Триумф семян. Как семена покорили растительный мир и повлияли на человеческую цивилизацию

Кофейные деревья вырабатывают кофеин в разных органах, но как только он доходит до семян, то там и остается, связанный в клетках эндосперма. Это хорошие новости для любителей кофе, но сомнительная радость для семян, потому что кофеин не только отпугивает вредителей — он также препятствует прорастанию. Та же самая химия, которая убивает личинок жуков и заставляет корчиться слизней, мешает клеткам растения делиться. Мы уже касались этой проблемы выше, но нелишне повторить: чтобы успешно прорасти, кофейному растению требуется вывести растущие кончики крошечных корешка и побега подальше от богатой кофеином части семени. Семя решает эту задачу, быстро набухая, переполняя водой заранее образовавшиеся клетки юного растения и отодвигая верхушки побега и корня как можно дальше от себя. Только после того, как они выйдут за пределы семени, может начаться деление клеток меристемы и настоящий рост. Но, как только это удается, происходит нечто еще более интересное. По мере роста побега кофеин уходит из истощающегося эндосперма и распространяется в окружающей почве, где сдерживает рост ближайших корней и не дает прорастать другим семенам. Иными словами, кофейные зерна умеют уничтожать конкуренцию на корню: они выделяют собственный гербицид, расчищая крошечный участок земли, чтобы объявить его своим. В жизненно важной борьбе семени за прорастание и укоренение это эволюционное преимущество настолько же важно, как и отпугивание вредителей.

Легко понять, почему кофейные деревья хотят защитить свои семена и листья, а также дать своим потомкам фору. Последняя теория происхождения кофеина еще более поразительна, однако многочисленные кофеманы, начинающие утро с чашки кофе, могут подтвердить ее правдивость. Эта теория связана с формированием зависимости. Циркулирующий внутри кофейного дерева кофеин обнаруживается в цветочном нектаре, что долгое время озадачивало ученых. Какой смысл вкладывать инсектицид в то, что призвано привлекать насекомых? Недавние исследования медоносных пчел дали ответ на эту загадку. В правильных дозах кофеин не отпугивает опылителей, а заставляет возвращаться снова и снова.

«Я думаю, он усиливает нейронный ответ в их системе вознаграждения», — сообщила мне Джеральдин Райт. Будучи профессором нейробиологии в Университете Ньюкасла, Райт построила карьеру на изучении «интеллекта» пчел. Она разбирается в них достаточно хорошо, чтобы иногда носить «пчелиное бикини» на публичных мероприятиях — живой рой рабочих пчел, покрывающий ее тело от низа грудной клетки до шеи. Возможно, мозг у пчел устроен просто, но они демонстрируют настоящие чудеса в области кооперации. Когда в ходе эксперимента Джеральдин Райт и ее коллеги обучали рой посещать определенные цветки, пчелы со втрое большей вероятностью запоминали и возвращались к тем цветкам, в которые был впрыснут кофеин. По крайней мере, в этом случае мозг медоносной пчелы работает точно так же, как наш: их «системы вознаграждения» активируются, когда пчелы пьют кофеин. Цветки кофейных деревьев, содержащие кофеин, привлекают ряд специализированных опылителей, выстраивающихся в очередь, словно пассажиры пригородных поездов, приезжающие на работу из-за города, у любимого киоска с эспрессо.

Когда я спросил Джеральдин Райт, мог ли кофеин появиться именно для этой цели (а его эффективность как пестицида и гербицида лишь вишенка на торте), она, кажется, сочла это некоторой натяжкой. «Я не уверена, что такое давление отбора было бы достаточно сильным», — написала она в письме, и я живо представил ее скептически сдвинутые брови. Однако тот факт, что кофеин также обнаруживается в цветочном нектаре цитрусовых деревьев, но не в их семенах и листьях, предполагает, что такое возможно. Апельсины, лимоны и лаймы защищают себя эфирными маслами и другими соединениями, по-видимому сохраняя кофеин для единственной цели — манипулирования «сознанием» пчел.

Для рассказа о семенах догадки, как именно появился кофеин, менее важны, чем представление о том, что он делает: он равно эффективен в отпугивании насекомых и замедлении роста соседних растений. Но история с привлечением пчел тоже имеет большое значение, потому что ни одно свойство кофеина не оказало большего влияния на историю самого напитка и те культуры, в которых его пьют, чем то воздействие, которое кофеиносодержащие зерна оказывают на человеческий мозг.