«В истории формы, подобные этой, по меньшей мере четырежды без связи друг с другом привлекали внимание первобытных людей четырех культур, в каждом случае возрастом 5000 лет или старше, объясняет эволюционный биолог Джонатан Уэндел. Они медленно, но методично одомашнивали хлопчатник и пользовались им для получения масла, кормления скота, изготовления фитилей, набивания подушек, перевязки ран. Способов применения невероятно много».
Мы находимся в теплице на крыше одного из зданий Айовского университета притом что Кукурузный пояс не самое подходящее место для одного из крупнейших на планете специалистов по генетике хлопчатника и одного из самых усердных собирателей редких экземпляров. В теплице сотни растений примерно двадцати видов хлопчатника со всего мира, а также ближайших родственников Gossypium: гавайской кокии (Kokia) и мадагаскарского представителя рода Gossypioides. Хлопчатник получил распространение. «У всех этих растений есть истории», говорит Уэндел, поджарый марафонец, излучающий заразительный энтузиазм, когда речь заходит о фантастической естественной истории хлопчатника.
Большая часть из примерно полусотни видов дикого хлопчатника бесполезна для текстильщиков: на семенах этих растений не больше пуха, чем на персике. Но около 1 млн лет назад семена одного из африканских видов Gossypium обзавелись сравнительно более длинными клочками пуха с расслоенными волосками, каждый в отдельной скрученной ячейке. «Это случилось лишь однажды в африканской группе», объяснил Уэндел.
В кабинете он вручил мне пакет крошечных коробочек дикого хлопчатника травянистого (G. Herbaceum), ближайшего из ныне произрастающих потомков африканского вида, от которого произошел весь дающий волокно хлопчатник. В них главным образом семена, а пуха ровно столько, чтобы удержать их на месте. «Задолго до появления людей природа приготовила нам это», объяснил Уэндел. Ученые не знают точно, почему появилось волокно: оно не помогает привлечь птиц, которые к тому же редко разносят семена хлопчатника. Возможно, волокно способствовало прорастанию семян, так как привлекало микроорганизмы в присутствии достаточного количества воды они ослабляли твердую оболочку семени. Но наверняка мы не знаем. Какой бы ни была причина, геном хлопчатника с волокнами сохранился. Ученые назвали его геномом A.
Мутация, благодаря которой растение обзавелось волокном, стала первой удачей для будущих любителей джинсовой ткани. Вскоре произошло нечто еще более удивительное. Семена африканского хлопчатника неизвестным образом пересекли океан. Этот вид прижился в Мексике и скрестился с местным хлопчатником D. Как и остальные виды хлопчатника, носитель генома D волокно не давал, а вот новый гибрид да. У него имелся генетический потенциал для появления сортов с еще более обильным волокном, чем у африканского предка: организм, как правило, получает от каждой родительской особи по одному набору хромосом, а у этого растения более двух наборов 26 пар вместо 13. (У растений вместо обычной диплоидии широко распространено явление полиплоидии.) Генетики называют гибрид из Нового Света AD.
Как и первоначальная африканская мутация, трансокеанский гибрид AD возник лишь однажды. В 1980-х годах, когда Уэндел занялся хлопчатником, существовали две конкурирующие теории, объясняющие, как соединились геномы A и D. Согласно первой, этот гибрид возник не менее 65 млн лет назад, до расхождения литосферных плит, когда Южная Америка и Африка еще составляли единое целое. «На другом конце спектра, вспоминает Уэндел, находились "контикиисты"», утверждавшие, что люди, вероятно, привезли семена с собой по воде и поэтому «полиплоидным видам хлопчатника 500010 000 лет». («Кон-Тики» построенный из бальзового дерева плот Тура Хейердала, отправившегося в 1947 году из Перу во Французскую Полинезию, чтобы проверить гипотезу, могли ли древние люди совершать дальние морские путешествия.)
Ошибались и те и другие. Теперь генетики, научившиеся секвенировать ДНК, способны определить возраст вида по тому, сильно ли пары оснований отличаются от пар оснований родственного вида. Скорость мутаций вполне предсказуема, и ее можно сверить с имеющимися фоссилиями, чтобы определить, когда два вида произошли от общего предка. Частота мутаций разнится: многолетние растения эволюционируют медленнее однолетних, к тому же не все виды остаются в палеонтологической летописи, поэтому оценки неточны, но все же дают некоторое представление об истине. «Можно ошибиться в два, три или четыре раза, объясняет Уэндел, но не в десять, сто или тысячу раз».
В случае таинственного гибрида хлопчатника этого достаточно. Исходные геномы A и D и гибрид AD слишком схожи для того, чтобы существовать еще в то время, когда на Земле жили динозавры: A и D разошлись всего 510 млн лет назад и чересчур различны для того, чтобы их гибрид появился благодаря вмешательству человека. «У версии "Кон-Тики" нет ни малейшего шанса, полагает Уэндел. Полиплоидный хлопчатник сформировался определенно до появления людей». Мы не знаем ни того, как семена хлопчатника пересекли океан, ни даже того, какой именно это был океан: Атлантический или Тихий. Может быть, семена доставил обломок пемзы или принес ураган. Как бы то ни было, произошло нечто очень маловероятное. «И вот эволюционное значение действительно редких событий», говорит Уэндел.
