Пыльца покажет
Как растения раскрывают преступления и загадки археологии
Лондон, 2010 год. В лаборатории больницы святого Варфоломея двое мужчин склонились над белым кроссовком. Они пытаются понять, кому принадлежит обувь и кто убил ее несчастного владельца — иначе в центре столицы Британии случится взрыв.
Конечно, кудрявый детектив Шерлок Холмс уже разгадал эту головоломку — ведь это элементарно. «Пыльца для меня — что указатель на карте», — говорит он. Действительно ли по цветочной пыли можно узнать район и раскрыть преступление? Или это очередная выдумка сценаристов? Разбираемся с Арсением Галимовым, палинологом Уральского отделения РАН.
Цветочная пыль
Пыльцой называют микроскопические, не больше 250 микрометров, частицы, производимые в пыльниках мужскими частями цветков — тычинками. В пыльце содержатся мужские гаметы с генетическим материалом — спермии. Попадая в женскую часть цветка — пестик, — спермии оплодотворяют в нем яйцеклетки, и формируется семечко, из которого в будущем вырастет новое растение.
Спермии не могут двигаться самостоятельно, для этого есть вегетативная клетка. Она прорастает внутри пестика и проталкивает спермии к зародышевому мешку вглубь завязи для оплодотворения.
У разных видов растений внешне разная пыльца. Эти морфологические особенности ученые используют, чтобы определить, к какому роду или виду относится изучаемая пылинка. Например, у всего семейства Березовых пыльца круглая, с выступающими порами. Но у пылинок березы (Betula) всего по три поры, а у ольхи (Alnus) — по пять или шесть.
По внешнему виду пыльцы можно сказать, как она распространяется. На пыльцевых зернах растений, которые приспособились к опылению с помощью ветра, есть выросты. Например, у сосны — воздушные мешки, похожие на ушки. Они нужны, чтобы пыльца опиралась на воздушные потоки и перемещалась на большие расстояния. А вот пыльца березы, которая тоже распространяется по воздуху, — мелкая и обтекаемая, чтобы ветер легко её подхватывал и уносил. В свою очередь пыльца, которую переносят насекомые, покрыта цепкими шипами или липкой оболочкой — полленкитом.
Вдобавок, пылинки окружает внешняя биополимерная оболочка из спорополленина. Она защищает клетки (спермии и вегетативную клетку) от высыхания и ультрафиолета. Такая оболочка позволяет пыльце очень долго не разлагаться и сохраняться в первозданном виде многие тысячи лет. За это археологи и криминалисты полюбили пыльцу еще больше.
Беглец из Альп
С середины прошлого века археологи взяли на вооружение анализ пыльцы и часто зовут палинологов для совместных исследований. Эти специалисты работают с остатками растений, в том числе с сохранившейся пыльцой — реконструируют окружение древнего человека и быт: какие культуры тот выращивал и даже что ел перед смертью.
Так было с «ледяным человеком» Этци (Ötzi). В 1991 году в Альпах немецкие туристы обнаружили мумию. Тело пролежало несколько тысяч лет, но отлично сохранилось и дало ученым много материала для исследований.
Радиоуглеродный анализ показал, что найденная мумия — мужчина ростом около 165 сантиметров. Он жил в эпоху медного века 5200 лет назад и умер в возрасте 45–46 лет. Лед, покрывший его тело после смерти, приостановил разложение. Уцелело даже содержание желудочно-кишечного тракта — в нем палинологи нашли остатки пыльцы.
Мумию отправили на изучение в австрийский Институт ботаники при Университете Инсбрука. Основной проблемой было извлечь образцы для анализа так, чтобы не повредить редкую находку. Очень осторожно, в несколько заходов, исследователи достали пять образцов из разных частей желудочно-кишечного тракта: прямой, подвздошной и тонкой кишок. Поскольку еда перемещается по кишечнику последовательно, ученые смогли исследовать несколько приемов пищи с интервалами около десяти часов.
В образцах палинологи нашли более тридцати разных видов пыльцы деревьев — среди них были ель, ольха и разнообразные злаки. Из-за этих данных появилась гипотеза, что Этци жил к югу от главного хребта Альп — в смешанных лесах, которые преобладают в долине Шнальсталь. Больше всего на это указывала пыльца хмелеграба (