Элис Робертс - Приручение. 10 биологических видов, изменивших мир

К моменту открытия Западного полушария европейцами культурный картофель уже выращивали по всей Южной Америке, от высокогорных плато в Андах до чилийских низменностей. Когда испанцы вторглись на Южноамериканский континент, они также познали важность чуньо. Высоко в боливийских Андах, на высоте 4000 м над уровнем моря, они нашли гору, полную серебра, и назвали ее Черро-Рико, или «Богатая гора». Здесь инки веками добывали благородный металл, и испанские колонизаторы не могли упустить такую возможность. Сокровища, о которых мечтал Колумб, были совсем рядом, только руку протянуть. Из гор рекой потекло серебро, и у подножия их сформировался городок Потоси. Он стал местом, где располагался монетный двор испанских колоний, и в XVI веке 60 % мирового серебра добывали именно здесь. Сначала испанцы отправляли на рудники местное население – некоторых насильно, других – за вознаграждение, но, как оказалось, работа эта была опасной, и выдерживали шахтеры недолго. В XVII веке количество доступной рабочей силы значительно сократилось, и владельцы серебряных приисков переключились на рабов, которых десятками тысяч завозили из Африки. Кормили их как раз чуньо. Так заключенная в клубнях картофеля энергия преобразовывалась в бесконечный поток серебра, который испанцы пустили на европейские рынки.

Попав в Европу, серебро Анд стало воплощением мечты о Новом Свете – несметные богатства там действительно были. Но за эти сокровища, добытые в глубинах Богатой горы, приходилось платить ценой жизни и благополучия тысяч людей. И на этом проблемы не заканчивались. Приток серебра в Европу привел к инфляции и дестабилизации экономики европейских государств. А тем временем в Восточное полушарие добрался и продукт питания, на котором держалась добыча серебра в Южной Америке. Старый Свет познакомился с картофелем.

Но какой же из близкородственных подвидов Solanum tuberosum – родом из высокогорий Анд или с чилийских низменностей – первым попал в Европу? Ожидаемо на эту роль выдвигались обе группы сортов. Внешне они отличаются друг от друга очень мало: у чилийского картофеля листья шире, чем у андийского. Но здесь важную роль сыграла способность приживаться в других географических и климатических условиях, и дело здесь не в высоте и температуре, а в резкой смене широты.

Эволюция картофеля родом из Анд, с территории современной Колумбии, проходила в местности, достаточно близкой к экватору, а значит, эти сорта стали привычны к 12-часовому световому дню. Переезд в широты с более четко выраженными временами года дался бы этому сорту нелегко. И причиной этого были бы не столько короткие зимние дни, сколько длинные летние. При избытке света у картофеля замедляется формирование клубней. Но чилийские сорта, которые выращивали вдали от экватора, уже адаптировались к достаточно длинному световому дню летом.

Специалисты по физиологии растений выявили факторы, влияющие на клубнеобразование у картофеля. Листья этого растения определяют наличие солнечных лучей и длину светового дня и посылают химические сигналы, которые определяют развитие корней и клубней. Некоторые из таких химических сигналов удалось установить. В молекулярной биологии (и в астрономии) существует феномен: первым обнаруженным соединениям (или небесным телам) дают совершенно гениальные названия. А затем фантазия ученых иссякает, и открытые позже молекулы (и звезды) вместо имени получают сочетание букв – обычно это сокращение, отсылающее к длинным названиям составных элементов, – и цифр. Так, в процессе клубнеобразования задействован ряд участников от фитохрома В, гиббереллинов и жасмоната до miR172, POTH1 и StSP6A. К вероятному облегчению читателя, я не собираюсь всю оставшуюся главу посвятить описанию этого процесса и современному пониманию его молекулярных основ. (Возможно, конечно, некоторых это огорчит – приношу свои извинения, но данная книга все же о другом.) Достаточно будет сказать, что физиология клубнеобразования удивительно сложна. Таким образом, перед человеком встает знакомая дилемма: как изменить часть или несколько частей огромного механизма, не нарушая всего процесса? И какова вероятность появления именно такой случайной мутации, которая бы дала картофелю возможность произрастать и в умеренных широтах?

Даже несмотря на все накопленные человечеством знания об эволюции, все это еще кажется неразрешимой головоломкой. Тем не менее у загадки есть ответ, он должен быть, ведь мы знаем, что картофелю это удалось. Также нам известно, что небольшие изменения в определенных генах могут кардинально изменять роли ключевых участников биохимических процессов. Гены, имеющие такую важную, основополагающую функцию, часто называют мастер-регуляторными генами. Кодируемые ими белки – регуляторные факторы, действуют как молекулярные переключатели: они включают и выключают те или иные гены, или более тонко контролируют уровень их экспрессии. Поэтому существует вероятность того, что небольшое изменение в одном из генов, кодирующем один из таких важных молекулярных переключателей, приведет к значительным и множественным эффектам. Несмотря на то что на генетическом уровне процесс эволюции идет за счет небольших изменений, некоторые из них могут оказывать очень глубокое влияние на фенотип – строение и функции организма, и эволюция совершает неожиданный скачок.