Глава 2. Растения пытаются вас убить

 

Эта глава об углекислом газе, дефекации, водопроводе, зайце Энерджайзере, презервативах, ядовитом картофеле и мороженом НАСА.

 

Задолго до того, как люди стали играть по-крупному и готовить мясо убитых животных на огне, они питались в основном растениями. И мы были такие не одни: каждое животное на планете ело либо растения, либо животных, которые ели растения, либо животных, которые ели животных, которые ели растения…

Думаю, вы понимаете, о чем я.

Растения удивительны. Они строят сами себя из воздуха и почвы и берут энергию от солнца. Они питают всю планету как напрямую, так и косвенно. В чем их секрет?

Вы уже слышали ответ на этот вопрос, ведь в старших классах наверняка изучали фотосинтез. Возможно, вы видели эту химическую реакцию:

 

 

Если вам больше нравятся схемы, то:

 

 

(Кстати, если вы когда-либо гуглили какое-то химическое вещество, то вы, возможно, видели подобные структуры. Это химическая стенография. Каждая буква соответствует атому. С = углерод, Н = водород. Линии отражают химические связи: в данном случае электроны, распределенные между атомами. Везде, где пересекаются две или более линии, присутствует атом углерода. Он не нарисован, но он там есть. Почему химики не изображают каждый подобный атом? В случае больших молекул это заняло бы целую вечность.)

Вот объяснение, которое вы слышали в школе:

Растения используют солнечную энергию, чтобы преобразовать шесть молекул углекислого газа и шесть молекул воды в молекулу глюкозы и шесть молекул кислорода.

Я заснул так быстро, что ударился лбом о стол и снова проснулся. Но мы все же попробуем разобраться.

Растения используют солнечную энергию…

Люди изобрели солнечные батареи только в 1950-х годах, а растения сделали это 500 миллионов лет назад. Дело в том, что листья[21] работают как маленькие солнечные батареи. Растения нашли способ конструировать крошечные молекулярные аппараты, которые меняют их форму и поведение в ответ на всего один протон света, а также направляют энергию на производство глюкозы.

Итак, далее: … преобразовать шесть молекул углекислого газа…

С нашей точки зрения, в атмосфере слишком много углекислого газа (привет, климатические изменения!), но растениям кажется, что его слишком мало. На уровне моря воздух состоит из углекислого газа примерно на 0,04 %. Это значит, что если бы вы случайным образом взяли десять тысяч молекул воздуха, то всего четыре из них оказались бы молекулами углекислого газа, а 9,996 не были бы… им и не представляли бы никакой ценности для фотосинтеза. Получается, растения каким-то образом научились выискивать всего четыре необходимые молекулы из десяти тысяч.

Мы продолжаем: … и шесть молекул воды…

Нам нужна лишь сладкая-пресладкая вода.

Двигаемся дальше: … в молекулу глюкозы…

Глюкоза, которую производят растения, используется ими разными способами: она сжигается ради получения энергии точно так же, как это происходит у людей; превращается в сахарозу (это то же самое, что сахар в вашем кухонном шкафчике); трансформируется в крахмал и запасается на зиму[22]; превращается в целлюлозу и используется для построения растения… Этот список можно продолжать. В некотором смысле глюкоза – это многофункциональный швейцарский нож в растительном мире.

Последнее, но не менее важное: … и шесть молекул кислорода.

На каждую молекулу глюкозы, произведенную растением, формируется шесть молекул кислорода. Затем растение выбрасывает их в атмосферу, где на каждые 10 тысяч молекул и так приходится 2096 молекул кислорода. Немного уходит на то, чтобы получить энергию из глюкозы, но основная часть оказывается в атмосфере. Кислород в буквальном смысле является выхлопным газом фотосинтеза.

 

Люди изобрели солнечные батареи только в 1950-х годах, а растения сделали это 500 миллионов лет назад.

 

Растения используют солнечную энергию и воду, чтобы разбивать молекулы диоксида углерода и связывать атомы углерода вместе, благодаря чему образуются химически стабильные водорастворимые кольцеобразные молекулы хранения энергии. Вы знаете их как глюкозу. Она может сгорать ради получения энергии сразу же, применяясь в качестве строительного материала, или связываться в цепи из тысяч элементов, чтобы использоваться позднее.

