Джордж Зейдан – Ингредиенты. Странные химические свойства того, что мы едим, пьем и наносим на кожу (страница 14)
Тли – это маленькие (обычно) зеленые насекомые, приносящие большой вред растениям. Начнем нашу историю с леди по имени Мейбел, которая села на лист. Длина ее тела составляет пять миллиметров, что делает эту особь крупной для тли. У большинства видов тело длиной два-три миллиметра. Найдя подходящее место, она выплевывает капельку слюны, которая быстро приобретает консистенцию арахисового масла. Пока та загустевает, Мейбел разворачивает хоботок, похожий на иглу для подкожных инъекций, но при этом гибкий и имеющий два канала вместо одного.
Этот хоботок – рот насекомого: мордочка тли вдруг превращается в длинную гибкую иглу.
Мейбел проникает в гелевую слюну, которую она только что выплюнула, и кончик ее хоботка вскоре пронзает поверхность растения. В отличие от металлических игл, которыми колют вас врачи, хоботок не повреждает клетки, а проникает
Периодически у Мейбел возникает потребность сориентироваться. На ее хоботке нет глаз, и он не знает, в каком месте внутри растения находится, поэтому она протыкает хоботком соседнюю клетку. Оказавшись внутри, она делает глоток клеточного содержимого, другими словами, всасывает внутренности клетки в один из двух каналов хоботка и пробует их на вкус. Точно неизвестно, что чувствует при этом Мейбел, но она, вероятно, проверяет, насколько жидкость сладкая или кислая. Если она недостаточно сладкая и(или) слишком кислая, тля достает хоботок, меняет направление и снова продвигается внутрь растения. В итоге она проникает в священную сахарную магистраль – ситовидную трубку.
Как вы могли догадаться, растения не хотят, чтобы в них проникали. Особенно они опасаются за ситовидные трубки, ведь знают, что будет дальше: крупномасштабная кража глюкозы, которую они так усердно создавали. Растения вовсе не жадные и готовы пойти на честную сделку с насекомым или животным. Они словно говорят:
«Эй! Существо, которое перемещается! Я не могу сдвинуться с места, но у меня только что был секс, и мне нужно, чтобы все оплодотворенные эмбрионы распространились по миру. Если ты мне с этим поможешь, то я позволю тебе выпить нектар из моего сладкого цветка или съесть мои плоды. Звучит приемлемо? Отлично, договорились».
Однако, когда кто-то пытается забрать сахар, ничего не предлагая взамен, растения сердятся. Когда гусеница, например, жует, мнет и разрывает растительные ткани, они совершают множество ответных действий. Электрические и химические сигналы распространяются повсюду, сообщая об опасности. Длинные тонкие белки внутри ситовидной трубки, называемые «форисомы», увеличиваются в ширину в два-три раза, частично блокируя трубку. Клетки начинают производить полисахарид под названием «каллоза», который тоже помогает закупорить этот канал.
Но Мейбел знает об этих мерах. Убедившись, что клетка, в которую она проникла, – это ситовидная трубка, она выплевывает уже другую слюну, которая в значительной степени блокирует защитную реакцию растения. Теперь тля у цели. Она подавила защитную систему ситовидных трубок, и, поскольку канал находится под давлением, ей даже не приходится всасывать его содержимое. Мейбел просто открывает или закрывает клапан в голове, чтобы контролировать поток.
Однако у растения есть еще один защитный механизм, с которым Мейбел придется иметь дело. Это высокая концентрация глюкозы в ситовидной трубке, сравнимая с содержанием сахара в банке колы. Продвигаясь по пищеварительному тракту Мейбел, этот невероятно насыщенный сироп выводит из клеток так много воды[61], что другим, расположенным глубже в кишечнике, приходится направлять ее на передовую, чтобы помочь своим товарищам. К сожалению, Мейбел нужно поесть, поэтому она продолжает глотать сироп и терять воду. Чем больше жидкости проходит через тело тли и выходит из него, тем больше воды расходуется. Если она не перестанет пить этот растительный сироп, то из-за недостатка влаги высохнет, сморщится и умрет.