В этом случае значение было не только для эволюции, но и для культуры и торговли. Благодаря дополнительному генетическому материалу древние американские селекционеры получили гораздо больше возможностей. В итоге, объясняет Уэндел, «селекция смогла дать более длинное, прочное и тонкое волокно, чем одомашненный в Старом Свете геном A». Хлопчатник AD из Нового Света, предок вида, напитавшего своими плодами промышленную революцию и подарившего нам джинсы, обязан своим появлением удивительной случайности.
В диком состоянии, однако, даже самое урожайное растение хлопчатника является сомнительным источником волокна, тем более для ткани. По обоим берегам Атлантического океана дикий хлопчатник представляет собой негустой, чахлый кустарник. В его мелких коробочках в основном семена, оболочка которых настолько тверда, что они редко прорастают. Задолго до появления термина генетически модифицированный организм люди превратили это не слишком многообещающее растение в, по выражению Уэндела, «машину для плодоношения». Люди самостоятельно получили наполненные волокном коробочки, теперь известные как хлопок.
На юге Африки и в долине реки Инд, на Юкатане и на побережье Перу земледельцы отбирали для разведения семена растений, обладавших наиболее длинным и густым волокном. Они научились надрезать твердую оболочку семян, чтобы те проклевывались, и искали семена помягче. Они предпочитали белые коробочки природным оттенкам коричневого. Они выбирали экземпляры, созревавшие быстро и примерно в одно время. Эти манипуляции породили четыре одомашненных вида хлопчатника: два в Старом Свете, Gossypium arboreum и Gossypium herbaceum, и два в Новом Gossypium hirsutum и Gossypium barbadense.
«Четыре вида хлопчатника, отмечают Уэндел и его соавторы в статье об окультуривании хлопчатника, превратились из разномастных многолетних кустарников и низкорослых деревьев с мелкими водонепроницаемыми семенами, покрытыми скудными, жесткими, слабо разделенными волокнами, в невысокие плотные растения с выраженной годовой периодичностью, с изобильными длинными белыми ворсинками (lint) на крупных семенах, которые охотно прорастают»{15}.
У одомашненного хлопчатника волокно длиннее и белее, чем у дикого, и его больше (Jonathan Wendel)
Итак, дела шли неплохо. Но тысячелетиями во многих ныне важнейших хлопководческих регионах не рос ни один из четырех одомашненных видов хлопчатника. Хлопчатник невозможно выращивать в дельте Миссисипи, на Высоких равнинах в Техасе, в Синьцзяне или Узбекистане. Одомашненный хлопчатник растет лишь в теплом, без заморозков, климате. Это обусловлено тем, что растения хлопчатника при цветении обычно ориентируются на долготу дня. Цветки, а затем семена и окутывающее их волокно появляются лишь тогда, когда изменяется продолжительность дня и когда день становится короче. (Некоторым сортам, кроме того, требуется низкая температура.) Таким образом, у себя на родине, в тропиках, хлопчатник может не цвести до декабря или января и образовывать коробочки ранней весной. А там, где бывает холодно, растения не живут столько, чтобы успеть дать потомство.
Вот почему Мак Марстон, взглянув в микроскоп на образец, не вполне поверил своим глазам. Археолог Элизабет Брайт, знакомая аспирантка Калифорнийского университета (Лос-Анджелес), попросила его опознать семена, привезенные из Кара-Тепе, поселения доисламского времени у Аральского моря, на северо-западе Узбекистана.
В IV или V веке н. э. в некоем доме вспыхнул пожар, и вещи внутри обуглились и подверглись консервации, в их числе множество семян, хранившихся, по-видимому, для посадки. Вымочив семена в воде и пропустив через сито, Брайт очистила их от грязи. Она разложила образцы по контейнерам размером с кассету для фотопленки и передала Марстону, чтобы тот выяснил, какому растению они принадлежат.
«Я поразился, когда, поместив первый образец под микроскоп, обнаружил, что это точно семя хлопчатника», вспоминает Марстон, ныне сотрудник Бостонского университета. «Ну нет, не хлопчатник, подумал он. Я ошибаюсь. Это что-то другое. Да, похоже на хлопчатник, но другое: его там быть не должно». Никто не ожидал встретить хлопчатник так далеко к северу в поселении возрастом не позднее 500 года н. э. Однако образцы прекрасно сохранились, семена безусловно принадлежали хлопчатнику, и их было слишком много для того, чтобы принять их за обычный мусор. Жители Кара-Тепе выращивали хлопок.