Глюкоза производится в листьях, но, поскольку она очень важна, другие части растения тоже в ней нуждаются. Таким образом, ей необходимо переместиться из листьев в другие составляющие растения. В случае специй в горшочках у вас на кухне протяженность пути, который она должна преодолеть, составляет всего несколько сантиметров, но у самых высоких деревьев этот маршрут может достигать нескольких десятков метров. Так как же глюкоза попадает из одного конца растения в другой?

 

* * *

 

Прежде чем разобраться с вопросом «как», нам нужно поговорить о том, сколько глюкозы попадает из одного конца растения в другой. Если отвечать просто, то много. Дуб производит 25 килограммов этого вещества каждый день. Это вес семилетнего ребенка или золотистого ретривера женского пола. Значительная часть глюкозы транспортируется в цветки, плоды, ствол, ветви и корни.

У людей весьма интересная циркуляторная система. У нас есть один мощный насос (сердце), который толкает густую жидкость, наполненную живыми клетками (кровь), по большим и средним артериям и крошечным капиллярам. У растений этого нет, однако даже самое высокое дерево в мире, Гиперион в Калифорнии[23], умудряется перемещать глюкозу от листа, расположенного на высоте 116 метров, до самого глубокого корня, который может находиться в 30 метрах от ствола. Как это возможно? Благодаря флоэме. Вероятно, в школе вам рассказывали о ней:

Ксилема транспортирует воду из корней к остальным частям растения, а флоэма перемещает глюкозу из листьев в другие места.

Флоэма – это сложная ткань, и ее ключевые компоненты называются ситовидными трубками. Они напоминают водопровод, однако сделаны не из меди, как трубы на красивых фото ванных комнат на Pinterest[24], а из живых клеток. Одиночных живых клеток, прилегающих друг к другу, словно участки нефтепровода. Места их стыков имеют отверстия, как сито в кухонной раковине. Длина каждой секции, называемой ситовидным элементом, равна всего нескольким сотням миллионных долей метра. Ширина ситовидных элементов в листьях составляет около десяти миллионных долей метра[25]. Представьте, какой должна быть сила всасывания (или выдувания), необходимая, чтобы проталкивать сахарный раствор через соломинку шириной всего 10 миллионных долей метра и длиной десятки метров. Тем не менее растения делают это ежедневно. Как?

Благодаря фотосинтезу. В отличие от меня и вас, фотосинтез невероятно продуктивен. При оптимальных условиях некоторые растения могут вырабатывать молекулу глюкозы, используя всего 60 фотонов света (для сравнения: около 300 000 000 000 000 фотонов попадают в ваши глаза каждую секунду, когда вы смотрите на синее небо в солнечный день). Даже при умеренно благоприятных условиях растение может произвести около 800 миллиграммов глюкозы на лист среднего размера в день. Она постоянно поступает в ситовидные трубки в листьях, и, как вам известно, чем больше вы пытаетесь впихнуть в ограниченное пространство, тем выше давление внутри него. К счастью, глюкозе есть куда переместиться, чтобы снизить давление: в остальные части растения. Однако на самом деле оно никогда по-настоящему не падает, потому что фотосинтез продолжает происходить в листьях, где производится все больше глюкозы, которая поступает в ситовидные трубки и распространяется по другим частям растения[26].

Вы можете представить себе фотосинтез в виде насоса, но не механического, который работает благодаря компрессии, а химического, который производит все больше и больше глюкозы до тех пор, пока не появляется необходимость переместить ее куда-то.

Но не позволяйте тому факту, что этот насос немеханический, ввести вас в заблуждение. Если вы здоровы (и в каком-то смысле везучи), ваше артериальное давление составляет около 120 мм ртутного столба.

Давление внутри автомобильной шины равно 1800 мм ртутного столба, то есть оно в 15 раз выше артериального. Растения, не имеющие центробежного насоса, способны повышать давление в ситовидных трубках до 7500 мм ртутного столба! Чтобы ощутить такое давление, вам придется надеть снаряжение для подводного плавания и нырнуть на глубину 100 м. Сила, оказываемая на 6,5 см2 вашей кожи и возникающая из-за того, что 100 м воды давят на вас сверху, равна силе, оказываемой на 6,5 см2 крошечных трубочек толщиной 0,1 человеческого волоса, которые расположены глубоко внутри растений, окружающих вас ежедневно.

Поэтому в следующий раз, посмотрев на дерево или хотя бы специи на кухне, которые вы забыли полить, вспомните, что перед вами самый совершенный трубопровод на планете.

