ПРОТЕИНЫ — ПОДЛИННЫЕ ТВОРЦЫ ЖИЗНИ?

Это случилось 15 мая 2000 года на пресс-конференции в Белом доме, где руководитель фирмы «Cetera Genomics» Крейг Вентер заявил: «Это — величайшее событие за все сто тысяч лет человеческой истории…» Сенсацией стала «расшифровка» генома — совокупности человеческих генов.

Сразу же оговоримся, что под фразой «расшифровка генома», столь прижившейся на страницах журналов и газет, здесь и далее понимается составление точной последовательности нуклеотидов, что содержатся в молекуле человеческой ДНК, а не открытие всех имеющихся в ней генов.

В то же время в Лондоне проходила другая пресс-конференция, на которой главный редактор авторитетного журнала «Nature» Филип Кэмпбелл урезонивал ликующую публику: «Я перестаю понимать что-либо. Карта генома составлена на 97 процентов, расшифрована всего на 85 процентов, а истолкована лишь на 24 процента. Для чего они устроили эту пресс-конференцию?»

Многие противники Вентера также не понимали шумихи, развязанной вокруг расшифровки генома, ведь знание последовательности четырех нуклеотидов, из которых составлена нить ДНК, еще не дает никакого представления о том, как действует вся эта схема. Точно так же детали автомобиля, сложенные в одну огромную коробку, не помогают понять, с какой скоростью машина, собранная из них, домчится из пункта А в пункт В.

Важно знать не только набор непонятных значков, но и разобраться, где в этом странном тексте скрыты те или иные слова (гены). В генах — отдельных значимых участках ДНК — заложена информация о том, как изготавливать различные протеины и ферменты: эти вещества руководят всеми химическими процессами, протекающими в организме. Именно от генов зависит, какой протеин или фермент будет построен или с какой частотой будут повторяться соответствующие химические процессы.

Однако выявить гены нелегко. Точное число их неизвестно. В спирали ДНК имеется три миллиарда двести миллионов нуклеотидов, но в основном это «биологический» мусор, «чистая пленка», на которой ничего не записано. Гены занимают очень небольшую часть ДНК — около пяти процентов. Поэтому, даже расшифровав геном, ученые остаются в неведении, где тут гены, а где ничего не значащие участки. Представьте себе, что перед вами лежит видеокассета без всяких ярлычков. Разве вы сумеете по внешнему виду определить, есть ли на ней запись или нет?

Итак, надо выделить все наши гены, а потом выяснить, какую роль они играют в человеческом организме. Сразу же возникает один серьезный вопрос: сколько у человека генов? Еще учебники по биологии, написанные в 70-е годы прошлого века, утверждали, что у человека имеется от 70 до 100 тысяч генов. Лаборатории, занятые расшифровкой генома, поначалу надеялись, что удастся обнаружить (и запатентовать!) 150 000 генов. Однако по новейшей оценке ученых у нас всего 40 000 генов. Выходит, что в организме человека — «венца природы», способного на сложнейшие действия, только в два раза больше генов, чем в тельце червя Caenorhabditis elegans, состоящего всего из 959 клеток.

Странно! Неужели мы мало чем сложнее червя? Для чего нужен весь остальной «хлам»? Непонятно назначение всех этих «пустых» участков генома. Словом, поиск и истолкование генов, очевидно, займет гораздо больше времени, чем «расшифровка» генома. Вот они, многолетние будни генетиков!

Но вначале был праздник. «Мы делаем что-либо не потому, что это легко, а потому, что это тяжело. Только так можно достичь величия» — такими словами в понедельник 26 июня 2000 года президент США Билл Клинтон объявил об «одном из величайших достижений мысли за всю историю человечества». Впрочем, последнюю оценку дал не Клинтон, а один из главных участников этого события — Майкл Декстер, руководитель британской части международного проекта HGP (Human Genom Project — Проект по изучению человеческого генома).

В торжестве в Белом доме, благодаря спутниковой связи, принимали участие британский премьер Тони Блэр, а также исследователи генома Крейг Вентер и руководители проекта HGP. Конечно, пришлось проявить дипломатические таланты, чтобы одновременно пригласить непримиримых соперников в области расшифровки ДНК При составлении карты человеческого генома между ними шел упорнейший спор. Сотрудники фирмы Celera оказались быстрее, расшифровав за полтора года, как сообщил Вентер, 99 процентов генома. Их конкурентам, участникам проекта HGP, потребовалось 10 лет, чтобы разгадать 97 процентов генома.

«По своему значению это превосходит высадку человека на Луну. Я могу сравнить это открытие лишь с изобретением колеса, — восторженно заявил Майкл Декстер, явно укрупняя масштаб достигнутого. — Генетический код является квинтэссенцией человечества и будет актуальным, пока существуют люди».

Отклики прессы тоже были самыми восторженными. Газета «Нью-Йорк таймс» оповестила читателей о «революции в медицине». Произошло «важнейшее событие в науке за последние сто лет» — вторила ей канадская газета «Глоб энд мейл».

Ученые сумели отвоевать у природы тайный план, по которому построен человеческий организм. Теперь, заявил Билл Клинтон, «мы научимся понимать язык, на котором Бог сотворил жизнь».

Эти события оказались в центре внимания СМИ, а вот другие недавние достижения генетиков — расшифровка геномов ряда животных (в основном микроорганизмов) — остались в тени. Еще весной 2000 года фирма Celera представила последовательность генов плодовой мушки Drosophila melanogaster, непременной участницы почти всех генетических открытий. В октябре того же года был расшифрован геном мыши — важнейшего модельного организма, помогающего исследовать человеческие болезни.

Прочитаны также геномы более полусотни микробов. Есть в этом списке и возбудители опасных заболеваний, например, туберкулеза и менингита. Ученые детально исследовали также геном бактерии Pseudomonas aeroginosa, вызывающей газовую гангрену. Теперь они выясняют, каким образом эти бактерии поражают человека и размножаются в нем, что в дальнейшем поможет найти новые методы лечения и создать эффективные лекарства.

Предварительные итоги

Итак, в 2000 году наконец удалось составить точную карту генома человека — получить бесконечный ряд «букв», в котором среди всякого биологического хлама затеряны отдельные «слова», то есть гены. Теперь одни специалисты заняты «биогерменевтикой»: они истолковывают добытую запись, отыскивая среди невнятицы знаков все новые гены. Другие ученые обратились к сотворенному генами — к протеинам.

На первый взгляд структура протеинов кажется очень простой. В их построении участвуют 20 натуральных аминокислот. Все они имеют одну общую формулу. По своей конфигурации аминокислота напоминает букву L. В ее основе лежит группа СН, составленная из атомов углерода и водорода.

Аминокислоты — это соединения, сочетающие свойства и кислоты, и щелочи. Если несколько аминокислот соединены друг с другом, возникает протеиновая цепочка. Ее можно сравнить с жемчужным ожерельем, где вместо жемчужин нанизаны аминокислоты. Схема расположения аминокислот четко определена генами.

В водном растворе цепочка аминокислот сворачивается в характерный клубок, каждый протеин имеет свою особую пространственную структуру. Сейчас известно лишь в общих чертах, по каким законам образуется этот клубок. Пока ученых больше всего изумляло разнообразие имеющихся в природе вариантов. Так, протеиновая цепочка, состоящая всего из 90 аминокислот, может в принципе образовать до десяти в восьмидесятой степени (единица с 80 нулями!) различных пространственных структур. Правда, из всего этого разнообразия в природе может реализоваться в виде биологически активных молекул лишь очень небольшое число вариантов.

Объясняется это разнообразие тем, что в клубке аминокислот между атомами соседних витков возникают особые водородные связи. Они устанавливаются между атомами водорода, с одной стороны, и атомами кислорода, азота и серы, с другой стороны.

Если что-то в этих связях нарушится, образуется дефектный белок. Это та опасность для организма, которая может привести к тяжелому заболеванию. Например, такая известная сейчас болезнь как коровье бешенство, или губчатая энцефалопатия мозга, вызвана именно появлением в организме дефектного белка — приона (от английской фразы protein infectious— «инфекционный протеин»). Как только к человеку попадает в пише этот «белок-убийца»,, организм начинает его копировать, что в конечном итоге приводит) к гибели.

Сохранение правильной структуры протеинов — жизненно важная задача. Поэтому в живых клетках имеются особые молекулы — шапероны, которые следят за тем, чтобы дефекты не возникали. Функции этих молекул и способ их действия были выяснены лишь в последние годы.

Подведем предварительные итоги. Гены — это всего лишь «инструкция», «схема», по которой изготовлен подлинный «продукт» — протеины. Говоря образно, гены — поваренная книга, содержащая тысячи рецептов; протеины — угощение, приготовленное с их помощью.

Все живые организмы состоят прежде всего из протеинов. В жизненно важных процессах, протекающих внутри организмов, участвует невероятное их множество. Для большинства биохимиков стало теперь ясно, что многообразие жизненных процессов нельзя сводить исключительно к генам. Его обеспечивает другая стадия — стадия протеинов.

В начале XX века протеины уже находились в центре внимания ученых. Именно тогда ученые пришли к выводу, что белковые молекулы являются основными участниками жизненных процессов, и назвали их «протеинами» (от греческого слова protos — «первый»). Когда в середине века было доказано, что молекулы| ДНК содержат уникальную информацию о структуре белка, которая затем реализуется в виде цепочек аминокислот, тогда внимание ученых переключилось на генетический код живых организмов. Интерес вызывали прежде всего нуклеиновые кислоты, в частности ДНК и РНК, а вот протеины казались теперь чем-то второстепенным.

Еще в 60-е годы ученые выяснили приблизительный механизм возникновения протеинов. В ядре каждой клетки тела (за исключением красных кровяных телец) содержится точная схема всех протеинов, из которых состоит организм. Текст этой оригинальной инструкции представляет собой бесконечную цепочку из четырех нуклеотидов (азотистых оснований). Их комбинации составляют схему строения некоего протеина. Эта схема, как уже сказано, хранится в ядре клетки.

Перспектива-I: протеом

До недавнего времени считалось, что у каждого гена имеется схема всего одного протеина с одной-единственной функцией. Однако теперь выяснилось, что все гораздо сложнее, чем полагали прежде. Так, у человека один и тот же ген иногда участвует в синтезе нескольких протеинов (всего их может быть до двух десятков!).

Мало того, многие протеины со временем меняются, и гены никак не влияют на этот процесс. Происходит это путем присоединения к белкам особых побочных групп — фосфатидов, сахаридов или ненасыщенных углеродных цепочек. Все эти преобразования, как и формирования пространственной структуры протеина, никак не отмечены в каких-либо схемах (генах).

Другими словами, даже если генетикам удастся полностью истолковать весь геном, они — вернемся к нашему кулинарному сравнению — окажутся в положении посетителя ресторана, который заказал несколько блюд из предложенного ему меню, но, когда их список был отправлен на кухню, с удивлением узнал, что на этой «протеиновой кухне» все равно приготовят «что-нибудь на свое усмотрение», выбрав такие добавки и приправы, о каких в заказе не было и речи.

По аналогии с геномом — совокупностью всех человеческих генов — сумму всех протеиновых молекул, сформированных в клетке в определенный момент времени, называют «протеомом». Геном говорит, какие процессы могут теоретически протекать внутри данной клетки, а протеом, судя по имеющимся в наличии протеинам, подсказывает, что в самом деле здесь происходит.