Если не учитывать проблему заморозков, в этом был смысл. Хлопчатнику требуется очень много солнца, нужны тепло и не слишком частый дождь, поэтому он оказался хорошо приспособлен к условиям жаркого, засушливого региона с засоленными почвами и разливающейся в конце весны начале лета рекой, которая питает поля. Жизненный цикл хлопчатника гармонировал с циклами местных продовольственных культур. К тому же население Кара-Тепе вполне могло получить семена.
«Этот регион явно вел торговлю с Индией, объясняет Марстон. Так что это не тот случай, как если бы мы нашли кукурузу или нечто совершенно невозможное», растение, которое встречается только на другом конце света. Но зачем индийские крестьяне вывели хлопчатник, который мог расти и в Кара-Тепе? Почему население региона, не знающего заморозков, занималось растением, вызревание которого не зависит от длительности светового дня?
Возможно, к переменам привела торговая конкуренция. Предположим, вы выращиваете хлопчатник в долине Инда месте, откуда хлопчатобумажную ткань вывозили еще во времена Геродота (V век до н. э.). Если ваши хлопковые деревья (речь идет о древовидном хлопчатнике) начинают цвести раньше, чем у соседа, то вы прежде него попадете на рынок и быстрее продадите свой товар. В случае если спрос велик, вы даже сможете навязать покупателям собственную цену. Чем раньше созревает хлопок, тем это выгоднее земледельцу.
Жаждущие прибыли земледельцы могли отбирать скороспелые растения, не зависящие от длительности дня. Они могли пересаживать такие деревья или, возможно, продавать их семена. Конкуренция способствовала тому, что период цветения отодвигался на все более ранний период, пока хлопчатник (прежде урожай собирали зимой) не стали собирать в конце лета начале осени. Земледельцам больше не было нужды помнить, что созревание хлопчатника уже не зависит от продолжительности дня. Им не нужно было думать о заморозках. Все, что от них требовалось, это отбирать те растения, которые раньше дадут урожай. Так они постепенно вывели хлопчатник, который цвел даже в местах наподобие Кара-Тепе. Здесь, на севере, холод все же мог погубить растения но лишь после сбора урожая. Новую культуру требовалось пересаживать весной. В холодных регионах хлопчатник уже не выглядел как роща из деревьев и стал пропашной однолетней культурой{16}.
Мы не знаем, кроме этого последнего этапа, что в действительности произошло, однако чтобы на севере Узбекистана рос хлопчатник, его свойства сначала пришлось изменить. «До этой перемены биологической, генетической перемены люди не собирались завозить сюда хлопчатник и выращивать его, объясняет Марстон. Поэтому не думаю, что мы в самом деле нашли первые признаки этой новой, генетически модифицированной культуры». Семена хлопчатника из Кара-Тепе, как и льняная ткань из пещеры Нахаль-Хемар, это признаки уже широко распространенной практики.
В следующие века, с расширением Арабского халифата и распространением новой религии, культивирование скороспелого хлопчатника стало еще популярнее. Ислам обещал правоверным в раю шелк, на этом свете запрещенный мусульманам-мужчинам. Ношение хлопчатобумажных тканей стало признаком набожности, и спрос на хлопок рос с каждым обращенным. «Обычный белый хлопок (в Египте лен) указывал на приверженность человека, его носящего, истинному исламу и маркировал его как разделяющего эстетику арабских завоевателей», отмечает историк Ричард Булье. После мусульманского завоевания, утверждает он, выращивание хлопчатника и торговля превратили Иранское нагорье в «самую плодородную и значительную в культурном отношении область мусульманского халифата». В IX веке мусульманские предприниматели, скорее всего арабы-переселенцы из Йемена, начали закладывать города в засушливых районах, например в провинции Кум. Они занимали «мертвые земли» по мусульманскому закону, позволяющему объявить их своими тому, кто станет их обрабатывать и «оживит». Для орошения зерновых они строили подземные каналы канаты. Эти канаты, несмотря на свою дороговизну, круглогодично подводили воду с окружающих гор и отлично способствовали выращиванию хлопчатника, стоившего дороже основных зерновых культур. «В отличие от пшеницы и ячменя (как правило, озимых), пишет Булье, хлопчатник был яровой культурой, нуждающейся и в долгом, теплом вегетационном периоде, и в постоянном орошении, которое мог обеспечить канат».
Экспорт хлопка, который по большей части вывозили в Ирак, в свою очередь, способствовал распространению ислама. Обещание выгоды привлекало работников в новые поселения, где они принимали новомодную веру. Обращение в ислам давало землевладельцам-зороастрийцам меньше прав на труд мигрантов и затрудняло их принудительное возвращение на прежнее место[17]. «Таким образом, отмечает Булье, производство хлопка способствовало быстрому распространению ислама в сельских районах, примыкающих к главным арабским административным центрам и гарнизонам». За столетие новые поселения превратились в города. Мусульманские предприниматели, многие из которых были богословами, чрезвычайно разбогатели.