 

Около 300 000 000 000 000 фотонов попадают в ваши глаза каждую секунду, когда вы смотрите на небо в солнечный день.

 

А теперь давайте поговорим о том, что течет по этим трубочкам. Вспомните, что в ходе фотосинтеза в листьях образуется много глюкозы. Растение, однако, производит ее не в твердой форме. Практически все процессы внутри него, включая фотосинтез, происходят в воде. Таким образом, когда растения производят глюкозу, они делают это в воде. Перемещают ее по флоэме они тоже в воде.

Если растворить две чайных ложки сахара в чашке чая или кофе, то у вас получится приблизительно 3,3-процентный сахарный раствор. Для большинства из нас он будет на вкус довольно сладким. Баночка колы – это примерно 10-процентный сахарный раствор[27]. В соке растений содержание сахара варьируется от 10 до 50 %. Таким образом, в жидкости, которая течет по трубопроводной системе некоторых растений, концентрация глюкозы в три раза выше, чем в банке колы. Растения – это первые и самые старые производители сиропов в мире.

Фрукты вкусны и полезны, но жидкость, текущая от листьев к корням по тысячам крошечных трубочек под давлением как на глубине 100 метров или в работающем пожарном рукаве содержит о-о-о-о-очень много глюкозы.

 

* * *

 

Сахар – это только начало.

Если вы живете в США или другой развитой стране, то выбор продуктов питания у вас практически безграничен. Но если проследить источник этого огромного разнообразия, то вы обнаружите всего один – растения. В фотосинтезе участвуют две молекулы, состоящие из трех химических элементов (углерода, водорода и кислорода), которые превращаются в глюкозу. Растения не только сразу сжигают ее для получения энергии, но и откладывают на более позднее время в виде крахмала или жира. Таким образом, три самых важных пищевых группы (сахара, крахмал и жиры) состоят из трех одинаковых элементов, задействованных в ходе фотосинтеза. (Клетчатка, кстати, тоже. Хотя это не совсем еда, она полезна для процесса дефекации.)

Растения также производят белок, и для этого им нужен азот. Одни всасывают его из почвы корнями, а другие сотрудничают с микробами, которые вытягивают этот газ (N2) из атмосферы и производят аммиак (NH3), который растения затем преобразуют для построения белков, витаминов и ДНК.

 

Растения – это первые и самые старые производители сиропов в мире.

 

Итак, резюмируем: фотосинтез обеспечивает преобразование углерода, водорода, кислорода и азота в сахара, крахмал, клетчатку, жиры и белок. Растения также берут минералы из почвы и производят некоторые витамины, необходимые нам для выживания. Короче говоря, они превращают в еду то, что ей не является.

Где они хранят всю эту еду? Они строят из нее сами себя. И да, не будем забывать, что растения в основном состоят из воды. В них есть все, что вам – и другим животным – нужно для жизни[28].

Потрясающе, что растения выживают только на воде, воздухе, солнечном свете и почве, однако у этого есть недостатки. Они состоят из еды и качают очень питательный сахарный сироп по своим растительным венам 24/7. Кроме того, они неподвижно находятся в почве, а значит, не могут не только двигаться, но также рычать, лаять, кусаться или щипаться. По этим причинам их любят есть многие насекомые и животные.

Как это предотвратить?

Вести грязную игру.

 

 

* * *

 

В начале 1980-х годов Западная Виктория, Австралия, столкнулась с одной из страшнейших засух ХХ века. Среди пострадавших было стадо из 50 ангорских коз. Нехватка влаги означала недостаток растительного корма на пастбищах. Бедные животные голодали. Затем кто-то срубил для них эвкалипт. Это дерево может достигать 90 метров в высоту и используется для защиты от ветра на фермах, и на нем было, вероятно, несколько десятков тысяч листьев. Хотя это не самая любимая еда коз, это лучше, чем ничего.

К сожалению, нет. Через 24 часа почти половина стада умерла. (Вторая тоже бы умерла, если бы хозяин коз оперативно не отреагировал.) В чем было дело?

В цианиде.

Цианид – это прекрасный ион.

 

 

Четырнадцать единиц отрицательных электрических зарядов окружают, словно облако, два маленьких кластера положительных электрических зарядов, один с шестью единицами, а второй – с семью. Вы не видите внутренние положительные, но внешние слои отрицательных зарядов выглядят как изогнутая гантель, одна сторона которой тяжелее другой. Отрицательные заряды уплотняются рядом с кластерами положительных, однако они рассеиваются на более далеком расстоянии, подобно запаху после пускания газов.

