У беспомощной, ничего не понимающей жертвы нет ни единого шанса. Чудовище поджидает ее, медленно обвивает элегантными щупальцами и поглощает целиком. Впоследствии еще долго можно наблюдать, как водяная блоха барахтается и трепещет в теле своего убийцы. Это полип с щупальцами, прозрачный, практически бестелесный, почти как призрак. Так об этом коварном нападении профессор Бульвер рассказывает своим ошеломленным студентам, увидевшим произошедшее в одной из сцен фильма 1922 года «Носферату, симфония ужаса». Для этой классической немой кинокартины времен Веймарского экспрессионизма Фридрих Вильгельм Мурнау взял за основу сюжет «Дракулы» Брэма Стокера. Впрочем, он добавил эпизоды из фильмов про природу: про пауков, про дьявольских гидр и других плотоядных. К ним также относятся и плотоядные растения, которые канадская исследовательница Джанет Джансен считает метафорой для выражения социальной нестабильности и потери традиционных рамок в кино эпохи Веймарской республики. Правда, в фильме эти демонические растения скорее привлекают внимание к графу-вампиру, за которым охотится профессор Бульвер, в целом иллюстрируя то, как много хищников существует в природе.
В другой сцене фильма можно увидеть муху, попавшую в смертельную ловушку плотоядной венериной мухоловки. «Сложно поверить, – гласит текстовая реплика профессора, – почти как вампир!» Несмотря на попытку Мурнау отчасти обелить репутацию вампиров, их энергетику все же нельзя назвать нормальной – все-таки нельзя пить человеческую кровь безнаказанно. Стоит отметить, что в Викторианскую эпоху и у некоторых растений была плохая репутация. Эти плотоядные растения создавали хаос в установленном Богом природном порядке. Они считались зоофитами – странными гибридами, не относящимися ни к животным, ни к растениям.
С пожирателями мух еще можно было смириться, но кто мог знать, за кем будут охотиться их более опасные родичи? В апреле 1874 года в газете The New York World была опубликована статья немецкого ученого-путешественника Карла Лича, в которой он рассказывал об экспедиции в дремучие леса Мадагаскара. По его словам, под предводительством дикого, но хорошо знающего местность племени мкодо он нашел трехметровое, похожее на ананас растение со столь же длинными листьями и щупальцами, обвивавшими ствол, словно змеи на голове Медузы Горгоны. Молодая женщина из племени мкодо должна была выпить вязкий нектар этого растения, которое вскоре обхватило ее гибкими ветвями и задушило. Страшные крики. Еще более страшный смех. Клокочущие стоны. И после этого мкодо в какой-то неописуемой оргии выпили сок растения, смешанный с кровью девушки.
Легенда о мкодо, о растении-человекоубийце и о самом Карле Личе дошла до одного редактора газеты, который и до этого печатал полуреалистичные истории в духе Мюнхгаузена. В свою очередь, Чарльз Дарвин, в этот же период работавший над статьей о плотоядных растениях, вовсе не хотел верить в такие истории без убедительных доказательств. Хотя некоторые впечатлительные читатели поверили в эту ужасную сказку, в связи с чем вплоть до сегодняшнего дня в Интернете можно найти статьи о растении Crinoida dajeena и о его выдуманных родичах, например кровососущих лианах в Никарагуа. Одри II из «Магазинчика ужасов», одноименной книги и фильма, тоже ест людей и склоняет их к убийству. Ее цель – заполучить господство на Земле, что укладывается в категорию классических «космических ужасов» Лавкрафта. Стоит отметить, что действительно существующие на планете плотоядные растения-монстры меньше в размере, чем те, что вы можете встретить в выдуманных историях. Более того, они в основном лишь пытаются выжить на истощенной почве, зачастую при помощи слизи.
