотворения появляется первая клетка следующего поколения — спорофит.

У весенних квакш оплодотворенные икринки отданы на милость природы и плавают в пруду, защищенные только студенистой оболочкой. Но у мхов мать не бросает своих детей и взращивает новое поколение внутри архегония. Специальные клетки, предназначенные для переноса питательных веществ, вроде тех, что есть в плаценте, позволяют нарождающемуся потомству впитывать их. До чего же любопытно видеть настолько сильные родственные чувства в растениях: они питают своих детей клетками, очень похожими на те, которые помогли появиться на свет моим дочерям.

Оплодотворенные икринки квакш сначала становятся головастиками, потом — копиями своих родителей. Молодые растения мха не сразу вырастают во взрослых особей, покрываясь листьями и становясь неотличимыми от родителей. Яйцеклетка после оплодотворения дает промежуточное звено — спорофит. Всё еще будучи прикрепленным к родителю и питаясь от него, спорофит создаст и рассеет по миру новое поколение.

Ну, а пруд прогрелся благодаря летнему теплу, и нам с дочерями очень хочется искупаться. Но мутная, полная водорослей вода выглядит не очень-то привлекательно даже в этот жаркий день. Поэтому мы растягиваемся не берегу, спинами вверх, открываем книги и впитываем солнце. Мне нравится, когда земля находится прямо у меня перед глазами. Я лениво вожу пальцем по спорофитам — берег порос мхом. Они упрямо возвращаются в прежнее положение после нажатия и выпускают легкое облачко спор, уносимое ветром. Каждая спора созревает на кончике стебля, где весной архегоний оберегал яйцеклетку. Спорофит, теперь раздувшийся и формой похожий на бочку, сидит на вершине дюймовой ножки — спорофора. Внутри — нечто вроде порошка, множество спор: они станут искать счастья там, куда их занесет ветер.

Обрести дом — задача почти неосуществимая, большинство спор приземляются наудачу в непригодных местах. Но если спора упадет на влажном берегу другого пруда или в ином подходящем влажном месте, произойдет новое преображение. Круглая янтарная спора набухнет от влаги и выпустит зеленую нить — протонему. Нити начнут ветвиться и ползти по земле, образуя зеленую сеть. В этот момент своей жизни мох больше всего напоминает своего дальнего родственника и почти неотличим от нитей зеленых водорослей. Как новорожденный похож на прабабушку, так и протонема имеет все признаки своих предков-водорослей: эхо эволюции звучит в ее генах. Но вскоре сходство исчезает, побеги с листьями поднимаются из почек рядом с протонемой и образуют плотный моховой покров.

Но в большинстве случаев истории мхов не имеют счастливого конца. В деле размножения на суше мхи — всего лишь любители. Они адаптировались и могут размножаться, но с большим трудом. Лишь считаные сперматозоиды добираются до архегония, многие яйцеклетки ждут, как обманутые невесты у алтаря: это громадный расход энергии. Успешному размножению путем спаривания препятствует столько факторов — удивительно ли, что многие мхи вообще отказались от спаривания? Есть масса видов, которые редко образуют спорофиты, есть и такие, которые вовсе не порождают их.

Без размножения путем спаривания не будет икринок и весеннего хора. Но в отличие от квакш, мхи могут распространяться по земле, даже если сперматозоид не встретит яйцеклетку. Спаривание — не единственный способ размножения. Задолго до изобретения биотехнологий мхи научились делать клонов, заполняя окружающую среду генетически точными копиями самих себя. Представители большинства видов могут регенерироваться даже из небольшого фрагмента. Случайно оторвавшийся листок, лежащий на земле, способен произвести на свет целое растение. Бесполое размножение: вот он, альтернативный метод. Почки, луковки, клубеньки, побеги — мхи запаслись целым арсеналом средств бесполого размножения, придатков, которые попросту отделяются от той или иной части растения. Затем они перебираются в иную среду обитания и образуют новые колонии, и всё это — без спаривания, затратного и неэффективного. Клонирование устраняет необходимость в сведении сперматозоида с яйцеклеткой, позволяет экономить время и энергию, которые тратятся на производство спорофита. Оба этих способа, половой и бесполый, — результат сложного взаимодействия генов с их окружением, эволюционные вариации на тему преемственности.

Каждую весну мы с дочерями говорим: «Квакши призывают нарциссы». Зеленые побеги появляются после того, как запоют первые лягушки, цветы распускаются полностью до того, как пение прекращается. Мои предки-потаватоми называли это чудо puhpowee, «сила, которая ночью выгоняет грибы из земли». Думаю, она же влечет меня к пруду апрельскими ночами. Головастики и споры, яйцеклетки и сперматозоиды, мои и ваши, мхи и квакши — мы все связаны общим пониманием