Цианид прост. Он состоит всего из двух атомов: углерода и азота. Цианид легок: из всех ионов, которые мы можем встретить на нашей планете, лишь немногие весят меньше, чем он[29]. А еще цианид крайне токсичен. Я вешу 73 килограмма, и одна десятая грамма этого вещества, вероятно, убила бы меня. Полграмма – вес металлической канцелярской скрепки – точно оказались бы смертельными. В зависимости от дозировки я мог бы умереть быстро, менее чем через 60 секунд после его попадания на мои губы, хотя сердце могло бы продолжать биться в течение трех-четырех минут после последнего вдоха.

Цианид так токсичен, потому что он выглядит как кислород, но ведет себя не так, как этот газ. Когда вы вдыхаете воздух, эритроциты поглощают кислород в крошечных коридорах легких. Затем кровь переносит его практически к каждой клетке вашего тела, где маленькие органеллы, называемые митохондриями, используют его для производства молекулы под названием «аденозинтрифосфат» (АТФ). Ее можно сравнить с молекулярными батарейками ААА, которые являются основным источником энергии для вашего тела, поэтому в большинстве клеток содержится много митохондрий. Кислород имеет решающее значение на последнем этапе производства батареек ААА. Электроны (из химических связей в пище) распределяются на молекулу кислорода (из воздуха, которым вы дышите) и два иона водорода (вероятно, из воды, которую пьете), чтобы сформировать молекулу воды и одновременно запустить реакцию, которая приводит к образованию батареек ААА. По сути:

 

 

Приведенное выше уравнение вполне можно упростить до:

 

 

Эта реакция лежит в основе вашей жизни. Вы едите ради электронов, дышите ради кислорода и пьете ради водорода. Если убрать что-нибудь из этого, вы умрете.

Кислород, электроны и ионы водорода должны быть идеально расположены в пространстве на протяжении нескольких этапов, чтобы в результате реакции получились батарейки ААА. Для этого тело использует ряд ферментов[30]. Здесь появляется цианид. Он может выдавать себя за молекулу кислорода перед одним из важнейших ферментов. Когда вы не вдыхаете цианид, кислород связывается с ферментом и одна молекула этого газа распадается на два атома. Когда вы вдыхаете цианид, он быстро попадает в митохондрии и связывается с ферментом вместо кислорода. В отличие от него, молекула цианида не распадается на части, поэтому фермент просто остается выведенным из строя. Со временем цианид открепляется, позволяя ферменту вернуться к работе, но за то время, пока он бездействовал, батарейки ААА не производились.

 

 

В вашем теле тысячи триллионов митохондрий, поэтому, если вы вдохнете одну молекулу цианида, она слегка сократит количество батареек ААА, производимых внутри одной митохондрии в составе одной из 37 триллионов клеток вашего тела, но не убьет вас. В конечном счете тело присоединит атом серы к цианиду, образовав менее токсичный тиоцианат, который выводится с мочой. Но если бы вы вдохнули достаточно цианида, то это помешало бы многим митохондриям производить батарейки ААА. Какой же зайчик Энерджайзер[31] без батарейки в бедре?

Мертвый.

Высокие дозы газообразного цианида вызывают сухость и жжение в горле. Затем, независимо от пути попадания в организм, появляется ощущение нехватки воздуха и человек начинает задыхаться. После этого дыхание останавливается, появляются судороги. Затем, к счастью, человек теряет сознание. В этот момент может произойти сердечный приступ и наступить быстрая смерть, или, если мозг будет поддерживать работу сердца, пройдет несколько минут, прежде чем у сердечной мышцы наконец сядут батарейки. Примерно то же самое происходит, когда в организм не попадает достаточно кислорода, однако в данном случае в легких и теле его много. Вы просто не можете использовать его, поскольку цианид этому препятствует. Он душит клетки тела, несмотря на то, что недостатка кислорода нет. Это как умереть от жажды в водоеме.

 

Вы едите ради электронов, дышите ради кислорода и пьете ради водорода. Если убрать что-нибудь из этого, вы умрете.