«Вы потеряли линзу?» – спрашивает меня обеспокоенный путешественник, которого я встретила, согнувшись в три погибели над каким-то французским болотом. Он и не догадывается, что я охочусь за монстрами и хочу поближе познакомиться с росянкой Drosera. Где-то там, в растрепанной траве, должно быть, спряталось это хищное растение высотой лишь в несколько сантиметров. Наконец я его нашла. У этого нежного растения широкие, покрытые красными волосками, верхушки листьев. Каждый из них блестит, словно покрытый утренней росой. Впрочем, это вовсе не роса, а вязкая, липкая слизь, которая у растений называется клейким веществом, или растительным клеем. Растительный клей представляет собой высокоспециализированный гидрогель, к которому намертво прилипают насекомые. Сразу после этого лист растения сворачивается, захватывая жертв, и они разлагаются под воздействием пищеварительных ферментов. Создается впечатление, что эти растения прилагают максимум усилий, чтобы выжить в достаточно суровых условиях, в том числе при недостатке почвенного питания. Тем не менее годы спустя в Австралии на каменистой почве я нашла целые ковры Drosera – настоящее поле битвы, усыпанное пустыми оболочками жертв росянки.
В целом это очень примитивный механизм охоты, которым, кстати, пользуется и вампирическая венерина мухоловка профессора Бульвера. Равно как и другим плотоядным растениям, Dionaea muscipula приходится улучшать свою диету на скудной почве за счет мяса, поскольку в нем содержится азот. Ее хитроумная ловушка состоит из двух складывающихся половинок, обрамленных жесткими волосками. Лишь после повторного воздействия на волоски ловушка захлопывается, словно огромный рот с насекомым или пауком внутри. Пища, таким образом, оказывается за жесткой решеткой. Такие «челюсти» у плотоядных растений развились по той причине, что сильная добыча могла легко вырваться из слизи. Правда, такая удача добыче сопутствует не всегда. Жирянка, к примеру, покрывает свои большие листья клейкими выделениями, которые крепко удерживают попавшихся в ловушку насекомых. А вот после фиксации добычи жирянка уже полностью обволакивает ее слизью, не оставляя никаких шансов на спасение.
Природные вязкие компоненты пригодились Папагено[23] и другим птицеловам. До XIX века при изготовлении ловушек они использовали смолу для ловли птиц с омел и падубов. Отловленных птиц они впоследствии продавали, завлекая покупателей рассказами об их чудесном пении или нежном мясе. А какое оправдание у тропического дерева Pisonia? Оно относится к семейству никтагиновых и представляет собой, по сути, ботаническую загадку. Тактика распространения у него, правда, не такая уж оригинальная. Pisonia распространяет свои плоды с помощью клейкой слизи. Так они, словно безбилетные пассажиры, прилипают к морским птицам. Молодые особи часто не выдерживают тяжести плодов и падают вниз, а их трупы остаются лежать вокруг корней дерева[24]. Впрочем, остается неясным, приносит ли гибель птиц хоть какую-то пользу этому таинственному растению.
Смолой для ловли птиц называют зеленоватую, вязкую, тягучую, очень клейкую, тестообразную, тающую в тепле, не растворяющуюся в воде, а следовательно, сильно отличающуюся от обычного клея массу. Ее смешивают с небольшим количеством жира и наносят на рутений, с помощью которого ловят птиц.
Четкое определение плотоядности у растений отсутствует, но всегда упоминается пять отличительных черт: животные должны быть привлечены в ловушку, схвачены, убиты, разложены с помощью энзимов и поглощены растением для собственной пользы. Коварное растение под названием пастушья сумка является тому отличным примером. Ее семена привлекают жертв, более девяноста процентов которых не выживают после этой встречи. Дело в том, что слизь этого растения склеивает ротовое отверстие своей добычи, заставляя ее захлебнуться, или жертва умирает от истощения. В отношении пастушьей сумки долго существовали споры: она считалась протокоядным (протоплотоядным), то есть бывшим или, наоборот, будущим плотоядным, потому что отсутствовали доказательства использования добычи для ее собственных нужд. Впрочем, новые исследования показали, что смерть нематод приводит к высокой всхожести семян, а проростки становятся более крупными и крепкими. Возможно, плотоядность у растений тоже образует спектр с преобладанием того или иного типа питания[25].