Это непременно произошло бы, если бы у Мейбел не было двух изысканных механизмов, борющихся с потерей воды. Первый очень прост: время от времени она может доставать хоботок из сахарной магистрали, находить немного ксилемы, переносящей воду из корней наверх, и делать большой глоток, чтобы восстановить обезвоженные ткани. Второй механизм заключается в том, что в теле тли есть фермент, связывающий молекулы сахара вместе, что снижает способность нектара высасывать воду из клеток. Это прекрасно для Мейбел, но ужасно для растения, ведь это означает, что насекомое может есть столько, сколько хочет.
Давайте подумаем о том, насколько это невероятно. Существо размером меньше ногтя и весом легче 10-сантиметрового волоса может:
1) вводить свой гибкий хоботок между отдельными растительными клетками, углубляясь на несколько миллиметров под поверхность стебля (а в некоторых случаях даже под древесную кору);
2) находить растительные клетки, переносящие 30-процентный сахарный раствор под давлением 5000–10 000 мм ртутного столба, и проникать в них;
3) незаметно пить столько нектара, сколько хочется, не высыхая и не умирая от того, что высококонцентрированный сахарный раствор обезвоживает тело.
Человеческой аналогии для этого не существует, но если бы она была, то у вас вместо рта была бы игла шириной с рулон туалетной бумаги и длиной с левую ногу. Вы должны были бы подкрасться к пожарному, поливающему водой дом, и пронзить пожарный рукав этой иглой, чтобы поток воды направился к вам в пищеварительный тракт. При этом вам бы пришлось проделать это так, чтобы человек ничего не заметил.
Но давайте вернемся к Мейбел. Она еще не закончила.
Тля не просто потягивает сок, а прямо-таки присасывается к листу. Зачем? По удивительно знакомой причине: незаменимые аминокислоты. Даже если вы не знаете, как выглядят эти молекулы, вы, вероятно, слышали этот термин. Аминокислоты – это строительные блоки белка, и в природе их существует около двухсот. Ваше тело, как и у большинства животных, включая Мейбел, может производить примерно половину от этого количества. Вторую половину и вам, и тле необходимо получать из пищи. В противном случае тело не сможет производить жизненно важные белки и с вами случится что-то плохое. Растительный сок содержит все виды аминокислот, нужные Мейбел[62], но в очень маленьком количестве. Таким образом, чтобы получать достаточно незаменимых аминокислот (а также потому, что сок находится под большим давлением), ей приходится пить его в огромном количестве.
Это значит, что она много испражняется.
Ее фекалии не такие, как у вас. По своему химическому составу они не так сильно отличаются от растительного сока. Это прозрачная и бесцветная сладкая сиропообразная жидкость. Возможно, вы уже знаете ее под другим названием: медвяная падь. Когда Мейбел была маленькой, она каждый час выводила из организма столько этой жидкости, сколько весило ее тело. Став взрослой, она выделяет около миллиграмма в час. Кажется, что это немного, но не забывайте, что она весит всего в два раза больше. Даже если бы вы подвергались принудительному кормлению, как гуси, из которых собираются готовить фуа-гра, и страдали бы сильнейшей диареей из когда-либо зафиксированных, то все равно не смогли бы каждый час производить количество фекалий, равное половине вашего собственного веса.
И это только одна тля. Когда речь идет о целых колониях, количество выделяемых ими фекалий не укладывается в голове. В некоторых лесах они могут производить до 50 килограммов сухой медвяной пади на одном дереве в год[63]. В зависимости от густоты леса и количества живущих там тлей, можно говорить о сотнях килограммов этой жидкости, которые ежегодно остаются на четырех тысячах квадратных километров.
Однако на выделении медвяной пади все не заканчивается. У тлей сложный жизненный цикл и причудливый способ размножения. Зимой Мейбел может спариться с мужской особью тли и отложить яйца со смесью собственной и отцовской ДНК. Летом самка
Если их не съедят божьи коровки и другие хищники, то за один сезон на свет может появиться двадцать поколений тлей.
Итак, растения, в сущности говоря, являются гигантским шведским столом. Если Мейбел и ее товарищам нравится меню, они будут:
1) высасывать растительный сок из ситовидных трубок несколько дней кряду, лишая растения необходимого им потока питательных веществ;
2) активно размножаться;
3) пачкать все, что находится под ними, липкой сладкой жижей, как двухлетний ребенок с мороженым.
Если бы вы были представителем народа тюбатулабаль, жившего в Калифорнии тысячи лет назад, то все это вас бы совершенно не беспокоило. На самом деле вы нашли бы способ использовать это себе во благо…