Геном имеет неизменный вид — протеом постоянно меняется. Ведь на состав протеинов влияют самые разные факторы: выбор питательных веществ и приток кислорода, перенесенный внезапно стресс, принятые по рецепту лекарства, и даже механическое давление. Организм все время реагирует на состояние окружающей среды, пытаясь сохранить физиологическое равновесие (например, нормальное кровяное давление или температуру тела, равную 36,6 °С). Для этого приходится нейтрализовать влияние внешних факторов, которые стремятся, наоборот, вывести организм из равновесия. Эта борьба протекает с переменным успехом, например, при недоедании приходится тратить накопленные прежде питательные вещества; если же в них наблюдается избыток, то можно отложить порцию их про запас. Все эти процессы связаны с синтезом, метаморфозом и разложением протеинов. Итак, «протеом» — это опись имущества клетки по состоянию на данную минуту или моментальное фото, запечатлевшее одно из мгновений в жизни клетки.

Анализировать протеины труднее, чем подсчитывать и оприходовать гены Ведь протеины подчас изменчивы, как Протей; они меняют свою структуру, если меняется окружающая их среда, и, в отличие от ДНК, их вряд ли размножишь в пробирке. Если расшифровка генома (точнее, составление его карты) была автоматизирована так, что «с ней справилась бы любая обезьяна», как насмешливо заметил нобелевский лауреат Джеймс Уотсон, один из открывателей структуры ДНК, то методы анализа протеинов гораздо сложнее.

Однако, невзирая на эти проблемы, все больше университетских ученых берется за честолюбивую задачу — анализ протеома. Их увлекают новые методы лечения больных и синтез новых лекарств. Если удастся полностью описать протеомы различных клеток, то можно было бы и фиксировать изменения, происходящие с ними. Очень важно знать, что происходит с клетками человека, когда он сидит на диете или занимается спортом, принимает лекарства или получает травму. А как меняется запас протеинов с возрастом? А чем ответит протеом на появление в организме раковой опухоли?

Отвечая на вопрос, для чего нужна расшифровка генома, ученые неизменно вспоминали, что знание генов поможет оберечь человека от наследственных недугов. Однако не все болезни передаются нам по наследству. Многие никак не связаны с «родовым проклятием». Выявить эти болезни в зародыше можно, лишь узнав, как внезапно изменился состав протеинов внутри наших клеток. Поэтому ученые стремятся понять, какие протеины неожиданно появляются в организме при том или ином недуге, постигшем его, а какие, наоборот, сразу же исчезают. По этим переменам в перечне протеинов можно узнать о подспудных процессах, начавшихся в организме. Узнать — и вовремя вмешаться!

Таким образом, одну из важнейших целей, стоящих перед учеными, занятыми анализом протеома, можно сформулировать так: поиск характерных изменений протеома, присущих различным видам заболеваний. Это облегчит диагностику (позволит, например, распознавать разные виды опухолей) и поможет избежать неправильного лечения. В то же время собранные сведения дают возможность выбрать четко обоснованную терапию. Болезнь можно будет лечить применительно к анатомии и физиологии данного конкретного человека. Наконец, упомянем еще одну причину, по которой биохимики увлеченно занимаются протеомом: в клетках человека имеется множество совершенно непонятных протеинов — лишь тщательное наблюдение за ними позволит уяснить, для чего они нужны.

Но как упростить этот метод, чтобы можно было быстро анализировать содержимое клетки?

Перспектива-II: лекарства для каждого человека

Чтобы увидеть состав протеома, ученые прибегают к двухмерному гелевому электрофорезу. Процедура эта протекает в два этапа. Сперва протеины клетки сортируются по их заряду. Затем они попадают в полимерный гель. Он играет роль сита здесь протеины разделяются по их величине Затем их маркируют; в прозрачном растворе хорошо видны крохотные черные, синие или флуоресцирующие пятнышки. Вот так можно составить что-то вроде визитной карточки данной клетки, — карточки, в которой примерно указан состав протеинов. Если человек заболеет, узор пятен на «карточке» — электрофореграмме — изменится. Регулярно сравнивая протеомы больной и здоровой клетки, можно совсем по-иному взглянуть на течение болезни и процессы, ей сопутствующие.

Чтобы распознать, какие протеины скрыты за красочными точками, пятнающими «визитную карточку», биохимики придумали новый метод. С помощью особых «режущих ферментов» можно разложить любой неизвестный нам протеин на крохотные составляющие — их легче анализировать. Так появляется новая картинка, ведь у каждого протеина свой особый набор элементов.

Этот процесс можно не только наблюдать в лаборатории, но и имитировать на компьютере. Когда речь идет об уже известных протеинах, ученые располагают банком данных, где собраны сведения о том, как выглядят продукты разложения того или иного белка под действием определенного фермента. Сравнивая элементы, полученные в пробирке, с каталогом элементов, можно установить, какой протеин был в пробирке. Если ничего похожего в каталоге не нашлось, то с помощью масс-спектрометра исследуют фрагменты протеина.

Ученые стремятся повысить чувствительность этого метода, ведь количество протеинов, которое можно выделить из геля, очень мало. Уже сейчас точность методов такова, что можно идентифицировать миллионную долю миллиграмма.

Впрочем, как и в случае с расшифровкой генома, слышны критические голоса. Раздражает, например, что столько денег тратится на поиски иголки в стоге сена. Ведь по оценкам биохимиков, в сложных клетках насчитывается до 30 тысяч протеинов. Функции большинства этих белковых молекул пока неизвестны.

Вальтер Шуберт из Магдебургского университета предлагает другую методику. Он считает ненужным разлагать протеин для его идентификации. С помощью запатентованной недавно лазерной технологии он исследует сети, свитые внутри клетки крупными протеинами. Его интересует не состав протеинов, а то, как они ведут себя, реагируя на изменения в организме. Действуя по такой схеме, можно довольно быстро выявить важнейшие протеины, которые отвечают за ту или иную болезнь.

Кстати, вместе с коллегами Шуберт сумел обнаружить в таком вот ключевом протеине, что встречается в клетках опухолей, особую «ориентационную память», которая дает им возможность образовывать в организме метастазы.

Как только удастся выявить протеин, вызывающий болезнь, можно изготовить лекарство, которое справится с ней. По этому методу уже разработаны ингибитор (от латинского слова inhibeo — «сдерживаю», «останавливаю») для сдерживания протеолитичес-ких ферментов, используемый при лечении больных ВИЧ-инфекцией, а также ингибитор для сдерживания нейраминазы, используемый при лечении больных гриппом.

Однако фантазии биохимиков простираются дальше. Им грезятся индивидуальные лекарства. Если прежде врачи могли лишь осторожно предлагать больному тот или иной препарат, надеясь, что он ему поможет, то теперь ученые полагают, что, зная содержание протеинов, можно в точности подобрать лекарственные компоненты, которые нужны именно этому пациенту.

Конечно, пока еще даже не ясно, сбудутся ли эти мечты, однако уже сейчас фармацевты и генетики объявили протеомику одним из важнейших направлений науки XXI века.

Среди тех, от кого ожидают успехов, возможно, окажется и Крейг Вентер — человек, сделавший себе имя на расшифровке генома.

 

РАССКАЗЫ О НЕОБЫЧНЫХ ГРИБАХ

О грибах знают все. И знают давно. Но сейчас речь пойдет о грибах не как о вкусной пище и не о том, когда и как их собирать. Мы поговорим о таких свойствах грибов и явлениях, связанных с ними, которые малоизвестны широкому кругу любителей природы.

Мало кто знает, что существуют хищные растения, а о хищных грибах, пожалуй, слышали совсем немногие.

У растений, как и у животных, много различных паразитов, в том числе и фитогельминтов — червей, питающихся растениями, среди которых есть маленькие, до двух миллиметров, круглые — нематоды. Они поражают в растениях почти все: от цветов и плодов до корней. Бороться с нематодами трудно, потому что они не боятся ядохимикатов. Как же в таких случаях вести борьбу? Вот тут-то на помощь человеку приходят грибы.

Эти грибы не совсем обычные: они живут в почве и получили название почвенных. Питаются они органическими веществами, образующимися при разложении растений и животных. Но среди почвенных грибов есть виды, чья пища — нематоды. Хищники-грибы имеют свои приемы для ловли аппетитных червяков.

Прежде всего нитевидная грибница расползается таким образом, что в почве образуются кольца. Из таких колец создается настоящая ловчая сеть. Через нее не проскользнут нематоды, тем более что изнутри кольца очень клейкие. Напрасно нематода будет стремиться вырваться: жертва хищного гриба обречена.

Среди грибов есть и «арканщики». Они образуют на концах гифов специальные ловчие петли. Как только нематода попадет в нее, петля разбухает и сжимается, сдавливая жертву в коварных объятиях.

Хищные грибы даже получили специальное название гельминтофагов — пожирателей червей. Нельзя ли использовать этих хищников для борьбы с нематодами?

На одной из угольных шахт Киргизии среди шахтеров была распространена болезнь, вызываемая нематодами, — анкилостомикоз. Профессор Ф. Сопрунов с сотрудниками решили использовать для борьбы с ними хищные грибы. В шахте, где было особенно много нематод, посеяли порошок со спорами гриба. Условия для грибов были отличные: и влага есть и тепло. Споры проросли, и хищники принялись уничтожать вредных червей. Болезнь была побеждена.

Нематоды поражают картофель, сахарную свеклу, злаки. Не брезгуют луком и чесноком. Трудно назвать культурные растения, на которые бы не нападали нематоды. Вот почему ученые разрабатывают различные способы борьбы с ними, один из них — использование грибов. И хотя еще много нерешенных вопросов стоит перед учеными, все-таки этот метод перспективен.

Все знают лимонную кислоту, которая используется и в домашнем хозяйстве, и в пищевой промышленности. Откуда ее получают? Из лимонов, понятное дело. Но, во-первых, лимоны содержат не так уж много кислоты (до 9 процентов), а во-вторых, лимоны сами по себе ценный продукт. И вот нашелся другой источник и способ получения лимонной кислоты. Плесневый гриб аспергиллус нигер (черная плесень) отлично справляется с такой задачей.

Российские ученые впервые разработали методы технического использования грибов для получения лимонной кислоты. Вот как это происходит. Сначала на 20-процентном растворе сахара с добавлением минеральных солей выращивается пленка черной плесени. Обычно на это уходит дня два. Затем питательный раствор сливается, нижняя часть гриба промывается кипяченой водой и наливается чистый стерилизованный двадцатипроцентный раствор сахара. Гриб быстро принимается за дело. Четыре дня, и весь сахар переработан в лимонную кислоту. Теперь уже забота человека выделить кислоту и использовать ее по назначению.

Способ этот довольно выгоден. Судите сами: из лимонов, собранных с одного гектара, можно получить около 400 килограммов лимонной кислоты, а из сахара, выработанного из сахарной свеклы с той же площади, грибы дают ее более полутора тонн. В четыре раза больше!

…Шел 1943 года. Бушевала война. А людям пришлось вести еще одну войну… против грибов. Да, да. Против самых обыкновенных плесневых грибов.

Не имея возможности использовать энергию солнца для выработки питательных веществ, как это делают зеленые растения, плесневые грибы используют органические вещества, либо живые организмы, либо материалы из органических веществ. Вот и набросились грибы на кожаные футляры биноклей, фотоаппаратов и других приборов. Да что там футляры! Их выделения (различные органические кислоты) разъедали стекло, и оно мутнело. Сотни линз и призм выходили из строя.

