Тюльпаны завезли в Европу из Персии, через Турцию. Эти цветы назвали в честь тюрбана Сулеймана I Великолепного. Сначала тюльпаны завезли в Вену, а оттуда – в Голландию. Их разведением стал заниматься Карл Клузиус, основатель ботанического сада в Лейдене. В настоящее время секвенируется геном тюльпана Clusius – названного так в его честь. Проводя секвенирование, мы хотим понять, как вирус пестролепестности (TBV) разрушает цвет.
Тюльпаны стали олицетворением страсти к богатству. Они несли в себе новизну, уникальность, были символом как тщеславия, так и силы, мужественности и, будучи королевским цветком, свидетельствовали о соответствующем социальном статусе. Дело зашло настолько далеко, что анатом, человек в шляпе, изображенный на знаменитом полотне Рембрандта «Урок анатомии доктора Тульпа» (1632 г.), взял себе фамилию Тульп, чтобы отличаться от других людей и слыть знатоком тюльпанов. Тюльпаны вызвали беспрецедентную волну истерии и «тюльпаномании». Это был первый из зафиксированных кризисов. Спрос на луковицы превышал предложение. Благодаря Ост-Индской компании голландцы разбогатели. Луковицы тюльпанов имели столь большую ценность, что их приходилось защищать от воров, и в садах обеспеченных людей эти цветы охраняли. Их хотели иметь не только аристократы. Находились смельчаки, которые, увлекшись идеей, осенью покупали луковицы, не зная, какие весной из них вырастут тюльпаны, в надежде на большую прибыль. Те же, кто не мог позволить себе иметь настоящие тюльпаны, довольствовались нарисованными, которыми теперь можем любоваться и мы на полотнах голландских живописцев. Цены на цветочных аукционах в результате спекуляции вырастали до небес и повышались в несколько тысяч раз. Непредсказуемый характер форм и расцветок тюльпанов мог привести к невероятной прибыли или стать причиной несчастья, если из луковиц вырастали однотонные цветы. А всему виной был вирус, поскольку именно он обусловливал такое непредсказуемое разнообразие расцветок. Но об этом, безусловно, никто не знал.
Самый красивый сорт тюльпанов – Semper Augustus, белые цветы с огненно-красными всполохами и полосками на внешней стороне цветка и с голубым отливом внутри, – утрачен. Если тюльпаны этого сорта выращивать из луковиц (которые теперь не заражены вирусом) цветы получаются одноцветные – вирусные инфекции больше никогда не приводили к появлению желаемых полос. За всю историю существовало всего несколько десятков этих столь вожделенных тюльпанов. Вирусная инфекция, индуцированная TBV, как правило, не приводила к гибели цветов, а дала более 1500 различных видов тюльпанов – неслыханное разнообразие для любого другого цветка. От двойной инфекции вторым вирусом – вирусом мелкой крапчатости – цветы гибнут. Всем известная практика скрещивания растений оказалась в данном случае бесполезной, а результат – непредсказуемым. На пике тюльпаномании цена на эти цветы доходила до стоимости дома. Цветы сорта Semper Augustus стоили 10 000 голландских гульденов; для сравнения: Рембрандт за свои самые известные полотна получал всего 1600 гульденов.
9 февраля 1637 г. на аукционе не продали ни одного тюльпана, что стало началом финансового кризиса. Целый дом за одну луковицу – это вполне можно было бы назвать первым финансовым пузырем, а затем финансовый рынок обрушился. Цены резко снизились, и многие инвесторы остались без гроша и с огромными долгами. Правительство призвало пострадавшие стороны достичь компромисса, не обращаясь в суд. Оно рекомендовало участникам рынка в будущем делать частичные предоплаты, не оплачивать все сразу, чтобы снизить риск и предотвратить случаи банкротства. Причина обвала рынка точно не известна. Возможно, на это как-то повлияла вспышка бубонной чумы, поскольку люди стремились избежать эпидемии. В то время в Европе на фоне Тридцатилетней войны буйствовала чума, и в итоге погибло несколько миллионов человек. Вполне вероятно, что свою роль сыграла начавшаяся шведско-прусская война, положившая конец надеждам на экспорт тюльпанов в эти страны.