 

Если вы живое существо, имеющее митохондрии, то попадание в ваш организм достаточного количества цианида вас убьет. Митохондрии вовсе не являются редкими органеллами, то есть компонентами, которые необходимы клетке для существования. Они есть у всех живых организмов, клетки которых содержат ядро. Они есть у ангорских и обычных коз. У вас, вашей собаки, кошки, песчанки, хорька, лемура, попугая, крота. Они есть у насекомых и млекопитающих. У любого живого существа, обладающего желанием и способностью есть растения, есть митохондрии. Такие организмы также называются эукариотами. Если вы растение и можете производить цианид, митохондрии тех, кто хочет вас съесть, являются отличной мишенью для яда.

Цианид прост: он состоит из углерода и азота, которые растения получают из воздуха и почвы практически в неограниченном количестве. Он легок: в нем всего два атома, и это значит, что на его производство не требуется больших энергетических затрат (белок, например, состоит из тысяч атомов). Этот ион наносит удар по одной из основных составляющих жизни, производству энергии, поэтому он чрезвычайно токсичен для широкого круга потенциальных пожирателей растения.

 

 

Этот яд был бы идеальным, если бы не одно но: у растений тоже есть митохондрии. Таким образом, цианид так же токсичен для них, как и для того, кто собирается их съесть. Есть, однако, простой и коварный способ обойти это препятствие. Вместо того чтобы производить чистый цианид, растения присоединяют его к безвредной молекуле глюкозы, образуя цианогенный гликозид.

Цианогенные гликозиды можно сравнить с гранатами. Взрывная часть гранаты – это молекула цианида, а чека – молекула глюкозы.

Чека внутри: граната безвредна. Чеки нет: граната опасна.

Чтобы вытащить чеку из цианогенного гликозида, требуется специальный фермент под названием «бета-глюкозидаза». Назовем его Филиппом, потому что это запомнить проще, чем сложный термин. По причине, известной только Богу и ему самому, Филипп любит вытаскивать чеки из гранат. Это его призвание. Его природа. Его судьба:

 

 

Ни гранаты, ни Филиппы сами по себе не токсичны, но вместе они выделяют цианид. Если бы растение хранило их в одной части клетки, они бы смешались и образовали цианид, что привело бы к серьезному повреждению или смерти растения. Это плохо. По этой причине они хранят гранаты и Филиппов отдельно. Когда внутри все функционирует нормально, они не встречаются. Но если жук или гусеница начинают пожирать листья (рвать, давить или жевать), то оболочки между гранатами и подрывниками повреждаются. Филиппы исполняют свое последнее желание: все гранаты, до которых они могут добраться, взрываются. Где-то в пищеварительной системе несчастного существа, съевшего растение, цианид производится и сразу приступает к действию. Он радостно посвистывает, удушая клетки вокруг себя.

Цианид невероятно эффективен, и взаимодействие «граната – Филипп» очень простое, поэтому системы такого типа содержатся более чем в 2500 различных видов растений[32]. Вы, наверное, уже знаете, что яблочные, вишневые, персиковые и абрикосовые косточки, а также миндаль содержат их, однако вы этого не заметите, если съедите одну-две косточки. Такие системы также присутствуют в некоторых видах растений, из которых миллионы людей по всему миру получают основную часть калорий, но об этом мы поговорим позднее. Вы думаете, что цианид – это единственный подобный яд? Нет. Это еще цветочки.

 

* * *

 

Видов растительных токсинов больше, чем сенаторов США, и каждый из них может иметь двадцать, пятьдесят или сто разных типов.

Некоторые из них даже более коварны, чем цианиды, например танины. Это относительно большие молекулы, состоящие из десятков, сотен и даже тысяч атомов (а не двух, как цианид), и они действуют совсем иначе. Вместо того чтобы не давать митохондриям использовать кислород, танины прикрепляются к белкам. Представьте, что вы ходите из комнаты в комнату с двумя маленькими детьми, которые висят у вас на руках и отказываются отцепляться. Вы можете перемещаться, но вам приходится тащить их на себе. Затем еще двое цепляются за ноги. Теперь это похоже на попытки передвигаться в море патоки. Затем еще один ребенок виснет у вас на талии, а двое других – на шее и плечах. В конце концов на вас столько детей, что вы становитесь парализованным и совершенно неузнаваемым. Именно это танины делают с белками[33].