Но и этого грибам показалось мало. Они стали обживать моторное топливо, тормозные жидкости. Когда емкости для топлива заполняются керосином, на их холодных внутренних стенках всегда конденсируется влага. И пусть ее мало, этого может быть достаточно, чтобы на границе воды и керосина начали обживаться грибы. Особенно здесь хорошо плесневому грибу, который добывает из керосина углерод.

Но еще более подходящей для плесневых грибов оказалась тормозная жидкость, содержащая глицерин или этиленгликоль. На поверхности таких жидкостей тоже образуется пленка плесени. Во время работы механизмов ее обрывки разносятся вместе с топливом и вызывают закупорку трубок и клапанов машины.

Многим известен домовый гриб — беспощадный разрушитель древесины. Когда были созданы пластмассы, все облегченно вздохнули: наконец-то есть материал, не боящийся грибов. Но радость была преждевременной: грибы приспособились и к пластмассам.

Взять хотя бы полихлорвиниловую пластмассу, идущую для изоляции. Ее-то и атаковали грибы, причем очень остроумно, с помощью мельчайших клещей (до 0,5 миллиметра), которые питаются плесневыми грибами. В поисках пищи клещи заползают всюду, в том числе и в электроаппараты. После их гибели споры грибов, находящиеся у них внутри, прорастают и начинают разрушать пластмассу. Если это изоляция, то может быть утечка тока, возникает короткое замыкание. Поражают грибы и другие пластмассы.

Правда, сейчас в жидкость или пластмассу вводят специальные добавки, которые предотвращают развитие грибов. Только надолго ли? Ведь грибы — изобретательные организмы, они могут приспособиться и к этому.

«…Больных мучили сильные, нестерпимые боли, так что они громко жаловались, скрежетали зубами и кричали… Невидимый, скрытый под кожей огонь отделял мясо от костей и пожирал его», — так описывал старинный летописец неизвестную еще болезнь, названную потом «злыми корчами», «антоновым огнем».

Тяжелая это была болезнь. Только в одной Франции в 1129 году от нее погибло более 14 тысяч человек. От нее страдали и в других странах. Причина болезни была неизвестна. Считалось, что небесная кара обрушивается на людей за грехи. И уж никто не мог подумать, что причиной ужасной болезни является хлеб, точнее, те черные рожки, которые были на хлебных колосьях. Но вот что странно: и монахи питались таким хлебом, однако не болели.

Не один век прошел, прежде чем была раскрыта тайна черных рожков, спорыньи.

Спорынья — высший сумчатый гриб-паразит. Споры его разносятся ветром. Попадая на рыльца ржи, они прорастают, образуя грибницу. По мере ее роста выделяется слизистая сладковатая жидкость (медвяная роса), которая привлекает насекомых. Отведав медвяной росы, они переносят прилипшие споры на другие цветущие растения. Там споры прорастают.

Но вот лето подходит к концу. Вылезшие наружу нити грибницы переплетаются, краснеют, потом становятся фиолетовыми, даже черно-фиолетовыми, уплотняются и образуют характерный рожок. От него-то и все беды. Но только в конце XIX века было установлено, что рожки содержат ядовитые вещества — алкалоиды.

А почему же не болели монахи? Секрет прост. Оказывается, ядовитые свойства алкалоидов со временем постепенно снижаются и полностью исчезают через два-три года. В монастырях же, как правило, были огромные запасы хлеба. Они лежали годами, и за это время спорынья теряла свою ядовитость.

Сейчас спорынья на полях ликвидирована. Однако ее теперь специально выращивают. Для чего? Стали готовить медицинские препараты из спорыньи. Они вызывают сужение сосудов.

Иногда летом на лугах встречаются злаки (овсяница, ежа), у которых на листьях и стеблях множество бугорков ржаво-бурого цвета. Это больные растения. Болезнь называется ржавчиной. Вызывают ее особые ржавчинные грибы. Наиболее распространен гриб пукциния граминис — стеблевая ржавчина злаков, относящийся к высшим грибам, хотя по внешнему виду он непохож на знакомые нам опенки, подосиновики и другие такие же грибы.

Ржавчинные грибы очень мелкие и отличаются довольно сложным развитием. В конце июня — начале июля бугорки лопаются, и из них разлетаются споры. Это летние споры. Они желтоватого цвета, продолговатые или овальные, и покрыты множеством шипиков. Ветер подхватывает их и переносит на новые растения. Они проникают через устьица в ткани листа, разрастаются и образуют фибницу. Гриб растет быстро и за одно лето может дать несколько поколений. Вот почему болезнь распространяется быстро. Беда еще заключается в том, что ржавчина поражает не только дикорастущие злаки, но и культурные (рожь, пшеницу, овес, ячмень). Ученые стали изучать развитие пукцинии, но весной след ее терялся, а летом она снова появлялась на злаках. В чем дело? Куда исчезал гриб? И как он снова появлялся на злаках?

Исследования продолжались. Оказалось, когда наступает осень и злаки созревают, пукциния начинает готовиться к зиме. У нее вместо ржаво-желтых бугорков появляются черные, которые содержат особые споры — зимние. Каждая такая спора состоит из двух клеток с довольно толстой оболочкой, которая предохраняет споры от неблагоприятных зимних условий. Зимой они находятся в покое.

Но вот начинает пригревать солнышко, тает снег, природа оживает, оживают и споры. Они прорастают на стерне, выпускают нити, состоящие из клеток, которые, в свою очередь, содержат новые споры. Их подхватывает и уносит ветер. Куда? Вот тут-то след и терялся, так как на злаках их не находили. Но не исчезали же они бесследно! Тщательные поиски привели к… барбарису. Пукциния поменяла хозяина! Совсем так, как поступают многие животные-паразиты.

А как же гриб вновь оказывался на злаках? Путь такой: «отсидевшись» на листьях барбариса, споры прорастали, образовав на нижней стороне листа вздутия, наполненные новыми «свеженькими» спорами. И уже они, попадая на злаки, вызывали на них ржавчину. Что и говорить, приспособление довольно хитроумное, с запутыванием следов.

Но не только пукциния имеет промежуточного хозяина. Это характерно для многих других ржавчинных грибов. Так, у ржавчины овса промежуточным растением является крушина. Было замечено: если вблизи посевов нет промежуточных растений, ржавчина на основных растениях не развивается.

Какую расчетливость, изобретательность и упорство демонстрируют эти грибы, завоевывая себе место на белом свете!

 

ОДА ГИГАНТСКОЙ ТРАВЕ

Ни одно из растений не имеет столь многообразного применения, как бамбук. Ученые составляют каталоги из тысячи наименований, в которых перечисляются способы употребления этой грациозной травы, растущей естественным образом везде, кроме Европы и Антарктиды, но, кажется, лучше всего она чувствует себя в Азии.

В мире существует примерно тысяча видов и около пятидесяти родов бамбука. Они варьируются от растений размерами с полевую траву до гигантов высотой в 36 метров и в 35 сантиметров толщиной. Они растут повсюду — от низких берегов моря до склонов огромных гор. Хотя они сильно разнятся по цвету, форме и размерам, но все имеют одну общую особенность — легкий и прочный ствол. У некоторых он сплошной, но у большинства полый, разделяемый перегородками, или узлами. Стволы — это то, за что так ценят бамбук.

Головокружительный рост

Самая удивительная характеристика бамбука — его способность к быстрому росту. Ничто другое на Земле не способно расти так быстро. Один японский ученый на острове Хонсю установил мировой рекорд роста ствола мадаке — самого распространенного в Японии вида — на 120 см за сутки. Близ Киото один японский ученый установил мировой рекорд. Если пристально смотреть на бамбук, то можно заметить движение его роста.

Китайцы были первыми, кто оценил красоту и полезность этого быстрорастущего растения. Их древний словарь, «Ер Я», написанный за тысячу лет до Рождества Христова, называет бамбук «цфао», травой.

Крестьяне называют его «ча кон чук», что означает — «бамбук чайных палочек».

Редкое цветение

У бамбуков есть одна удивительная особенность. Большинство из них цветет один раз за очень большой промежуток времени — в 30, 60 или даже в 120 лет. Почти одновременно бамбуки одного вида — где бы в мире они ни произрастали — расцветают. Затем, поникнув, стебли умирают, однако роща выживает: некоторые корневища не гибнут, а упавшие семена пускают корни. Но бамбуковому ростку, чтобы созреть и вырасти до прежней высоты, может потребоваться от пяти до десяти лет.

Доктор Макклур, признанный в мире специалист по бамбуку, в 20-е годы с ботанической экспедицией побывал в Китае. Он застал целые области расцветшего «бамбука чайных палочек» и смог собрать цветущие экземпляры, которые, вместе с ветвящимися узлами и «обвертками» молодых побегов, нужны ботанику для научной идентификации.

Макклур идентифицировал семейство растения как Arundinaria и присвоил новому виду название amabilis, милый.

…Дорога бежит от Гуанчжоу к Хуаичжи среди полей риса, окаймленных красной землей. Молодые побеги риса высовывают желто-зеленые пальцы из коричневой воды. Бесконечные ряды сосен и эвкалиптов, посаженные по особой китайской программе восстановления лесов, щетинятся на холмах Квантунга.

В сумерках дорога подходит ближе к широкой, быстрой реке Суй, и разбросанные тут и там островки бамбуковых посадок смыкают ряды и становятся тесной плантацией. Сквозь полумрак видно, что бамбук, потеряв свою пушистую легкость, стал темно-зеленым с прямыми, жесткими стеблями — он стоит ровными рядами, как рождественские елки, — это «милый бамбук» или «бамбук чайных палочек», обнаруженный Макклуром.

«Прежде чем его срежут, — писал Макклур, — бамбук должен расти от трех до пяти лет. Он дает побеги и достигает своей полной высоты за шесть-восемь недель, и только потом стволы становятся прекрасными, глянцевыми, зелеными, без пятен. Но свежие стволы на большую часть состоят из воды, и если вы срежете их, они сожмутся и потрескаются, когда высохнут. Стволы сушат на ветру и солнце примерно десять дней. Затем их грузят в лодки и отправляют вниз к Нанхаю, к Гаунчжоу, где их выпрямляют над огнем и подрезают до нужной длины».

Бамбук на все времена

В Китае растет примерно 300 видов бамбука. Из них самый известный и ценимый за границей — это тонкинский. Но в самом Китае самым полезным бамбуком считается «мао-чу», волосатый бамбук, называемый так за мелкие волоски, покрывающие обвертку побегов. Более двух третей производимого в Китае бамбука — это мао-чу, его используют и для изготовления мебели и для подпирания тяжелых конструкций.

Самые ранние летописи, появившиеся задолго до изобретения бумаги во II в. до н.э., были записаны на зеленых бамбуковых листах На мягкой бамбуковой кожице легко царапать или выжигать. Чтобы сделать бамбуковую книгу, полоски сшивались шелковыми лентами или бычьими сухожилиями. Одна такая связка из 312 полос была недавно найдена в земле, в гробнице династии Хань (II в. до н.э.).

