Вельвичия, уникальное растение из пустыни Намиб, не теряет своих листьев, как большинство других растений, и остается увлажненным, когда другие высыхают. За всю жизнь у него образуется всего два листа, которые могут расти, постепенно обтрепываясь, больше 1000 лет
У других растений, приспособленных к экстремальной жаре и засухе, либо вообще нет листьев, либо есть только мелкие листочки, которые они сбрасывают, когда воды не хватает. У Welwitschia mirabilis два ремневидных листа больше метра шириной и несколько метров длиной, которые она никогда не сбрасывает. Они просто продолжают расти от основания, как волосы, и постепенно обтрепываются или распадаются на конце. Возраст функционирующей (живой) части листа может быть до 70 лет, считается, что это самая древняя живая листовая ткань на Земле.
Листья теряют воду в основном через устьица, поры, нужные для газообмена. У большинства пустынных растений количество этих микроскопических отверстий минимально, и они размещены на нижней поверхности листа. На листьях вельвичии около 250 устьиц на квадратном миллиметре, больше, чем у многих видов растений умеренных и тропических широт, и у нее они расположены на обеих сторонах листа. Короче говоря, это растение представляет собой парадокс с точки зрения ботаники и физиологии пустынных адаптаций, который Вельвич не мог оценить вполне, когда впервые нашел и описал его, несмотря на то что сам он отметил: «Я уверен, что это самое красивое и величественное из того, что можно найти в тропиках Южной Африки».
Листовые устьица днем обычно открыты, чтобы углекислый газ мог проникнуть внутрь и в процессе фотосинтеза превратиться в сахара. Вода при этом неизбежно испаряется, пассивно выходя через открытые устьица, особенно если лист нагрет солнцем, а воздух сухой. Однако большинство пустынных растений (в данном случае включая вельвичию) развили способность сберегать воду, закрывая устьица на день, когда ее могло бы уйти особенно много, и при этом у них есть специальный механизм, который все-таки позволяет им проводить фотосинтез. Они запасают воду, открывая устьица на ночь, когда воздух прохладнее и более влажный. Тогда же по градиенту диффузии (от высокой концентрации снаружи к низкой концентрации внутри листа) в устьица заходит углекислый газ (его нельзя использовать для фотосинтеза сразу, потому что в это время не светит солнце). Концентрация газа внутри листа снижается, поскольку поступающий газ связывается и хранится в тканях растения в виде яблочной кислоты. Днем реакция идет в обратную сторону: яблочная кислота распадается и высвобождает углекислоту, остающуюся внутри листа, поскольку устьица закрыты, чтобы удерживать воду; захваченный углекислый газ оказывается доступен для производства сахаров путем фотосинтеза. Несмотря на то что вельвичия, как и многие другие пустынные растения, пользуется этим приемом, ей все же нужна влага, и она получает ее с помощью такого же механизма, что и у жуков-чернотелок, живущих в той же самой среде: захватывает конденсат из воздуха. Однако у вельвичии нет рта, чтобы всасывать жидкость.
Устьица вельвичии расположены в ложбинках, которые пролегают между параллельными гребнями на листе. Эти гребни очень похожи на те, что расположены на спинах жуков-чернотелок, и тоже улавливают водяной пар. Конденсат, выпавший прохладной ночью, течет по ложбинке между гребнями, где его поглощают устьица.
Согласно определению NASA, жизнь – это «самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции». Почти все химические признаки указывают на то, что у всего живого на Земле единое происхождение. Несмотря на величайшее разнообразие форм живых организмов, их внутренние механизмы на нашей планете весьма единообразны, потому что все живые формы эволюционировали от общего предка, все организмы ограничены своей эволюционной историей. Но кроме этого, ограничения накладывают физические свойства элементов, из которых состоит все живое и которые, вероятно, задают определенную конфигурацию организмов посредством давления и температуры. Мы предполагаем, что жизнь вряд ли когда-либо станет радикально другой, чем теперь, и что вряд ли она другая во всех тех миллиардах солнечных систем, где она почти наверняка существует, существовала или будет существовать. Когда в 2007 году астрономы обнаружили Gliese 581c, очередную из открытых на тот момент 227 новых планет, все были взволнованы, поскольку расстояние от нее до ее звезды и размеры планеты позволяли предположить, что температура ее поверхности находится между 0 и 40 °C, то есть вода на ней может существовать в жидком виде. Так что это одна из первых планет, которые считаются пригодными для жизни человека. Мы априори предполагаем, что для жизни нужны определенные условия независимо от того, в какой точке Вселенной она находится, и что она будет похожа на нашу. Но кто сказал, что в океанах аммиака или метана не могла бы развиться другая жизнь, со своими причудливыми формами?
В книге «Пригодность окружающей среды» (The Fitness of the Environment, 1912) Лоуренс Дж. Хендерсон утверждал, что для развития жизни необходимы определенные свойства вещества, в первую очередь характерные для воды и углерода, и что в космосе должно быть достаточно схожих с Землей мест, пригодных для жизни. Джордж Уолд (в предисловии к переизданию книги в 1958 году) также предположил, что жизнь должна существовать где-то еще, кроме нашей планеты, и это будет «жизнь, какой мы ее знаем, потому что никакая другая, вероятно, невозможна». Хендерсон соглашается, но заключает: «С точки зрения биолога справедливо считать Вселенную биоцентрической». Теперь, развивая этот тезис, некоторые считают ее антропоцентрической. Но если бы вельвичия могла говорить, она сказала бы: «Бог был заботлив и добр ко мне превыше всех остальных. Он дал мне два листа, не больше, не меньше, как раз столько, сколько мне нужно, и он сделал их такими, чтобы они были со мной всю жизнь, и он поместил меня в такую среду, которая настолько гостеприимна для меня, что мне не нужно двигаться с места и я могу существовать здесь. Он удовлетворяет все мои потребности, чтобы я могла жить без забот веками. Температура – для всех остальных экстремальная – для меня идеальна. Мне не бывает слишком жарко, я получаю пищу из почвы и воздуха. Вода и углекислый газ приходят ко мне с туманным воздухом ночью. Я в раю. Он предусмотрел все до мелочей, чтобы сделать мою жизнь полноценной. Значит, когда Он творил мир, Он создал его специально для меня». Или для ирги, лишайников и мхов, которые процветают в полуметре от моей задней двери.
18. Виды вечного лета
12 августа 2006 года. Низкорослые болотные клены начали краснеть и уже роняют листья. Монотонный скрипучий напев сверчков, перед тем как они спарятся, отложат яйца и умрут, звучит постоянно. Зато птицы почти умолкли. Но они стали больше двигаться и перемещаются на новые территории, – два золотоголовых дроздовых певуна (довольно распространенный вид древесниц, живущий в глубине темных лесов) только что разбились об оконное стекло. Я и сам перешел в другой режим, но менее активный: ложусь в постель раньше, сплю дольше, ем больше. Фермеры уже второй раз убрали сено. Я дорубил дрова, мы закатываем помидоры и стручковую фасоль. Все говорит о том, что лето идет к концу.