Когда мы употребляем в пищу продукты, содержащие много этих веществ (некоторые желуди, кофе, чай, какао и др.), они связываются с белками в пище и предотвращают их переваривание. По этой причине организм бедных млекопитающих, поедающих танины, выводит эти ценные белки вместе с калом. Куры, в рационе которых содержится один процент танина, растут медленнее и несут меньше яиц, чем те, которые вообще не потребляют эти вещества, потому что последние получают всю пользу протеинов. В больших дозах танины чрезвычайно токсичны: они вызывают язвы и другие повреждения желудочно-кишечного тракта. Куры, рацион которых на 5–7 % состоит из танина, умирают. Другие животные, например коровы, более устойчивы к их воздействию: они погибают, когда уровень танинов достигает 20 % и более[34].

В самом известном ведьмином зелье в истории, рецепт которого был описан Шекспиром, присутствует корень ядовитого болиголова, содержащий огромное количество химических веществ под названием «алкалоиды». Кофеин в кофе – это алкалоид, так же как и морфин в капельнице и хинин в джин-тонике. Никотин, кокаин и стрихнин тоже относятся к этой группе. В высоких дозах они могут отключить нервную или дыхательную систему. В низких дозах некоторые алкалоиды очень полезны. Прежде чем мы начали производить эти вещества в лабораториях, их получали из растений. Около 18 % растений производят их.

Некоторые растительные токсины удивительно специфичны и носят чудесные названия. Рицин является наиболее известным представителем группы, называемой рибосом-инактивирующие белки (РИБ). Большая доза рицина может вас убить. Вы что-нибудь помните о рибосомах из уроков биологии? Это молекулярный аппарат, отвечающий за сборку белков на основе последовательности матричной РНК. По клеточным стандартам рибосомы очень большие: они состоят из 79 белков и цепочек нуклеиновых кислот (РНК) длиной несколько тысяч единиц. Рицин удаляет одну нуклеиновую кислоту из рибосомы, что полностью и необратимо инактивирует весь этот молекулярный аппарат. А затем продолжает свое дело, подрезая крылья другим рибосомам и инактивируя более тысячи из них в минуту. В конечном счете он выключает так много рибосом, что клетка умирает. Давайте здесь остановимся, потому что это просто невероятно: одной молекулы этого вещества достаточно, чтобы убить целую клетку. Чтобы вам было понятнее, молекула рицина весит около 0,000000000000000005 грамма, а клетка – в 400 миллионов раз больше. Убить ее одной молекулой этого вещества – все равно что убить человека правой лапкой муравья.

 

Кофеин в кофе – это алкалоид, так же как и морфин в капельнице и хинин в джин-тонике.

 

К сожалению, рицин довольно легко достать, потому что он в значительных количествах содержится в клещевине. По этой причине его часто используют злоумышленники-любители, пытающиеся убить известных людей по почте[35]. Поскольку опасное вещество легкодоступно в Соединенных Штатах, Химический корпус армии США искал пути его использования в качестве биологического оружия в середине 1940-х годов. К счастью для человечества, его сложно превратить в мелкую пудру, без чего невозможно убить большое число людей.

Другие растительные токсины убивают гораздо медленнее. Marsilea drummondii, разновидность австралийского папоротника, вырабатывает большое количество фермента под названием «тиаминаза», который разрушает тиамин, также известный как витамин В1. При длительном дефиците этого вещества у человека развивается болезнь бери-бери. Со временем она убьет вас, но не раньше, чем вы сами будете умолять о смерти. Именно это произошло с двумя британскими исследователями, которые путешествовали по Австралии в 1861 году: они сделали муку из Marsilea drummondii, заболели бери-бери (не считая других болезней) и медленно умерли.

Некоторые формы самозащиты растений настолько нам привычны, что мы забываем об их первоначальном предназначении. Вы знаете теплый и уютный запах сосны? На самом деле это защитная система. Когда насекомые повреждают кору хвойных, деревья выделяют смолу, растворенную в скипидаре, в месте повреждения. Он испаряется (при этом восхитительно ароматные молекулы попадают в нос), оставляя затвердевшую смолу, чтобы загерметизировать повреждение и образовать то, что известно нам как янтарь. Часто в него попадают насекомые. Представьте, что вы сели на чудесный участок дерева и вдруг оказались в липкой золотистой тюрьме, которая может стать вашим домом… на следующие 50 миллионов лет. Молодец, сосна, молодец… Некоторые другие растения хранят смолу под таким давлением, что она выстреливает почти на полтора метра (словно содержимое шприца для инъекций), когда насекомое вгрызается в кору. Биологи называют это «шприцевая защита».