Почему бамбуку в Китае придается такое большое значение? Из-за его красоты и множества добрых полезных качеств. Китайцы называют бамбук самым главным из трех «зимних друзей», куда входят еще зимняя слива и сосна. Эта троица встречается повсюду в китайском искусстве и литературе как символ несгибаемости перед лицом трудностей. Сливы цветут в период, когда на земле еще лежит снег, сосны произрастают на бедной почве, цепляясь за утесы над пропастью. А бамбук остается зеленым круглый год, он склоняется под весом зимних снегов, но быстро выпрямляется, когда они тают.

Вестники весны

Один вид бамбука, который растет густыми рощами высоко в горах провинции Сычуань, служит пищей для редких енотов панд. В дикой природе катастрофы разражаются неумолимо, и в свое время китайские ученые обнаружили 140 мертвых панд в этих дальних холмах. Они стали жертвами вечных биологических циклов бамбука. Достигнув почти векового жизненного возраста, бамбук расцвел и опал. Должно пройти несколько лет, прежде чем рощи разрастутся до такой степени, чтобы снова стать источником пропитания.

«Бамбук делится на две категории, — говорит доктор Цюнь, — впервые классифицированные по образцам, собранным доктором Макклуром; первая — это симподиальная, или групповая, вторая — монодиальная, или усиковая. Все бамбуки вырастают из ризомы, корневища, подземных стволов, которые дают побеги. Групповой тип множится симметрично по кругу; усиковый тип рассылает свои ризомы по всем направлениям, выбрасывая новые побеги там и сям. Групповой тип обычно растет в тропиках, а усиковый в умеренной температурной зоне».

Обычно бамбук пускает побеги по разу каждый год. В отличие от деревьев бамбук не увеличивается вширь в продолжение-роста, каждый новый побег уже имеет полный обхват. Он достигает своей высоты за 60—90 дней.

Китайцы ценят бамбуковые побеги как пищу за их хрустящую структуру. Крестьянин приходит весной в бамбуковую рощу и, ходя босыми ногами по земле, может почувствовать жесткие горбы побегов. Если он хочет самых нежных ростков, как у очищенной спаржи, он наваливает маленький холмик земли вокруг пробивающегося побега. Тот никогда не увидит света, но приобретает сочность.

В Древнем Китае была одна весенняя церемония. Тихой ночью люди отправлялись в бамбуковую рощу послушать, как лопаются бамбуковые побеги, когда они выходят из своих «обверток», пробиваясь из земли, — это был верный признак наступления весны.

Лекари на все руки

Во всех китайских больницах имеются отделения траволечения, где древние средства употребляют наряду с современными западными лекарствами. Один врач из Нанкина рассказал, что корень черного бамбука, в сочетании с некоторыми другими растениями, лечит болезни почек.

«Если вы сварите свежесрезанный черный бамбук и выпьете микстуру, настоенную на нем, — добавляет врач, — то она подействует как жаропонижающее средство».

У некоторых тропических видов бамбука бывают выделения, называемые «табашир», которые застывают между узлами. Китайцы и индийцы пьют микстуру из них против кашля и астмы. Поскольку он на 97 процентов состоит из чистого кремния, химически инертного элемента, то успех лечения требует у пациента очень хорошего воображения и веры… Но, как часто случается в народной медицине, табашир обладает своим секретом. И совсем недавно ученые обнаружили, что он выступает катализатором в некоторых химических реакциях.

Самые прочные мосты

Бамбук нашел свое место и в инженерном деле. Китайские мосты, повисшие на тросах из сученого бамбука, — предки всех прочих висячих конструкций. Использование тросов из бамбука для буксировки судов в Китае было впервые описано для европейцев Марко Поло в XIII в.: «Тросы делают из длинных стеблей тростника, о котором я говорил раньше, полных пятнадцати шагов в длину. Они раскалывают их и соединяют наново в длину до 300 шагов, и тросы выходят крепче, чем если бы они плелись из пеньки».

Конечно, крепче. Великий мост над рекой Мин в Сычуани висит на бамбуковых тросах в 15 сантиметров диаметром, накрученных вокруг кабестанов так, что их можно настраивать, будто струны гитары. Мост эпохи Мин, все еще используемый через 1000 лет после его возведения, совершенно справедливо считается одним из инженерных чудес света.

Многоцелевая древесина

В общинах, жизнь которых зависит от бамбука, его цветение — несчастье. Выживает всего несколько растений, большая часть гибнет, и роща должна возрождаться из корневищ и упавших семян. Стебли, выросшие из семян, малы, не толще вязальной спицы. Однако каждый последующий стебель толще прежнего, и так происходит до тех пор, пока растение не наберет свой максимальный размер. Большая часть видов бамбука выпускает побеги каждый год, и одновременно продолжается рост корневищ под землей.

Настоящая трагедия связана с цветением бамбука в Индии. У большей части видов бамбука плоды выглядят как зерна пшеницы, но у индийского бамбука Melocanna bacciferi плод похож на маленькую грушу. Когда мелоканна цветет, с интервалом в 30 лет, то большие мясистые плоды падают на землю. Их пожирают крысы и на богатых кормах начинают размножаться с жуткой скоростью.

В прежние времена крысы вызывали вспышки эпидемии чумы или опустошали пшеничные и рисовые поля. Таким образом, цветение мелоканны означало или болезнь, или смерть от голода, или и то, и другое сразу.

Но цветение других видов бамбука помогает избежать голода — люди жарят и едят их семена.

Современные ученые, хорошо знающие естественную историю, все больше интереса проявляют к бамбуку. Своей прочностью, легкостью, упругостью и дешевизной бамбук может соперничать со всеми искусственными конкурентами.

Он идеальный материал для быстро вертящихся ветряных мельниц, которые смогут давать бесшумную, безопасную энергию. Возможно, когда-нибудь бамбук найдет применение и в ракетостроении. У скромной травы большое будущее.

 

КОРОЛЕВА ВОД

Энергия, даже страсть, которые демонстрирует в некоторые периоды своей жизни виктория, водное растение семействЬ кувшинковых, просто поражают. Мощь и напор, с которыми разворачиваются ее листья на больших водных пространствах, кажутся настоящим чудом.

Внезапный, без видимой причины, бешеный рост этого растения делает его предметом особого внимания и любопытства. А уже о чарующей красоте этой обитательницы необозримых просторов Амазонки и говорить нечего! Настоящая королева вод! Громадные листья с гофрированными краями плавают рядом с цветами, оттеняя своим густо-зеленым фоном их нежное свечение, что вызывает неизменное восхищение у всех: и у путешественников, внезапно увидевших в реке это чудо, и у владельцев искусственных водоемов, бассейнов с подогретой водой, где викторию разводят специально.

Вот как описывает это растение французский натуралист К. д'Орбиньи, увидевший ее в 1835 году, путешествуя по Южной Америке: «Пространство величиной в милю было буквально покрыто плавающими листьями, края которых возвышались на два пальца над водой. Сверху они были гладкими, а снизу покрыты бесчисленными правильной формы ячейками, образованными выступающими прожилками, полыми и заполненными воздухом, благодаря которым они держались на воде. Черешки, цветоножки и жилки листьев также имели ячеистую структуру и были покрыты длинными колючками. Среди этих плоских листьев поднимались большие цветки, белые, розовые или пурпурные, всегда махровые и источающие тонкий аромат. Плоды, которые вызревают на растении, имеют сферическую форму, также велики и наполнены внутри мучнистыми гранулами, что дало растению название „водяной маис“, поскольку испанцы его собирают и едят в жареном виде. Я не мог не восхититься этим колоссальным царственным растением и сожалел о необходимости моего отъезда в тот же вечер, после того, как собрал образцы цветов, плодов и зерен».

Расти, без устали расти…

Лист виктории — очень важный ее элемент, орган роста, по преимуществу. Его морфология определяет вид растения, а непрерывный и неустанный рост — это его труд и страсть, которую он реализует с непреодолимой энергией.

Вначале это маленький бугорок. Постепенно его края разворачиваются, подобно ковру, покрытые по периметру колючками. Развернувшись, новорожденный лист в итоге отрывается от своего основания, в результате чего его верхняя часть делается центром его активности, производящим новую ткань. В свернутом виде молодой лист похож на ежа, так как его нижняя поверхность покрыта острыми твердыми колючками. Обязанностью колючек является защита других органов виктории. Конечно, эти колючки не жгутся, но их уколы болезненны для тех, кто захотел бы слишком приблизиться к растению. Нижние прожилки придают листу жесткость и крепость. Они образуют продольные «распорки», соединенные поперечными перекладинами. Эта хорошо переплетенная сетка служит костяком листа, его надежной опорой. Заполненные воздухом ячейки обеспечивают ему плавучесть и не дают сломаться во время сильных дождей или волнения воды.

Верхняя часть листа «вдыхает» воздух, нижняя, более бледная, поглощает газ и другие вещества, растворенные в воде. Диаметр листа 1,4—1,8 м. Вертикальный бортик листа имеет 15 см высоту. У него есть два глубоких желобка, по которым стекает вода во время дождя. Лист выдерживает нагрузку в 30 кг.

Черешки, длинные и мясистые, покрытые колючками по всей длине, опускаются вниз на значительную глубину, что придает растению дополнительную плавучесть. В естественной среде виктория за несколько недель может покрыть большое пространство (много сотен кв. м).

Цветок виктории белый с розовым оттенком и пахнет сосной. В период цветения это растение демонстрирует лихорадочную, почти животную энергию, воспламеняющую его, до тех пор такое спокойное и холодное. Странное тепло выделяют ткани цветка в прохладном воздухе.

Обычно цветки растений «спят» ночью и пробуждаются с рассветом. Цветок же виктории раскрывается вечером или ночью, по мере протекания сезона цветения. В искусственных бассейнах на европейском континенте цветок медленно раскрывается вечером. Иногда он остается некоторое время полуоткрытым, как будто изучая обстановку, а потом раскрывается полностью. Сначала белый, он в течение нескольких часов меняет окраску от нежно-розового до темно-красного цвета. Такая ночная жизнь виктории имеет целью, по-видимому, опыление ее ночными насекомыми. С наступлением дня цветок закрывается, его цветоножка поджимается, затягивая его иногда под поверхность воды.

В течение трех ночей подряд цветок распускается над поверхностью воды, чтобы затем окончательно скрыться под водой, где будут вызревать его семена.

Через три дня после опыления цветок увядает и остается лежать на воде, пока вызревает его плод: большая капсула, покрытая колючками и полная черных мучнистых зерен величиной с горошину. Десять процентов из них прорастают, остальные опускаются в ил. В каждый последующий год вызревает такой же процент этих зерен, пока через десять лет не прорастут последние из них. Такая строгая последовательность обеспечивает выживаемость вида: ведь цветет виктория нерегулярно.

Ее редкое цветение и экзотическая красота вдохновили русского поэта Игоря Северянина создать стихотворение, в котором встреча с возлюбленной воспринимается им как чудесный таинственный цветок Виктория королевская.

Наша встреча — Виктория Регия редко, редко в цвету…

 

ТАИНСТВЕННЫЙ КОКО-ДЕ-МЕР

На острове Маэ, главном острове Сейшел, в столичном городе Виктория, на скрещении улиц, возле сейшельского Биг-Бена, башни с часами, повторяющей в миниатюре знаменитую лондонскую башню, расположился красочный базар. Чего там только нет! Шляпы из пальмового волокна, раковины, кораллы, морские ежи, поделки из камня и панциря черепахи… А рядом с шумными прилавками сидит мастер и режет из дерева странную вещицу, похожую на женские ягодицы…

Это — сувенирный вариант коко-де-мер, «морского кокоса», — плода веерной сейшельской пальмы. Ее орехи весят порой 20— 25 килограммов, а растет она только на Сейшелах, а точнее — только на острове Прален да еще на маленьком островке Кюрьез, что рядом с Праленом.

