Самый долгий эксперимент в истории ботаники

В один тоскливый день гнетущим вечером под покровом мрачной ночи, прям под утро злобное, ботаник Уильям Бил наполнил 20 бутылочек влажным песком с семенами и, лукаво озираясь, закопал их в секретном месте на территории нынешнего Университета штата Мичиган (США) – тогда, в 1879 году, Мичиганского сельскохозяйственного колледжа. «ДНК… – шептал он, роя землю, – ДНК…» Подразумевал он, конечно, добротную научную конспирацию. Дезоксирибонуклеиновая кислота, открытая десятью годами ранее, в те времена даже не рассматривалась в контексте наследственности и считалась присущей лишь животным, но не растениям. Кислота эта спустя почти полтора столетия помогла установить факты о тех семенах, удивившие бы Била, а конспирация способствовала тому, что задуманный им эксперимент продлился (и продолжает длиться) гораздо дольше, чем он изначально планировал.

Одна из бутылочек, закопанных Уильямом Билом в 1879 году, была выкопана в 2021-м. Фото: Derrick L. Turner, Michigan State University.

Будучи профессором ботаники, Бил получил «земельный грант» под опыты по повышению урожайности сельхозкультур путем искоренения сорняков и решил выяснить, как долго нежелательные семена могут спать в почве, оставаясь при этом жизнеспособными. В каждой бутылочке было свыше тысячи семян – по полсотни каждого из более двадцати типичных сорных растений, – и закопаны они были в один ряд вверх дном, чтобы вода не накапливалась, но вместе с тем семена пребывали в естественных условиях по части температуры и влажности. Раз в пять лет Бил возвращался по осени в секретное место и выкапывал одну бутылочку, чтобы проверить всхожесть. В 1910 году он ушел на пенсию и передал полномочия профессору Генри Дарлингтону, под руководством которого извлечение семян сдвинулось с осени 1919-го (земля слишком промерзла) на весну 1920 года, а интервал в дальнейшем был увеличен с пяти до десяти лет, чтобы продлить эксперимент.

Дело в том, что подопытные семена продолжали прорастать. Хотя в первые лет шестьдесят большая часть из них и утратила всхожесть, коровяк тараканий (Verbascum blattaria) не унимался и всходил каждые десять лет, «пережив» еще не одного хранителя тайны ботанического сада имени Уильяма Била, как теперь называется эта часть кампуса. В 1980 году интервал еще раз удвоили: решено было откапывать образцы раз в 20 лет, чтобы бутылочек хватило до 2100 года.

Фрэнк Телевски, нынешний директор ботанического сада имени Уильяма Била и руководитель самого долгого эксперимента в истории ботаники. Фото: Derrick L. Turner, Michigan State University.

В 2000 году экспериментом заведовали профессор Ян Зеварт и доцент Фрэнк Телевски. Как обычно, они выкопали семена, посадили 121-летних старцев в лоточки и стали наблюдать за их прорастанием. И вдруг заметили странное: два из 22 проростков коровяка выглядели не очень-то по-тараканьи. Быть может, это гибридные коровяки? К сожалению, на тот момент у ученых не было технологической возможности подтвердить или опровергнуть гипотезу (а может, тупо было лень).

В 2020 году такая возможность уже появилась, но помешал коронавирус. В итоге выкоп 16-й бутылочки отложили до весны 2021 года. Телевски тогда уже возглавлял проект, набрав в команду молодых ботаников, к ним же присоединился и микробиолог Ричард Ленски, который в том же Университете штата Мичиган вот уже 35 лет ведет эксперимент с кишечной палочкой, потихоньку эволюционирующей в человека в ходе каждодневных посевов.

И вот в один апрельский вечер темной ночью, задолго до утра следующего дня, чтобы не подвергать бутылочки преждевременному световому воздействию и соблюсти добротность научной конспирации, шестеро «пиратов» отправились на поиски 142-летнего клада. Сперва копнули малость не туда – опасный момент: в 1930 году так раскололась бутылочка, исследованная в 1940-м. Впрочем, на общую картину всхожести это, похоже, не повлияло: и коровяк пророс, и ослинник двулетний (Oenothera biennis), и щавель курчавый (Rumex crispus) – последние два потом еще два раза прорастали, в 1950 и 1960 годах, а дальше – тишь… Спустя почти два часа, когда уже проснулись и щебетали ранние пташки, раскопки увенчались успехом, и заветная бутылочка отправилась в лабораторию.

Песок с семенами был высеян в поддонах со стерильной почвой, полит живительной водицей и оставлен на свету… И через неделю, к восторгу и удивлению ученых, коровяк прорезался! Листики поперли! Из двадцати проростков один немного отличался от других – его отправили сдавать анализы ДНК, которые показали, что это на самом деле гибрид коровяка тараканьего и коровяка обыкновенного (V. blattaria × V. thapsus). Гипотеза 2000 года оказалась верной. Кстати, одно из двух странных растений с той поры сохранилось в гербарии, и его ДНК тоже была просеквенирована – результат оказался идентичный. Получается, Уильям Бил, сам того не ведая, поместил в бутылочки семена гибридного коровяка.

Осталось всего четыре бутылочки – кто знает, какие еще сюрпризы они в себе таят, какие еще семена внезапно вскроются спустя десятилетия. Так, в 1980 году, впервые с конца позапрошлого века, неожиданно проросло столетнее семечко мальвы приземистой (Malva pusilla), и то же самое произошло в 2000 году. Команда Телевски ожидала мальву и в 2021-м, однако она не взошла. Тем не менее в 2040-м мальва вполне может вновь составить ожившую компанию коровяку. А вдруг через полвека на поддоне расцветет викторианский батрахоспермум?

Батрася и Госпер? А, не, это тараканий коровяк… Фото: Derrick L. Turner, Michigan State University.

«Эксперимент Била подойдет к концу, когда у нас закончатся бутылочки, – говорит доцент Дэвид Лоури, вероятный преемник Фрэнка Телевски, уже завладевший картой с кладом. – Если семена снова взойдут после следующего выкопа, мы можем решить увеличить интервал до 30 лет». Таким образом, последняя бутылочка может быть откопана в XXII веке. И в ней ботаники внезапно обнаружат карту, которая приведет их к еще 20 бутылочкам! И эксперимент продлится еще несколько столетий. Ай, Уильям Бил, затейник!


Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: American Journal of Botany (Fleming et al., 2023)

Вас также могут заинтересовать статьи:
500-летний научный эксперимент и другие долгосрочные опыты
Как семена замии ложнопаразитной попадают на древеса?
Дрозофилы тьмы

Комментарии:

Высказать свое мудрое мнение