Латекс (да, материал белых перчаток, которые врач театрально надевает перед ректальным обследованием) – это не просто основа для презервативов, а вещество из сока дерева. Два исследователя, изучающие это вещество, в 2009 году назвали его «токсичный белый клей». На то есть веская причина: в зависимости от вида растения латекс может содержать сотни различных токсинов. В его составе также множество крошечных резиновых частиц, взвешенных в жидкости, и, подобно сосновой смоле, он может как захватывать насекомых целиком, так и склеивать их ротовые органы. Представьте тысячу маленьких резиновых лент, которые держат ваш рот закрытым. Это примерно то же самое.

Растения жестоки.

Совестно ли им вызывать весь этот хаос? Есть только один способ выяснить это: спросить их. Исследователи из Массачусетского технологического института недавно скрестили чихотник обыкновенный с MacBook Pro, что позволило им получить доступ к сознанию растения. Шучу, такие технологии нам пока недоступны. Но спустя тысячелетия существования человека мы, надеюсь, сможем общаться с ними. Растения – невероятные существа, но пока люди не нашли способ заставить их раскрыть свои секреты. Мы не можем спросить клещевину, является ли рицин оружием против млекопитающих или он нужен для выполнения важных функций внутри клетки, а токсичность – это лишь случайность. Большинство ученых, однако, считают, что подобные яды обычно предназначены именно для того, чтобы мешать насекомым и животным есть растения. Поскольку все формы жизни, особенно насекомые и млекопитающие, используют в основном одни и те же молекулы для выживания, практически любое химическое или биологическое оружие растения наверняка навредит более чем одному виду. Люди тоже могут пострадать. Честно говоря, я весьма впечатлен тем, что растения вызывают множество разных симптомов, включая першение, жжение и покраснение в горле и дыхательных путях, головокружение, рвоту, диарею, одышку, сердечную недостаточность, кому и смерть.

 

* * *

 

Арсенал химического оружия растений может показаться ошеломляющим, безграничным и даже шокирующим, но не стоит забывать, что животные тоже не просто съедают яд и надеются на лучшее. «Растение может выделять токсины, но некоторые насекомые в ходе эволюции научились нейтрализовать их, – говорит ботаник Фабиан Микеланджели. – Начинается гонка вооружений».

Например, ваше тело имеет систему детоксикации цианидов на основе фермента роданезы. У многих живых существ есть роданезная система, предположительно необходимая для того, чтобы избежать смерти после случайного употребления в пищу растительного цианида[36]. Однако на этом все не заканчивается. Насекомые и растения могут сделать гораздо больше, чем просто попытаться химически уничтожить токсин. Чтобы обезвреживать танины, которые связываются с белками из пищи и препятствуют их перевариванию, у многих видов животных, включая лосей, бобров, оленей и бурых медведей, в слюне есть особые белки. Они впитывают танины и не дают им связываться с протеинами из пищи, которые животное пытается переварить.

Цианогенные гликозиды (помните «гранаты»?) присутствуют у многих видов растений, поэтому некоторые насекомые и животные разработали удивительно креативные способы поедания этих растений. Гусеницы бабочки пестрянки, питающиеся таволгой, меняют способ, которым едят: они делают огромные укусы, чтобы избежать повреждения слишком большого числа растительных клеток, в результате которого выделяется цианид. Кроме того, среда в их средней кишке щелочная (противоположность кислотной), из-за чего количество гранат, которые Филиппы могут взрывать в секунду, снижается. Еще они проворно едят (практически четыре квадратных сантиметра листа в час), и это значит, что и испражняются очень быстро. Это ограничивает количество цианида, которое может выделиться в теле.

Гусеницы нескольких видов бабочек и мотыльков научились безопасно обращаться с цианогенными гликозидными гранатами. Вместо того чтобы просто вывести яд из организма, они хранят его, чтобы использовать в качестве оружия против тех, кто пытается их съесть. В научном эксперименте исследователи собрали одну группу гусениц на растениях, выделяющих цианид, и другую – на тех, которые его не синтезируют. Они предложили всех гусениц ящерицам. Эти природные хищники съели меньше половины насекомых, хранивших внутри себя цианид. Иногда ящерицы делали один укус и быстро бросали таких особей, трясли головами, широко открывали рты, вытирали челюсти об пол или лапки, а также водили языком по верхней челюсти. Иными словами, вели себя так, будто ожидали съесть печенье с кусочками шоколада, а получили овсяное с изюмом.