Всего Сейшелы насчитывают 115 островов, но лишь около 40 из них сегодня обитаемы. Дело в том, что большинство островов — это коралловые атоллы, жить на которых, посреди океана, весьма неуютно.

Сейшельские острова расположены в западной части Индийского океана, под самым экватором. 1800 километров отделяют их от ближайшего восточно-африканского порта Момбаса, 3300 — от индийского города Бомбея. Острова, затерянные в океане… Неудивительно, что только в 1502 году они были нанесены на карту португальскими мореплавателями. Век спустя на них побывали англичане, а в середине XVIII столетия на их белые песчаные берега высадились французы. И лишь тогда на необитаемых прежде островах появились первые поселенцы.

Отдаленность Сейшел пошла на пользу их природе. Только здесь и растет коко-де-мер, а на островах Альдабара, самом крупном коралловом атолле мира, находится последнее прибежище гигантских черепах в Восточном полушарии. (Еще два века назад они обитали более чем на 30 островах Индийского океана.) На острове Кузен гнездятся сотни тысяч разных птиц, среди которых есть и редчайшие…

Быть на Сейшелах и не увидеть пальму, прославившую острова, — возможно ли это? Рейсовый самолетик перебрасывает туристов с острова Маэ на остров Прален, потом машиной — по узкой дороге меж гранитных откосов, поросших буйной зеленью, — в знаменитую Майскую долину — «Valli de mai». И вот, наконец, тенистый полог пальмового леса.

…В лесу сумрачно и влажно. Стволы пальм, метров 30 высотой, уходят в небо. Там, закрывая солнечный свет, металлически скрипят огромные листья — веера. Под самыми листьями висят гроздья больших темных орехов. Не дай Бог, сорвется такой, когда стоишь под пальмой… Земля усыпана желтыми «опахалами». Здесь ничего не трогают, предоставляя природе жить по своим законам. Этот массив из нескольких тысяч стволов коко-де-мер (по-научному, лодонцеи мальдивской) объявлен ныне заповедником. ЮНЕСКО дала ему статус объекта мирового значения.

Высоко над землей, на стволе одной из пальм, — сережка — этак с метр длиной. Это мужской цветок. Пальма долго собирается с силами, прежде чем принести плод — он вызревает семь лет. В год пальма дает до 30 орехов, а живет не одно столетие. Говорят, что в заповеднике есть пальма, которой 800 лет!

Дерево, рождающее эти плоды, искали веками. Его орехи прибивало иногда морскими течениями к берегам Индии, Цейлона, Мальдивских островов, реже — Индонезии. Но никто не знал — что это. Плод или минерал? Где вызревает или откуда берется? Эту природную диковинку назвали «орехом Соломона», «морским кокосом» и приписали ей тысячу лечебных свойств. Неудивительно, что стоимость ореха была баснословной: за него можно было получить груз целого купеческого судна. Существовало поверье, что морской кокос растет прямо в океане и его охраняет мифическая птица Гаруда. Любопытно, что даже такой серьезный исследователь XVII века, как Георг Эберхард Рамф, купец Ост-Индской компании, создавший замечательный труд о растениях южноазиатских стран, посмеиваясь над легендой о птице Гаруде, тоже пришел к выводу, что орех — это дар моря, и придумал растение, которое якобы произрастает на дне, неподалеку от берегов, где находили плоды…

Только в середине XVIII века француз Барре, исследуя остров Прален, обнаружил в глубине острова высоченные пальмы, буквально усыпанные этими орехами…

Тайна коко-де-мер была раскрыта.

В средневековой Европе из гигантских орехов, заключив их в серебро и золото, делали сосуды для питья; сегодня эти самые большие и тяжелые семена на Земле стали национальным символом Сейшел.

 

ЧУДО-КАКТУСЫ

Если бы удача не отвернулась от ацтеков, завоевателям не удалось бы узнать секрет эхинокактуса — бога дождя, как называют его коренные жители Мексики, — и покорить страну. Захватчики этих земель умерли бы от жажды у границ Мексики, не приди им идея распиливать громадные эхинокактусы, наполненные соком.

Сладок, как арбуз

Срубив эхинокактус из семейства опунций размером с бочонок, путешественник получал влагу для себя и сочный корм для лошади. Интересно, что в этих местах мулы и ослы прекрасно приспособились самостоятельно сбивать копытами кактусные колючки, чтобы без помех насладиться вкусным стеблем и его соком.

В поросших кактусом пустынях Техаса, Аризоны, Мексики путешественников не страшит жажда — бич безводных земель. Ведь добраться до мякоти кактуса — все равно что съесть арбуз или огурец. Растение содержит в своих тканях от 75 до 90 процентов воды!

Из эхинокактуса делают даже вино. Знаменитое мексиканское красное вино, не крепкое, всего двенадцать градусов, но сладкое. У него есть только два недостатка: его нельзя хранить более двух недель и перевозить на большие расстояния.

На американском континенте из плодов другого кактуса Pereskipopsis aquosa, — по вкусу напоминающих клубнику, приготавливают прохладительные напитки.

Множество видов кактусов (всего в мире насчитывается около трех тысяч видов этих растений) дают плоды настолько крупные, сочные и ароматные, что их собирают и продают на рынках. Их едят сырыми, варят из них варенье, желе, компоты, кладут для цвета и аромата в вино, а незрелые тушат с мясом в виде рагу. Некоторые кактусы в вареном или печеном виде — любимое кушанье в Боливии и Парагвае. Определенные виды мелокактуса и эхинокактуса едят засахаренными. Стебли очищают от колючек и кожуры, режут на ломти и варят в сиропе из тростникового сахара. Это любимое лакомство детей и взрослых на Новый год.

В некоторых местах Мексики опунции, очищенные от колючек и изрубленные на кусочки, применяют для корма коров, чтобы повысить удои.

Частокол для особняка

На американском континенте кактусы-церерусы используют как строительный материал. Изгороди и заборы из церерусов, имеющих большие колючки, широко распространены в Мексике и во многих странах Центральной и Южной Америки. И не надо думать, что они встречаются только в деревнях или возле домов бедняков. Роскошные дома и особняки современной архитектуры зачастую отделяет от тротуара частокол из громадных, в два-три человеческих роста могучих церерусов.

Древесину крупных старых церерусов, из которой выкрошилась и выветрилась сухая мякоть и кожица, применяют как легкий и прочный строительный материал для столбов, балок, стропил при постройке жилищ. Древесина более мелких кактусов служит для местных кустарей сырьем. Они изготавливают из этого сырья сувенирные поделки, охотно раскупаемые туристами.

Кроме того, у кактусов множество полезных свойств: ученые ищут технологии, которые дадут возможность вырабатывать из их мякоти технический спирт, мыло, дезодоранты, витамины, вещество, ускоряющее ферментацию…

Тайна «берберийской фиги»

Плоды опунции вульгарно, акклиматизировавшейся на берегах Средиземного моря, получили название «берберийские фиги». Это прекрасное средство от дизентерии ставит в тупик всех врачей, которые не могут объяснить, каким образом кактус оказывает лечебное действие.

Мексиканские индейцы издавна используют опунцию не только в пищу. Корни ее обладают мочегонным свойством. Слизистый сок помогает при болезнях печени.

Недавно в Америке провели опыт и выяснили, что двадцать видов кактусов — это прекрасные антибиотики! К примеру, лофофора (Lophophora Wilhamsii) останавливает кровотечения. Ее применяют также при лечении кишечных и кожных заболеваний, при гриппе и воспалении легких, ей подвластен даже туберкулез!

Предки индейских племен знали о действии настоя из лофофоры, помогающей от укусов змей и скорпионов. Он был хорош для праздников и перед походом. В древности напиток из сушеных ломтей лофофоры пили воины перед сражениями. Благодаря этому же кактусу можно снять тяжелые последствия похмелья. Тридцать индейских племен употребляют до сих пор лофофору и как лекарство, и как наркотик.

В Боливии и Перу врачи отобрали двадцать видов кактусов и лечат ими раковые опухоли…

«Тело Господне», любимое ацтеками

Кактус лофофору ацтеки называют «тело Господне». Он содержит порядка тридцати алкалоидов, благодаря которым люди впадают в благостное состояние, подобное тому, что бывает в результате воздействия наркотиков. Паломники со всего света, в том числе и члены американских религиозных сект, устремляются на север Мексики.

Рецепт приготовления снадобья очень прост. Берут верхнюю часть кактуса, сушат, потом режут и растирают в порошок, который применяют во время ритуальных церемоний. Достаточно часа, чтобы снадобье проникло в кровь.

Индейцев любого племени этот невзрачный на вид, отвратительный на вкус кактус больше интересует не как целебное растение, а именно как ритуальное и одурманивающее средство. Индейцы называют его цветок Сан Педро — по имени привратника рая. А по словам одного испанского миссионера, этот цветок — не что иное, как «рука дьявола», потому что после его употребления люди падают с ног как мертвые.

У многих племен лофофора и сейчас служит предметом поклонения, культа. С этим кактусом связан целый ряд суеверий и интересных обычаев. Например, наткнувшись на лофофору, с нею обязательно нужно поздороваться, чтобы она не обиделась и не отомстила впоследствии какой-нибудь бедой.

Считается, что лофофора не дастся в руки человеку с нечистой совестью и неспокойной душой. Он просто ее не увидит. В самом деле, этот кактус очень трудно заметить среди камней, где он растет. Наркотическое воздействие лофофоры неоднократно делали ее предметом гонения и репрессий. В государстве ацтеков до испанского нашествия сбор и потребление растения были объявлены привилегией царей и жрецов.

Во время испанского владычества на лофофору жестоко ополчилась католическая церковь. Употребление настойки из кактуса было причислено к смертным грехам и наказывалось сожжением на костре. В сохранившемся требнике миссионера из Мексики имеются два вопроса для исповеди: «Не ел ты мясо человека?», «Не ел ты лофофору?» Потребление кактуса приравнивалось к греху, равному людоедству.

Сейчас в Америке лофофора объявлена персоной нон грата. Ее нельзя собирать, покупать, сеять и иметь в своей коллекции. Коллекционеры же подают петиции в защиту репрессированного кактуса…

 

«ГОЛУБАЯ ЧУМА»

В 1820 году немецкий профессор Карл Фридрих Эйхгорн обнаружил в Бразилии неизвестное тропическое растение — необычайно красивый голубой цветок — речной гиацинт. Позднее цветок получил еще одно имя — «голубая чума».