Фотографии полосатых тюльпанов обычно помещают на обложку книг по вирусологии, чтобы привлечь к ним внимание. Вирус, обусловливающий образование полос, относится к вирусу табачной мозаики, о котором шла речь выше. Однако непредсказуемый внешний вид лепестков, не поддающийся никаким известным законам генетики или селекции, напоминает результаты действий «прыгающих» генов, которые были обнаружены в геноме кукурузы, что является свидетельством эпигенетики. Связь этого явления с полосами на лепестках тюльпанов пока еще не доказана. Но уже в 1576 г. Карл Клузиус описал воздействие средовых факторов на изменение фенотипа. И вот сейчас, почти 400 лет спустя, мы изучаем эпигенетику, обусловленную средовыми факторами. Если рассматривать вещи в этом контексте, можно сказать, что эпигенетика была открыта не Макклинток около 1950 г., а Клузиусом – около 1576 г.! Я пришла к такому выводу, но, чтобы получить ответ на интересующие меня вопросы, начала исследовательский проект по изучению эпигенетики в геноме тюльпанов.
Процедура секвенирования генома тюльпанов довольно сложная, поскольку у них фактически самый крупный геном из известных, в 10 раз превышающий наш: в нем 30 млрд базовых пар (а у нас всего 3,2 млрд). Тем не менее у тюльпанов суммарная генетическая информация меньше, чем в наших геномах (поэтому тюльпаны не умнее нас), и полна повторов. У тюльпанов нечто вроде трех хромосом – три одинаковых генома. В рамках своего исследовательского проекта я намерена изучить гомологию последовательностей, существующую между вирусом, поражающим тюльпаны, и генами цвета у тюльпанов – по крайней мере 12 генов, участвующих в синтезе антоцианина цвета. Гомологические последовательности могут привести к сайленсингу генов цвета на определенных этапах развития тюльпанов, а эффект дозы может влиять на интенсивность цвета. Эпигенетические исследования полосатых тюльпанов напоминают эпигенетические исследования, проведенные Барбарой Макклинток на цветных зернах кукурузы. Это будет непростое исследование, учитывая все генетические повторы. Тюльпаны вполне могут лишиться половины своих геномов без каких-либо проблем для данного вида растений! Многие культивированные растения имеют огромные геномы с повторами – речь идет о кукурузе, пшенице и картофеле, – вероятно, в ряде случаев это является следствием селекции.
Начиная с XVII в. на большинстве самых великолепных работ голландских живописцев, писавших только цветы, изображены тюльпаны. Во время экскурсии по Музею изобразительных искусств Цюриха хранитель отметил, что по числу тюльпанов в букетах можно датировать картины, исходя из дат тюльпанового экономического кризиса: после кризиса на картинах стало появляться гораздо больше полосатых тюльпанов.
Знаменитый британский математик Алан Тьюринг, взломавший шифровальную машину «Энигма», которую использовали на немецких подводных лодках во время Второй мировой войны, описал алгоритм, лежащий в основе образования полосок на лепестках тюльпанов. Только через много лет после смерти Тьюринга разрешили опубликовать алгоритм, известный как «механизм Тьюринга». Он применим к полоскам у зебр, рыб, жирафов и тигров и, безусловно, к тюльпанам. Два «морфогена» или химических соединения – активатор и долгосрочный ингибитор – взаимодействуют, но я не знаю, какое из них является вирусом!
Банкнота номиналом 500 немецких марок с гравюрой Марии Сибиллы Мериан
Одной из первых художников, нарисовавших полосатые тюльпаны, была Мария Сибилла Мериан (1647–1717), вызывающая у меня величайшее восхищение и уважение. Из-за тюльпанов она чуть было не попала в тюрьму, так как украла несколько цветов у Дюка Рутмера, который жил рядом с мастерской ее старших братьев и ее домом во Франкфурте. Ее родственники были известными граверами и сделали тысячи гравюр европейских городов, создав Topographia Germanie (1642) – очень важные документы по структуре средневековых городов. Ее настолько интересовал цвет тюльпанов, что она украла цветы и втайне пыталась их нарисовать. На Дюка Рутмера и эта четырнадцатилетняя девочка (которая чувствовала себя очень виноватой), и ее потрясающие картины произвели столь сильное впечатление, что он ее простил. В противном случае она попала бы в тюрьму. Попасть в тюрьму из-за цветка, красота которого обусловлена действием вируса!