Некоторые виды гусениц, когда их беспокоят, срыгивают крошечную капельку пищеварительного сока с цианидом, словно желая сказать потенциальным хищникам: «Это еще не все, так что дважды подумай, прежде чем меня есть». Бражник табачный, который питается листьями табака, забирает никотин из растения, а затем, когда на него нападает паук-волк, выпускает его в виде газа. В этот момент последний все бросает и убегает. (Есть потрясающее видео, на котором запечатлен этот момент. Я еще ни разу не видел, чтобы паук так быстро отказывался от еды[37].) Ученые, обнаружившие это явление, назвали его «токсичный галитоз[38]», но мне кажется, что это преуменьшение. У бражника табачного не просто дурно пахнет изо рта, как это бывает у людей. Он выпускает никотин через дюжину небольших отверстий, расположенных по всему телу. По сути, он окутывает себя облаком ядовитого газа, что крайне неприятно для бедных пауков-волков.

Чтобы противостоять растениям, производящим латекс, некоторые насекомые перерезают жилку листа, позволяют жидкости вытечь, а затем начинают есть часть ниже пореза. Поскольку содержимое уже удалено, в том месте, где ест насекомое, латекс не вытекает. Это подло!

 

 

Гонка вооружений между растениями и всеми, кто пытается их съесть, продолжается сотни миллионов лет. А еще есть мы. Люди жили в эпицентре этой войны на протяжении всего своего существования, но каким-то образом поняли, как есть растения, несмотря на все удивительные химические вещества, выделяемые ими для защиты. Конечно, у нас есть биохимические особенности (например, роданеза), однако я уверен, что нам это удалось благодаря врожденной гениальности.

 

* * *

 

Высоко в Андах, на высоте почти 4000 метров над уровнем моря, относительно плоское и широкое плато Альтиплано занимает 965 километров в длину и 130 в ширину. Оно простирается от Южного Перу почти до Аргентины. Как правило, там холодно и сухо, а солнце светит неумолимо. Атмосфера там более тонкая, как масло, размазанное по слишком большому куску хлеба. Жизнь там сложна, однако есть люди, которые выживали среди холмов тысячелетиями. Их основная и иногда единственная еда – это дикий картофель. Возможно, вы думаете о картофеле как о полном крахмала гарнире к стейку. Вы правы: в основном в нем содержатся углеводы. Однако в его состав также входят витамины, железо, магний, фосфор и 2–4 % белка. Если вам приходится выживать на высоте тысяч метров над уровнем моря, то дикий картофель может стать вашим спасением. Есть лишь одна проблема: он очень токсичен. Он содержит все виды ядов[39], которые, если вы съедите их в достаточном количестве, приведут к серьезному расстройству желудочно-кишечного тракта, то есть боли в животе, спазмам, рвоте, диарее или сочетанию всех этих симптомов. Термическая обработка уменьшает токсичность дикого картофеля, но некоторые яды не уничтожаются высокой температурой. Даже приготовленный овощ небезопасен. Если вы в буквальном смысле умираете от голода, лучше продолжить голодать и надеяться на чудо, чем есть его.

 

Гонка вооружений между растениями и всеми, кто пытается их съесть, продолжается сотни миллионов лет.

 

Вполне возможно, что через миллионы лет у людей, живущих на Альтиплано, разовьется сверхэффективная биологическая защита от картофельных ядов. Однако сегодня на это полагаться не приходится. К счастью, вы можете кое-что сделать прямо сейчас, чтобы съесть дикий клубень и избежать неприятных последствий. Это просто и бесплатно. Вы можете сделать это на кухне или даже на улице. Ешьте грязь. Но не просто грязь, а глину. И не просто глину. Коренные жители Альтиплано, называемые аймара, копают землю на 2–3 метра в глубину, чтобы найти p’asa, p’asalla или ch’aqo, три разновидности глины, каждая из которых имеет свой цвет, текстуру и вкус[40]. Все они действуют абсолютно одинаково: играют роль губки, впитывающей достаточно ядов, чтобы картофель было безопасно употреблять в пищу. Способ приема этого противоядия не имеет значения: вы можете приготовить картофель в глиняном соусе или прос<