Это неприхотливое растение прекрасно чувствует себя во влажной почве или в воде. Его стебель напоминает губку, удерживающую пузырьки воздуха, и помогает цветку оставаться на плаву. Речной гиацинт чрезвычайно плодовит: за год один черенок может дать до 150 тысяч отростков! Проникнув в водоем, растение быстро разрастается и образует густое переплетение стеблей и корней, способное выдержать даже человека. Постепенно оно оккупирует озеро, реку или канал, мешает судоходству и убивает рыбу, прекращая поступление кислорода в воду…

В 1884 году речной гиацинт экспонировался на большой выставке цветов в Новом Орлеане, где его увидела некая миссис Фуллер. Очарованная нежными голубыми и бледно-лиловыми цветками экзотического растения, эта дама посадила три экземпляра в пруду своего поместья возле города Сент-Огастин. Вскоре пруд стал похож на сказочную цветочную клумбу, и миссис Фуллер решила облагодетельствовать своих соседей. Она потихоньку бросила несколько полюбившихся ей растений в реку Сент-Джонс и стала терпеливо ждать…

Через десять лет миллионы акров рек и каналов во Флориде покрылись красивым прочным ковром голубых соцветий. К 1899 году судоходство по Миссисипи стало крайне затруднительным. Поскольку предпринятые властями меры по уничтожению речного гиацинта оказались малодейственными, на помощь призвали армию. Многие сотни солдат резали и вырывали коварное растение, но это не помогало. Тогда войска применили динамит. Но обрывки растений разносились течением, и речной гиацинт захватывал новые пространства быстрее, чем его уничтожали. Военные, с одобрения властей, решились на крайний шаг — в Миссисипи полетели тонны мышьяка! Воды реки несли в океан тысячи увядших голубых цветов вместе с мертвой рыбой, птицами и всевозможными животными. Но не прошло и года, как из мелких речушек, каналов и прудов гиацинт вновь попал в Миссисипи. Пароходные компании и рыбаки опять оказались втянутыми в борьбу с необычайно живучим растением, получившим прозвище «голубая чума».

После Второй мировой войны, в период увлечения химическими средствами борьбы с сорняками, их испробовали на речном гиацинте. Ради окончательной победы в схватке с «голубой чумой» власти даже примирились с отравлением местной флоры и фауны. Но стоило прекратить распыление гербицида, как через несколько месяцев поверхность рек и озер вновь покрылась голубым ковром…

Не только Америка оказалась жертвой бразильского цветка — речной гиацинт появился и на австралийских водоемах, куда его завез неизвестный любитель экзотической флоры. Оттуда цветок перебрался в Индонезию и Индокитай. Попав в Западную Бенгалию, «голубая чума» захватила все побережье Бенгальского залива и быстро двинулась вверх по Гангу. «Путешественник» добрался до Китая, появился на Мадагаскаре… В Азии речной гиацинт превратился в сельскохозяйственную культуру. Китайцы и вьетнамцы стали специально разводить это растение и кормить им свиней. Плавучие голубые цветы пришлись по вкусу буйволам.

Речной гиацинт проник и в Африку. Впервые его заметили в реке Конго у Леопольдвиля. Вскоре «голубая чума» пышным цветом зацвела по всему Черному континенту. Причем в распространении бразильского гостя немалую роль сыграли подпольные торговцы экзотическими цветами, которые игнорировали официальный запрет на его разведение. Через пять лет после своего появления в Судане речной гиацинт изгнал с родных мест целые рыбачьи деревни. Суданцы первыми пожаловались на экспансию «голубой чумы» в ФАО — организацию ООН по вопросам продовольствия и сельского хозяйства. Проконсультировавшись со специалистами всего мира, эта организация провозгласила всеобщую кампанию по искоренению «голубой чумы».

По заданию ФАО индийский ученый Рао отправился в низовья Амазонки, чтобы изучить насекомых, пасущихся на речном гиацинте, в надежде найти путь к пресечению «голубой чумы». Увы, экспедиция не увенчалась успехом. Профессор Парижского музея естественной истории Портес указал на единственный способ — ждать. Борьба, уверял он, бесполезна — растение победит. Однако его «агрессия» не может продолжаться бесконечно — в конце концов наступит биологическое равновесие. Поэтому нужно просто набраться терпения. Профессор оказался прав! Прошло чуть более двадцати лет, и «голубая чума» во всем мире отступила.

 

КОГДА РАСТЕНИЯ КРИЧАТ SOS

Кто сказал, что растения молчат, как камни? Что им неведомы чувства и они равнодушны к жизни? Беззвучная тишина, наполняющая поле или сад, разрывается от неслышных нам разговоров.

Нити бесед, ведущихся под тенистыми кронами или на зеленом ковре, нам еще предстоит распутать, привлекая самые современные приборы. Но уже сейчас ясно, что звуки и слова для растений заменяет язык ароматов. Этот язык бывает понятен и нам, и уж тем более многим животным, но у растений, лишенных прочих средств объясняться, он играет особенно важную роль. Ароматы могут спасти их от смерти, как людей — отчаянный крик о помощи. Этот химический «язык» — подлинное «эсперанто», понятное не только зеленым и цветущим подданным царства флоры, но и всем ползающим и летающим близ них. На зов запахов торопятся хищные насекомые, находя на листьях или стволах вредную растениям мошкару или опасных личинок — сами кусты и деревья попросили хищников об этом. Порой тактика, к которой прибегают растения, чтобы спасти свою жизнь, свои листья и стебли, которые мы мимоходом готовы трепать и рвать, так сложна и хитроумна, что мы, раз уж наделены разумом, вправе задуматься, не дарован ли разум также растениям. Понемногу мы признали, что животные тоже умеют думать, чувствовать, изобретать и они не похожи на машинки, заводимые инструкцией инстинкта. Теперь на очереди — понять особенности… мышления растений!

Прозрение флоры

Наши представления о них примитивны, а то и нелепы. Мы умиляемся «цветикам-семицветикам», не сеянным, а растущим. «Без слез, без печали вы жили, вы были» (К. Бальмонт) — так поверхностно принято описывать участь всяких кустов и цветов. Мы переживаем и боремся — они прозябают. «Они не видят и не слышат, живут в сем мире, как впотьмах, для них и солнцы, знать, не дышат и жизни нет в морских волнах», — писал Ф. Тютчев о тех людях, которые, рассекая единство природы, выделяют в ней только лишь человечество, — с его интеллектом, отказывая окружающему миру в богатстве ощущений и волевых актах.

В нашем языке укоренилось даже выражение «вести растительную жизнь» — им клеймят людей, потерявших всякий интерес к жизни, выстлавших своими телами, напичканными алкоголем и наркотиками, самое дно жизни. Так же ничтожно живут растения, говорим мы, — если слово «живут» здесь подходит: они набухают, полнеют, наливаются соком, для чего-то поглощают питательные вещества, покрываются пылью, скукоживаются, чахнут, желтеют, отмирают. В их унылой жизни нет места никаким страстям, они не приспособлены чувствовать и страдать. Хоть их и зовут организмами, они скорее напоминают мертвые предметы, в которых периодически совершаются химические реакции.

Конечно, и растениям доводится бедствовать: тля, гусеницы, жуки-древоточцы набрасываются на них, поедая листву или буравя древесину, но они безвольно покоряются судьбе. Что им переживать или волноваться, ведь ход вещей им не изменить: не убежать и не защититься. Мы мучаемся от того, что можем, или могли, что-то изменить в своей жизни, но не сумели. Растения же не мучаются, потому что все происходящее с ними и вокруг них — осознанная необходимость И нападение гусениц — это лишь факт механического перемещения последних в пространстве, а не событие, в ход которого может вмешаться сознание.

Однако открытия ученых опрокидывают привычные представления о растительном мире: он оказывается гораздо сложнее, чем казалось. Мир растений тоже наполнен хитростью и борьбой, блестящими идеями и ошибками. Растения изменяют свою судьбу — значит, представляют, что их ждет, и придумывают, как можно избежать беды, спастись хотя бы частично. Они сами себе помощники и лекари. Каждое из растении, а тем более деревьев, можно сравнить с государством. Даже если отдельные части их начали гибнуть из-за агрессии насекомых или оккупантов, — и дерево и государство могут спасти уцелевшие части, мобилизовав все силы, отыскав себе нужных союзников, придумав коварные ловушки, заманив неприятеля в глубь страны или ткани, а потом уничтожив его…

Государства, в свою очередь, тоже можно сравнить с огромными растениями, выросшими на географической карте. Государства состоят из людей, как растения из клеток; все части их мыслят, и это дает выжить целому — иначе бы державы рассыпались, как замок из песка. Так же, всеми своими частями, думает и растение.

Огурец создает оборону, призывал союзников

Когда нидерландский ученый Марсель Дикке из Вагенингенского университета проводил опыты с бобами, он заметил удивительный факт. Растения, пораженные паутинными клещами, взывали о помощи: приманивали хищных насекомых, естественных врагов паутинных клещей. Во время отдельных опытов выяснилось, что эти хищные насекомые не проявляют интереса к добыче, пока расстояние до нее велико. Однако если паутинные клещи начинали поедать листики бобов, их враги сразу заметно настораживались и вскоре спешили на помощь бобам. Что же призывало их?

Чтобы ответить на этот вопрос, ученые пригляделись к бобам. Оказалось, в момент нападения на них паутинных клещей поверхность листьев выделяет смесь различных ароматических веществ — главным образом это терпеноиды. Почуяв этот запах, хищные насекомые — в данном случае это были хищные клещи — бегут навстречу ему. Марсель Дикке и его коллеги сделали вывод, что бобы с помощью этих веществ приманивают своих «телохранителей» и те защищают их or врагов.

Эти опыты вызвали огромный интерес у биологов. До этого мало кто полагал, что растение способно на такую сложную реакцию. Однако вскоре стало ясно, что данный случай вовсе не единичный. Сейчас известно уже более 25 видов растений, готовых вызвать себе «охранников». Все они научились изъясняться на языке насекомых, химическими сигналами спасая себе жизнь. Среди них такие известные нам растения, как помидоры, огурцы, кукуруза. При появлении вредителей они мобилизуют целые отряды насекомых, например хищных клещей и клопов. Те же только рады: теперь им не надо подолгу рыскать в поисках добычи — в мощном потоке запаха она заметна, как при свете прожектора.

Многие растения не только защищают поврежденные вредителями части, но и заботятся о сохранении здоровых еще листьев и ветвей. Всеми своими частями они начинают приманивать себе защитников: нетронутые ткани растений тоже вырабатывают ароматические вещества. Сигналом этих здоровых тканей служит появление особого вещества — жасминовой кислоты.

Однако этим дело не ограничивается. Растение не только готово само дать отпор агрессору, но и невольно предупреждает собратьев. Молекулы метилжасмината достигают воздушным путем соседних растений. Те узнают о «большой битве», разыгравшейся рядом, и готовятся встретить вредителей во всеоружии. Гусеницы еще ползут в атаку, а хищники уже настороже. Конечно, не надо думать, что царство флоры населено одними альтруистами, спешащими оповестить своих соседей о беде, лишь бы тем лучше жилось. Скорее в ходе эволюции растения научились улавливать сигналы беды — эти вопли химического ужаса, испускаемые страдальцами. Улавливать, правильно истолковывать их — и потому выживать. Все, кто был глух и слеп к ароматным знамениям, неожиданно для себя становились жертвами полчищ насекомых. Все, кто вслушивался в чужой SOS, опережал события, наносил встречный удар.

Нож, не похожий на гусеницу

Но ведь не только гусеницы и жуки вредят листьям растений. Случается не биологическое «нападение», а механическое — колесами, ножом. Однако в таких случаях растение никого не зовет на помощь. И как бы ему плохо ни приходилось, как бы ни истекало оно «слезами» и «кровью», известные нам защитники не поспешат, не поползут и не полетят спасать раненого.