Можно предположить, что именно слизь невольно подталкивает некоторые виды растений к плотоядному образу жизни, выступая в роли липкой ловушки для насекомых, хотя ожидается, что она должна в основном выполнять иные функции. Такое предположение имеет смысл, поскольку слизь самых разных видов присутствует как у многих растений, включая древесные растения и травы, так и у водорослей, лишайников, мхов и папоротников. Эти слизи выполняют множество функций и вырабатываются, например, корнями, побегами или частями цветка. Гелевая оболочка особенно важна для диаспор, то есть для семян и плодов, которые она покрывает, словно желеобразная капсула. Это имеет существенное значение для тех плодов, которым предстоит попасть, к примеру, в пищеварительный тракт летучей мыши, чтобы семена впоследствии смогли прорасти. Слизистая оболочка позволяет облегчить это путешествие, равно как и набухшее льняное семя активизирует работу утомленного кишечника переевшего человека.
По сути, гелевая оболочка диаспор создает классический барьер при контакте с окружающей средой. Этот барьер главным образом защищает их и создает для них подходящий микроклимат, но у него есть и дополнительные функции, зависящие от конкретной потребности. Если диаспоры оказываются в воде, то слизистая оболочка помогает им плавать на поверхности и дольше выживать. С другой стороны, в пустынях и при других засушливых условиях слизь скорее защитит от высыхания и сохранит воду. Так, семя полынь Artemisia sphaerocephala при максимальном потреблении воды увеличивается примерно в шестьсот раз. Другой важный момент – это прилипание. Муравьи могут утащить некоторые питательные семена к себе в жилище. Впрочем, этого не произойдет, если семена с помощью слизи приклеятся к почве. Другие, напротив, прикрепляются к животным, чтобы, будучи безбилетными пассажирами, освоить новые местообитания и, если повезет, еще и избавиться от конкурентов.
Именно в суровых условиях семена особенно зависят от слизи, выполняющей функции барьера, поставщика воды и помощника при прорастании. Гелевая оболочка семян вечерницы Hesperis matronalis имеет форму линзы и направляет свет на определенную часть семени, что активирует важные энзимы и облегчает рост в целом. Слизь помогает первым корням еще на этапе прорастания в почве, собирая, возможно, специальный микробиом, крайне важный для растений. Холобионты – высшие животные, следовательно, они поддерживают тесную связь со своими постоянными, «оседлыми» микробами, которые интенсивно взаимодействуют с барьером из слизи.
Растения предлагают микроорганизмам много разных жизненных пространств, самое важное и активное из которых – это ризосфера. Это понятие в 1904 году ввел немецкий ученый-агроном Лоренц Хилтнер, обозначив им ту зону, где корни образуют единую сеть с частицами почвы, микробами, такими как бактерии, археи, грибки и вирусы, а также с маленькими эукариотами. Ризосфера плотнее, но менее разнообразно заселена, чем окружающая ее почва. Тем не менее в плане состава микробов ризосферу считают самым сложно устроенным жизненным пространством на планете. Очевидно, что растения, в отличие от животных, не могут спастись бегством от засухи, засаливания почвы, попадания в нее тяжелых металлов и перепадов температуры. Они должны вкладывать силы в оборону, что помимо всего прочего подразумевает тщательный выбор соратников среди микробов. Валютой в таких сделках выступают так называемые экссудаты – смесь питательных веществ, аминокислот, химических средств борьбы с патогенами, секретируемая корнями, и многое другое, в том числе слизь.
Мы все еще знаем не так много о строении и организации ризосферы, хотя микробиом оказывает влияние на плодородность и иммунитет растений, на их выносливость в стрессовых условиях окружающей среды, а также на здоровье самой почвы. Иными словами, микробиом влияет на фундаментальные основы нашего питания. Генетический материал микробов даже считается «вторым геномом» растений, которые при необходимости могут воспользоваться ресурсами и скрытыми возможностями микробиома. Микробиом ризосферы является важной темой для исследования еще и потому, что индивидуальные микробные смеси в будущем будут помогать растениям закаливаться, а истощенным почвам – восстанавливаться. Подобное точечное заселение призвано облегчить освоение новых пахотных земель и помочь сельскому хозяйству противостоять последствиям изменения климата.
