Краткая история насекомых. Шестиногие хозяева планеты - Александр Храмов

* * *

Если идти по шумному, заполненному машинами проспекту Мира и затем свернуть в арку перед Грохольским переулком, то словно попадаешь в другое измерение: кругом деревья, пение птиц, прудики с рыбками… Это Аптекарский огород, самый старый ботанический сад в Москве. Очень многое для его развития сделал Михаил Ильич Голенкин, профессор ботаники Московского университета. Возглавив Аптекарский огород в 1902 г., Голенкин оставался на своем посту почти 30 лет, пережил революционное лихолетье, когда из-за недостатка дров в оранжереях вымерзали ценнейшие коллекции экзотической флоры, участвовал в восстановлении сада в 1920-е гг. Занимаясь посадкой и пересадкой растений, он не мог не задумываться, какие для кого условия предпочтительнее, почему одни виды растут быстрее, а другие медленнее. Так Голенкину и пришла в голову принципиально новая гипотеза о причинах успеха цветковых, которую он изложил в небольшой книжке «Победители в борьбе за существование»[165]. В ней он доказывал, что, вопреки расхожему мнению, триумф цветковых надо объяснять не наличием насекомоопыляемого цветка, а строением их листьев и стеблей. «В вопросе о происхождении покрытосеменных растений совершенно несправедливо игнорируются вегетативные органы», – сетовал Голенкин. Насекомоопыление само по себе, подчеркивал он, не может гарантировать успех, ведь «огромное большинство энтомофильных голосеменных вымерло, а анемофильные (ветроопыляемые. – Прим. авт.) сохранились в живых».

Книга Голенкина опередила свое время. На Западе, от которого советская наука отгораживалась все сильнее, она вообще прошла незамеченной. Но спустя несколько десятилетий многие западные ученые независимо от Голенкина пришли к схожим выводам. Цветок, традиционно находившийся в центре внимания ботаников и мешавший по достоинству оценить вклад других органов в победу цветковых, был потеснен с пьедестала. «Цветкоцентричная» парадигма уступила место более сбалансированному подходу, учитывающему широкий спектр особенностей экологии и физиологии растений. По современным представлениям, одной из таких особенностей, давших цветковым ключевое преимущество, была скорость роста[166]. Именно от этого параметра зависит, кто быстрее займет заветное место под солнцем, опередив конкурентов. Во взрослом возрасте голосеменные и цветковые растут примерно с одинаковой скоростью. Более того, первые иногда делают это даже быстрее вторых – не зря же для коммерческих посадок лесоводы чаще выбирают сосну или ель. Из-за того, что хвойные не сбрасывают листья-иголки каждый год, а накапливают их в течение жизни, общая площадь фотосинтезирующей поверхности у них больше, чем у листопадных деревьев. Но вот в первые годы жизни ситуация прямо противоположная: молодые елочки и сосенки, имея лишь куцые хвоинки, тянутся ввысь гораздо медленнее, чем их цветковые ровесники, быстро развертывающие батарею широких листьев. В результате цветковые душат голосеменных на стадии воспроизводства: в умеренной полосе можно часто видеть смешанный лес со старыми соснами, в подлеске у которых находятся сплошные клены, орешники и дубы – и ни одной молодой сосны.

Дело не только в сравнительных размерах листовой пластинки – среди голосеменных ведь есть виды с относительно крупными листьями вроде гинкго, агатиса и той же вельвичии. Но и у них наблюдаются такие же проблемы со скоростью роста, что и у обладателей иголок. Чтобы понять, почему это происходит, достаточно взять в руки, скажем, лист гинкго и сравнить его с листом тополя или березы аналогичных размеров. Лист гинкго, усеянный параллельными, не ветвящимися жилками, похож на дамский веер. Лист тополя устроен гораздо сложнее: в нем есть главная жилка, от которой отходит множество боковых жилок, в свою очередь, дающих начало сеточке из тоненьких жилочек. Листья такого строения имеются только у цветковых растений – вы безошибочно узнаете их на любом каменном отпечатке. По подсчетам ученых, плотность жилкования в листьях цветковых в среднем в четыре раза превышает таковую в листьях голосеменных, что в три – пять раз увеличивает скорость поглощения углекислого газа и транспирации (испарения воды), от которой зависит скорость тока соков в стебле[167]. К этому у цветковых добавляется усовершенствованная проводящая система, состоящая из сосудов и ситовидных трубок.

Благодаря такому строению вегетативных органов цветковые не только растут быстрее, чем голосеменные, но при необходимости могут ускорять свой жизненный цикл – вспомним про однолетние травы, которые за один сезон вегетации проходят путь от семечка до плодоносящего растения. Голосеменным такая прыть не под силу, и травянистые формы среди них отсутствуют в принципе. Вот и получается, что современные голосеменные могут отвоевать себе жизненное пространство только в стесненных условиях, в которых быстрый рост невозможен и, следовательно, цветковые теряют свое конкурентное преимущество, – на бедных почвах, в суровом северном климате, при недостатке влаги. Сосны растут на песке не потому, что они его «любят», – просто из других мест их уже на стадии прорастания вытесняют быстрорастущие конкуренты.

У самых примитивных ныне живущих цветковых вроде амборелловых или хлорантовых густая сеть листовых жилок еще не сформировалась, а сосуды в ксилеме (водопроводящей ткани) недоразвиты или отсутствуют вовсе. По своим вегетативным характеристикам эти растения еще не превосходят голосеменных. Такими же, по всей видимости, были и первые цветковые в раннем мелу, что объясняет, почему они так долго, первые 30–40 млн лет после своего появления, оставались на вторых ролях. Судя по палеонтологическим данным, число видов цветковых с обильным листовым жилкованием резко возросло лишь в середине мелового периода, и как раз в это самое время началось их триумфальное шествие по планете[168]. Изощренные механизмы насекомоопыления нисколько не помогли мезозойским голосеменным – цветковые грубо растолкали их сучьями и ветками. То, что эти нахальные выскочки сами опылялись насекомыми, было просто совпадением. Я, как энтомолог, никогда не упущу возможность превознести роль насекомых, но здесь мне остается только развести руками: насекомые не сделали ничего принципиально важного для победы цветковых, хотя и постфактум воспользовались ею в своих целях.

По мере того как цветковые вытесняли голосеменных на задворки растительного мира, их цветки становились все более доступным ресурсом. Шишки же, на которых ранее кормились многие насекомые, наоборот, встречались все реже, как советские «Волги» и «Москвичи», медленно, но неуклонно исчезавшие с улиц с наступлением эры иномарок (рис. 8.9). Многие насекомые по-коллаборационистски перекинулись на сторону победителей, просто поменяв старых хозяев на новых. Так поступили, например, жуки-узконадкрылки (Oedemeridae), которые в наши дни питаются пыльцой орхидей и других цветковых растений, заодно опыляя их. Но в меловом испанском янтаре был найден жук-узконадкрылка с тянущимся за ним шлейфом пыльцы саговниковых, что доказывает: когда-то эти жуки были связаны с голосеменными[169]. Мухи-шаровки и мухи-длиннохоботницы (Nemestrinidae), отрастившие себе хоботок для питания на шишках беннеттитовых еще в юрском периоде, также успешно смогли переключиться на цветы и дожить до наших дней. Таким образом, цветковым растениям не пришлось налаживать насекомоопыление с нуля: иногда они просто переманивали опылителей у своих конкурентов.