Исследователи проводили опыты: кололи, царапали, прищемляли листья и стебли, подражая воздействию на растение насекомым. Растение терпело и молчало. Оно слишком дорожит хищными заступниками, чтобы обманывать их ложными сигналами: ведь боль ему доставляли не вредители-насекомые, с которыми охотно разделались бы насекомые-защитники. Не тревожь понапрасну друзей — и они останутся друзьями. Анализируя ароматические вещества, выделенные растениями, раненными кнопкой, иглой или ножом, ученые не обнаружили и следа тех веществ, которые привлекают хищных насекомых.

Как же растение сумело понять характер повреждения? Как определило, что его кромсает нож, а не гусеница? Очевидно, растения могут различить скальпель и ротовой аппарат гусеницы, говорит итальянская исследовательница Петиция Маттьяччи. Иначе этот феномен не объяснить.

Чтобы истолковать происходящее, ученые попробовали смазать слюной гусеницы надрез, оставленный скальпелем. Внезапно все переменилось. Растение стало посылать свои сигналы. Капельки слюны оно приняло за присутствие самого насекомого. Оно объединило гусеницу с выделяемым ею секретом.

Однако растения гораздо догадливее, чем мы думаем. Стоило лишь мотыльку отложить яйца на листья вяза, как дерево начинало беспокоиться, не дожидаясь, пока выползут вредные гусеницы. Оно заранее вопило на своем химическом языке. Еще не выросли те гусеницы, как за ними пришла их смерть.

Еще находчивее страстоцвет, произрастающий в Центральной Америке. На его листьях появляются наросты, напоминающие яйца насекомых. Когда бабочка геликонида прилетит, чтобы отложить потомство, она увидит, что здесь уже появился чей-то «инкубатор». Гусеницы этой бабочки поедают друг друга, поэтому откладывать сюда яйца нет никакого смысла. Старшие пожрут младших. Бабочка летит прочь, в более безопасное место. Страстоцвет изловчился и обманул своих врагов.

Цветочный парфюмер

Итак, растения, эти безмозглые стволы и кроны, могут думать? Воистину велики твои чудеса, о природа! До сих пор считалось, что память и интеллект, умение учиться и размышлять были дарованы лишь человеку и животным. Мир растений был этой благодати лишен. Но что бы мы ни думали о них, в их поведении отчетливо видна мысль. Никто не заставлял и не учил их обманывать врагов, они же пускались в сражение, доверяя одной смекалке. Хрупкие, неподвижные, безрукие организмы растений придумывали ловушки, в которые попадали их враги. Очевидно, их поведение — результат долгого приноравливания к окружающему миру. Процесс этот длился миллионы лет.

Долгое время считалось, что растения вряд ли что замечают вокруг себя, ведь у них нет органов чувств. Камень, металл, гипс… Этот бездушный перечень вроде бы логично продолжало дерево. Однако в последние годы мнение биологов о природе разительно изменилось. Растения взывают о помощи; листья переговариваются с клопами и клещами; деревья воспринимают, замечают, думают — то есть общаются с внешним миром. Им дарован язык ароматов, не доступный нашему обонянию. Лишь оттого они кажутся молчаливыми, что их язык мы не воспринимаем. Животных мы еще слышим, но не понимаем: к растениям мы просто глухи.

Иное дело — насекомые. Это прирожденные «парфюмеры»: они улавливают малейшие дозы ароматических веществ — перед их чутьем пасуют приборы. Вот почему им понятны любые химические «вскрики» растений. «Шорох и шепот» запахов для них что громовые удары.

Однако современная техника, хоть и проигрывает по сравнению с обонянием инсектов, позволяет «подслушать» довольно громкие разговоры растений и даже изучить их лексикон. Так, растения, атакованные вредителями, не просто вопиют: «Беда! У меня беда!», но и докладывают, какой именно за враг на них напал. Для каждого вредителя у них свой букет запахов. Так, опыты с хлопчатником показали, что он выделяет одни вещества, когда его поедает долгоносик, и совсем другие, когда на него нападет точильщик. Хищные насекомые знакомы с этим словарем и потому спешат на помощь, когда на листьях растения появляется их излюбленная добыча.

Кукуруза подмечает даже, какого возраста личинки, пожирающие ее листья. Чем они моложе, тем больше ароматических веществ выделяет растение. Вот как ученые объясняют эту тактику. Старые личинки скоро окуклятся и перестанут причинять вред. Когда мотыльки вырастут, они и вовсе будут питаться лишь нектаром и пыльцой. А вот маленьким гусеницам надо набираться сил; им только дай волю… От этих «молодых хулиганов» растение спешно ищет защиты.

Армия любителей сладкого разгонит любую оргию

Итак, растение знает, кого звать на помощь. Враг его врага — ему друг, но не всегда растение расплачивается со своими помощниками, скармливая им напавших на него насекомых. Бывают комбинации и похитрее.

У некоторых видов акаций рядом с цветками появляются дополнительные нектарники. Они нужны вовсе не для опыления — они привлекают муравьев. Эта «армия», сбежавшись на сладенькое, заодно отпугнет и вредителей. В кустах акации муравьям «готов и стол, и дом». В полых ветвях и шипах им есть где пожить и спрятаться от птиц. Если нектара им мало, на листьях акации они найдут плотные узелки, богатые белками. Эти «молочные реки, кисельные берега» муравьи будут защищать от любых насекомых, а значит, уберегут листву акации. Бравые охранники помешают даже усикам вьющихся растений вцепиться в ствол приютившего их куста.

Летом, в ту пору, когда насекомые-вредители лютуют, нектарники выделяют особенно много нектара, чтобы привлечь побольше муравьев. В другие сезоны, когда угроза меньше, акация ведет себя экономнее.

Точно так же поступают ядовитые растения. Содержание яда в их листьях повышается, когда насекомые начинают их поедать. Так, у табака в считанные часы увеличивается содержание никотина. Через пять-десять дней его уже в четыре раза больше, чем было до появления вредителей: это — смертельная доза для насекомого, не готового к такой атаке.

А вот гусеницы табачного червя без труда переваривают растения, содержащие никотин. Их организм либо обезвреживает яд, либо выводит его прочь. Кстати, по этой причине почти все инсектициды можно применять лишь пару лет, а потом насекомые привыкают к ним и начинают беспрепятственно размножаться.

Впрочем, на какие бы уловки ни шли насекомые, растения пока сильнее. Если бы было наоборот, то Земля напоминала бы выжженную пустыню. Сейчас же она вся покрыта зеленым ковром трав и зеленым шатром деревьев. И те и другие умеют постоять за себя.

Итак, растения болтливы как сороки: они умеют оповестить мир о своей беде. Раз в их тканях нет силы, они найдут себе защитников.

Нам тоже есть чему поучиться у растений. Если мы разучим команды, которыми растения загоняют к себе «на работу» хищных насекомых, то сумеем перехитрить вредителей. Зачем опылять грядки и сады химикатами, если можно позвать «хищников»? Это и эффективно, и для нас безвредно.

«Вот так мы, может быть, выиграем битву с вредными насекомыми», — говорит Марсель Дикке, долго занимавшийся проблемой общения растений. По его мнению, с помощью селекции или генетических манипуляций можно повысить стойкость многих культурных растений — этих неженок, изводимых вредителями. Нам надо научить их тому, что они позабыли и что умеют дикие формы растений, — самостоятельно защищать себя от вредителей. Когда они этому научатся, наступит новая arpo-эра, в которой не будет место пестицидам.

 

ПРИРОДНЫЕ НАСОСЫ

Деревья — это гиганты, возвышающиеся над такими карликами, как мы. Для дерева его высота часто означает ключ к успеху, поскольку высокое дерево вырывается из тени, падающей от соседей, и получает прямой доступ к солнечному свету. Но через несколько десятилетий непрерывного роста деревья останавливаются. Почему же, захотели узнать биологи и экологи, деревья, достигнув некой высоты, не стремятся стать выше?

Вопрос роста деревьев — не просто академический. Мы выбрасываем в атмосферу миллиарды тонн двуокиси углерода и не можем предсказать, как на это отреагирует Земля и организмы, ее покрывающие. Одним из главных неведомых вопросов здесь является такой: как избыточный углекислый газ (основной ингредиент фотосинтеза) повлияет на рост растений? Будет ли газ стимулировать их рост, и станут ли растения поглощать больше газа — возможно, столько, чтобы свести на нет глобальное потепление? Ответом на эти вопросы может стать то, насколько высоко деревья способны расти.

При фотосинтезе дерево использует энергию солнца, бьющего своими лучами по листьям, чтобы соединить воду, углекислый газ и минеральные вещества и обратить их в углеводы. Вода также нужна для переноса питательных веществ, терморегуляции и поддержки тканей в здоровом состоянии. Эта драгоценная жидкость впитывается корнями дерева и затем препровождается к стволу и веткам через систему узких трубочек.

Каждый лист покрыт крошечными порами, через которые лекислый газ входит, а вода испаряется. Молекулы воды притягиваются друг к другу, и, когда часть воды испаряется с листа оставшийся запас «подтягивает» влагу снизу. Таким образом, создается сила, тянущая вверх. За счет нее вода и проходит весь путь от земли до листа. Когда влага входит в лист, а с него уходит воздух, в трубочках растет давление, заставляющее корни втягивать больше воды из земли.

Хотя одна пора может оказать лишь крошечное влияние на состояние воды внутри дерева, все поры на всех листьях в совокупности создают гигантскую силу, которая способна перемещать сотни литров воды вверх по дереву. И самое интересное, что дерево не прикладывает ни малейших усилий к тому, чтобы эта гидравлическая система действовала: испарение (вызванное солнечной энергией) само делает всю работу.

Но этот изумительный инженерный подвиг не свободен от риска. Чем суше воздух, тем с большей силой вода испаряется из пор листьев. В то время как испарение тянет столб воды вверх, сцепление между молекулами отвечает сопротивлением, заставляя воду растягиваться, как резинка. Если сила, вытягивающая воду из дерева, значительна, то столб может лопнуть, как та же резинка. В результате — разрыв, принимающий форму пузыря.

Хотя ботаники мало знают об этом пузыре (сложно изучать что-либо внутри дерева), они совершенно уверены, что для дерева он является проблемой. До тех пор, пока разрыв не заделан, дерево не может прокачивать воду и втягивать ее корнями. Ученые исследуют этот процесс, но до конца его еще не понимают.

Биологи Барбара Бонд из университета штата Орегон и Майкл Райан из Лесной службы США, изучающие эту проблему, считают, что деревья развили приспособление, которое не дает столбу воды разорваться. Когда натяжение, которое создается при испарении, превышает некий предел, часть пор на листьях просто закрывается, и тем самым сила испарения уменьшается.

Риск разрыва сильнее у больших деревьев, чем у маленьких, по словам Бонда и Райан, потому что столбы в больших деревьях длиннее и таким образом в них и «гидравлическое сопротивление» выше (по физическим законам, сопротивление растет с увеличением длины). Это сопротивление плюс большая гравитация, действующие на воду внутри дерева, заставляют его применять огромные силы для вытягивания воды из земли.

Бонд и Райан нашли несколько косвенных доказательств этого риска, наблюдая за поведением пор на листьях и у высоких, и у низких деревьев. Утром, когда воздух начинается согреваться восходящим солнцем и его влажность падает, растет сила испарения, действующая на листья деревьев. Постепенно деревья всех ростов закрывают свои поры, но высокие деревья делают это раньше низких.