Рисунок 39. Семена вечерницы Hesperis matronalis прорастают, если их гелевая оболочка, словно линза, точечно направляет внутрь солнечный свет (1). Семена пастушьей сумки Capsella bursa-pastoris благодаря слизи также демонстрируют плотоядные черты (2)
Впрочем, это жизненное пространство малодоступно и очень динамично. Состав микробиома активно регулируется самими растениями и зависит, помимо всего прочего, от вида и возраста, строения почвы, окружающей среды, а также от существующих в данный момент условий. Это очень древнее эволюционное взаимодействие, начавшееся с колонизации земли растениями по меньшей мере четыреста шестьдесят миллионов лет назад, а может, и значительно раньше. Важным условием правильного функционирования микробиома у растений является выработка азота, необходимого элемента питания, которое хоть и присутствует в достатке, но не может потребляться растениями напрямую. Бобовые, например фасоль и горох, для этого содержат в своих корнях клубеньковые бактерии, которые фиксируют азот, переводя его в удобные для усвоения растениями соединения. Для маиса и других технических культур используются искусственные удобрения, изготовление которых требует больших затрат. Эти удобрения частично смываются в водоемы, которые не справляются с переизбытком питательных веществ.
Как следствие, ведутся поиски нового решения. Не исключено, что оно может быть связано с гигантской мексиканской кукурузой, поскольку это растение может получать азот непосредственно из воздуха. У маиса толстые красные воздушные корни, окаймляющие стебли, покрыты густой слизью, очень сладким гидрогелем, который блестящими каплями стекает на землю. Здесь обитает сложный микробиом, который фиксирует азот и передает его кукурузе. Если бы этот принцип можно было применить к другим культурам, почвы с низким содержанием азота использовались бы в качестве сельскохозяйственных угодий, а использование удобрений было бы сокращено.
Слизь у растений имеет решающее значение и для корневой системы в почве, ведь она прокладывает путь головному отряду корневой системы, то есть кончикам корней, которые подвергаются особой опасности, потому что они пронизывают густонаселенную микробами целинную землю. В связи с этим они производят много слизи, и выделяют ее в почву. Здесь слизь – смазка для проникновения корней в почву, которую гель также увлажняет, стабилизирует и склеивает. Слизь влияет на ризосферу, так как она предлагает питание полезным бактериям, а также содержит антимикробные действующие вещества. Нежные кончики корней покрыты так называемыми пограничными клетками, которые постепенно отшелушиваются, но могут сохраняться в ризосфере на протяжении недель и даже месяцев. Эти клетки активно защищают корни, создавая специальный матрикс, липкие цепочки ДНК которого способны обездвижить патогены. Аналогично действуют наши нейтрофилы – такие лейкоциты, которые также опутывают возбудителей клейкими цепочками ДНК. Стоит также добавить, что при наличии опасности корни могут резко увеличивать производство растительного клея и пограничных клеток.
Слышали когда-нибудь про грибка-наемника? Не стоит думать, что подземными баталиями занимаются одни лишь растения. Некоторые микрогрибки в почве создают некий корневой войлок, превращающийся в ловушку, как только поблизости появляются нематоды. Иными словами, речь идет о структурах с крупными отверстиями, которые, предположительно, покрыты вязким растительным клеем. Именно в нем застревают черви, которых потом пронизывают, парализуют и разлагают микоризы, также известные как грибокорни. Правда, еще более оригинальным способом борьбы является лассо, кольцо из мицелия, мгновенно набухающее и затягивающееся, как только в него попадает проползавший мимо червь. Эти механизмы могут запускать и некоторые бактерии, которые попадают в организм червей и уничтожают их, оказывая услугу смертоносному грибу. Иными словами, враг врага для подземного хищника становится другом. Немаловажно и то, что и у людей в будущем может появиться возможность контролировать паразитических червей и вредителей растений с помощью таких грибков. Им это придется по нраву, потому что эти плотоядные существа живут по принципу «лучшая защита – это нападение».