Хотя высокие деревья обеспечивают себе некоторую защиту от разрыва, закрывая поры, они и платят за это высокую цену. Закрытые поры не могут поглощать воздух. Без углекислого газа фотосинтез останавливается, а без фотосинтеза дерево не может расти. То, когда точно достигается этот рубеж, зависит от физиологии дерева и его окружающей среды. Бонд и Райан думают, что не случаен, например, тот факт, что самые высокие деревья в мире, секвойи, буквально утопают в туманах, приходящих с Тихого океана. Во влажном воздухе, как считают биологи, деревья не теряют воду так быстро и могут дольше держать поры открытыми, и, соответственно, дольше будет длиться фотосинтез. Но даже для этих гигантов есть предел. Раньше или позже каждое дерево сдается и прекращает расти, чтобы не умереть от жажды.

 

ИСЦЕЛЯЮЩАЯ СИЛА «ГОРНЫХ СЛЕЗ»

О мумие — чудодейственном лекарственном средстве, слышали многие. Но что оно собой представляет и какова в действительности его эффективность, знают единицы. Ореолу таинственности, окружающему мумие, в немалой степени способствовало и то, что долгие годы в Советском Союзе оно было как бы вне закона: его не просто объявили вредным шарлатанским средством, но и запрещали применять в лечебных целях. Впрочем, это не мешало партийной элите пользоваться данным препаратом, который за валюту закупался в Индии, Непале и Иране.

— Запрет выглядел нелепым, ибо на Востоке лечебные свойства мумие были выявлены еще в глубокой древности и с тех пор тысячекратно проверены на практике, — пишет народный целитель Иван Усольцев. — Достаточно назвать хотя бы несколько имен тех, кто отдавал должное этому препарату: древнегреческий философ Аристотель и среднеазиатский ученый аль-Бируни, арабский медик Ибн Рушд, средневековый французский фармацевт Ги де ля Фонтен и гениальный итальянский мыслитель Леонардо да Винчи.

Особенно широко в своей практике использовал мумие знаменитый врач, ученый и философ Ибн Сина, известный на Западе под именем Авиценны. В написанной им энциклопедии теоретической и клинической медицины «Каноны врачебной науки», обобщающей опыт греческих, римских, индийских и среднеазиатских врачей, Авиценна назвал мумие всеисцеляющим средством, отметив в своих трудах, что абсолютно правы те народные врачеватели, которые используют это средство при лечении переломов костей, вывихов, ангины, бронхиальной астмы, при гноетечении из уха и понижении слуха, укусах ядовитых змей, язве желудка и болезни печени. По свидетельству Авиценны, мумие также дает хорошие результаты, когда необходимо придать силы старческому сердцу, омолодить кожу, избавиться от излишнего загустения крови.

Столь обширный перечень недугов, которые успешно лечились с помощью мумие, объясняется тем, что восточные врачеватели интуитивно подметили его уникальный, как теперь принято говорить, клинический эффект: это средство активизировало защитные силы и ускоряло процессы регенерации в организме. Кстати, есть свидетельства, что Александр Македонский после ранений, полученных в индийском походе, лечился «горными слезами». А это и есть легендарное мумие Востока.

В Средние века ему приписывали волшебную силу и считали лекарством, которое исцеляет от всех болезней. Не так давно специалисты МГУ экспериментально подтвердили, что мумие обладает резко выраженным антибиотическим свойством: в растворе горного бальзама погибают стафилококки и кишечные палочки, также многие другие патогенные бактерии. Причем это антимикробное воздействие оказалось более сильным, чем, например, пенициллина. Да, не зря написанный более двух тысяч лет наза тибетский трактат «Джуд-ши» наставлял: «Бери мумие в горах исцеляйся!» И тамошние врачеватели еще за сотни лет до Авиценны лечили «горными слезами» туберкулез, гнойные раны, воспаления кишечного тракта.

Лекарство из-под мышиного хвоста

Какова же природа чудодейственного бальзама? Еще недавне существовало несколько теорий о происхождении мумие. Увы, на поверку оказалось, что все они не что иное, как добросовестные научные заблуждения. Московские и харьковские геохимики подвергли мумие анализу на инфракрасных спектрометрах. Первое, чта они установили, это — близость структуры и химического состава всех сортов загадочного бальзама: среднеазиатского, сибирского, непальского, индийского. Второе было куда более важным. Выяснилось, что это вещество имеет растительное происхождение.

Но выводы геохимиков еще не давали ответа на главный вопрос: откуда берется органика, являющаяся основой мумие?

Тайну горного бальзама раскрыли ученые из Киргизии и Узбекистана. Они провели обширное обследование мест его выхода с последующим лабораторным анализом собранных образцов. В итоге многолетних исследований было бесспорно установлено, что бальзам является конечным продуктом естественного изменения… экскрементов некоторых видов полевых мышей!

Большая заслуга в открытии происхождения этого природного бальзама принадлежит самаркандцу Николаю Федоровичу Воробьеву. Занимаясь народным целительством, он использовал рецепты древней восточной медицины, в том числе и труды Авиценны. Причем, несмотря на запреты, Воробьев не один десяток лет врачевал недуги препаратами, приготовленными из мумие, и добивался поразительного лечебного эффекта.

А дальше сыграла свою роль научная любознательность Воробьева и увлечение альпинизмом. В одном из тибетских трактатов ему встретилось упоминание о «мумиеносной мыши», которая живет высоко в горах, где есть различные руды и минералы. В ее испражнениях якобы и содержится целительный бальзам.

Конечно, трудно было поверить в лечебный эффект мышиного помета. Но Воробьев все же решил проверить утверждение древних тибетских знатоков. Для этого нужно было найти загадочную «мумиеносную мышь» и понаблюдать за ней, чтобы изучить ее экологию.

На это ушло немало времени, поскольку наблюдения пришлось вести не в удобном виварии, а на заоблачных горных кручах. В конце концов исследователь пришел к выводу, что под «мумиеносной мышью» тибетцы имели в виду сеноставку. Этот травоядный грызун ведет скрытный образ жизни. Он очень осторожен и боится любого шума. Поэтому Воробьев был вынужден затаиваться и сидеть неподвижно много часов, чтобы не спугнуть зверька. Затекали ноги и промерзало до костей все тело. А увидеть сеноставку удавалось лишь рано утром, на рассвете.

— Живя среди скал, эта мышь выработала своеобразный способ передвижения — скачками, — рассказывает Николай Федорович. — Пробежит немного и подпрыгнет этак сантиметров на пятнадцать. Есть прыжки просто так — для тренировки, а есть и для того, чтобы запрыгнуть на уступы, добраться по ним до сводов пещеры или скального навеса. Там она прячет свой помет в укромном месте. Поэтому спелеологи и находят натеки мумие на стенах фотов. Как правило, такие смолистые образования очень старые по возрасту. Лучшее лекарство приготовляется именно из них…

Впрочем, отложенный мышью-фармацевтом помет — еще не лекарство, а только сырье для него, которое затем перерабатывается самой природой. Дело в том, что в экологии сеноставки есть одна особенность. Травы в ее кишечнике не перевариваются полностью. Поэтому весной, когда еще нет свежей травы, спрятанный в сухих местах помет может служить ей достаточно питательной пищей, если не хватит заготовленных осенью запасов корма.

Обычно часть таких «продуктовых складов» весной остается невостребованной. И тогда начинается процесс превращения мышиных экскрементов в мумие. Вначале они насыщаются микроэлементами из окружающих горных пород. Затем в дело вступают микробы и микрогрибки, постепенно делающие из сырья полуфабрикат.

Алхимия природы

Многолетнее изучение и использование найденных Воробьевым в горах образцов привели его к выводу, что лечебные свойства мумие зависят от трех важных факторов. Первый — условия местности, гдe лежал помет сеноставок, минеральный состав окружающих горных пород и уровень солнечной радиации. Именно под воздействием этой радиации полуфабрикат бальзама становится, как он говорит, «живым», то есть действенным. Второй — время, отпущенное на превращения входящих в него компонентов. Эти метаморфозы как раз и составляют сущность происходящих в созревающем бальзаме процессов, прежде всего микробиологических. Третий — правильный метод очистки сырца мумие от примесей. И тут нужна высокая компетентность, знание древних народных приемов. Перегрев при очистке нейтрализует биологически активные вещества, взятые мумиеносными мышами у растений.

Я знаю много случаев, — рассказывает Николай Федорович, — когда сибирские и среднеазиатские врачи на основании анализов доказывали отсутствие у препарата лечебных свойств. Но это как раз был и те случаи, когда собранный сырец очищался на паровой бане при температуре +60°С. А вся сложная смесь органических субстанций разлагалась и теряла свою «живинку». Но если обрабатывать сырец при температуре не свыше +39 °С, результат очистки будет оптимальным и получится действительно целебный бальзам. Впрочем, есть и другие тонкости, которые отлично знали древние целители Востока. Поэтому нужно в точности следовать их рецептам.

Свои выводы о происхождении мумие Воробьев сделал на основании многократных анализов бальзама разного возраста и, следовательно, разных стадий процесса его естественного образования. Он поделился этими секретами с геохимиками. Как уже говорилось выше, те провели дополнительные исследования, показавшие достоверность его гипотезы. В частности, геохимики подтвердили, что мумие содержит антибиотики растительного происхождения, вещества, препятствующие свертыванию крови, и широкий спектр микроэлементов: кальций, натрий, кремний, калий, медь, молибден, никель, скандии, олово, висмут, железо и даже немного золота. Есть в нем и растительные элементы — остатки горной флоры, характерной для пояса от 1500 до 3000 метров над уровнем моря. С помощью изотопного анализа определили и возраст натеков мумие нa стенах алтайских пещер — от сотни до тысячи лет!

Что касается лечебного действия мумие, которое оказывает целый «букет» содержащихся в нем микроэлементов и биологически активных веществ, то тут Воробьев и другие отечественные ученые существенно дополнили перечень болезней, составленный Авиценной. Оказалось, бальзам не только обладает ярко выраженным антимикробным действием и уменьшает свертываемость крови, что весьма важно при лечении сердечно-сосудистых заболеваний. В частности, он повышает активность иммунной системы и улучшает зрение. А строго дозированный прием раствора мумие помогает студентам решать сложные математические задачи, улучшает память, активизирует творческие возможности человека. Мази на его основе хорошо лечат гнойные раны и язвы, снимают аллергические воспаления кожи.

Тем не менее Воробьев не устает подчеркивать, что этот лечебный природный препарат — не панацея. Он хорошо действует, обеспечивая стойкий эффект, лишь в сочетании с целебными травами и корнями, некоторыми природными ядами и экстрактами из лимфатических жидкостей насекомых. Причем прежде всего нужны правильный диагноз и врачебное заключение. Никакого самолечения! Ибо при неправильном приеме бальзама результат может оказаться прямо противоположным. Курс мумиетерапии должен обязательно проводиться врачом, хорошо знающим особенности действия препарата.

После столь подробного рассказа о всеисцеляющем бальзаме остается лишь сообщить, что подлинное мумие — это черное, блестящее смолистое вещество, горькое на вкус, обладающее специфическим ароматическим запахом. В обычных условиях мумие представляет собой полужидкую массу. Если оно хорошего качества, то в руках быстро размягчается, нечистое или некачественное — при температуре тела остается твердым.

Ни в коем случае не покупайте мумие на рынке! К сожалению, там сейчас полно подделок. Некачественны даже непальские препараты, ибо они не получили достаточную дозу солнечной радиации и претерпевали метаморфозы в более сырых условиях, чем нужно.