По своей сути история жизни на Земле – это история конкуренции между видами, которые стремятся захватить и сохранить как можно больше энергии. В случае растений эта энергия поступает непосредственно от Солнца, в случае животных – при употреблении в пищу растений и травоядных животных. Энергия запасается в виде молекул, содержащих углерод, и измеряется в калориях. Калории, которые мы поглощаем с початком кукурузы или бифштексом, представляют собой сгустки энергии, когда-то захваченные растением. Существование механизма захвата четырех атомов углерода помогает объяснить победу кукурузы в этом конкурсе: немногие растения могут производить столько органических веществ и калорий при одних и тех же количествах солнечного света, воды и основных элементов, сколько доступно кукурузе. (97 % своей массы кукуруза получает из воздуха, 3 % – из земли.)
Впрочем, специфика этого хитрого процесса не может объяснить, как ученые узнают, что данный атом углерода попал в кость человека после фотосинтеза в растении одного вида (скажем, в кукурузе), а другой пришел из салата или пшеницы. Оказывается, ученые могут сделать это, потому что не все атомы углерода созданы равными. Некоторые из них, так называемые изотопы углерода, имеют бо`льшую атомную массу, чем обычный углерод-12, ядро которого состоит из шести протонов и шести нейтронов. Скажем, в ядре изотопа углерода с атомной массой 13 – шесть протонов и семь нейтронов. Ученые установили, что по какой-то причине в том случае, когда растение проводит фотосинтез по схеме группы С-4, оно поглощает больше изотопов углерода-13, чем растения группы С-3, которые демонстрируют заметное предпочтение более распространенному углероду-12. Жадные до углерода растения группы C-4 не могут позволить себе различать изотопы, и поэтому в итоге в них оказывается относительно больше углерода-13. Таким образом, чем выше отношение числа атомов углерода-13 к числу атомов углерода-12 в организме человека, тем больше кукурузы было в его рационе или в рационе животных, которыми он питался. (Насколько известно, относительное содержание углерода-13 на состояние человека влияет мало.)
Как и следовало ожидать, сравнительно высокая доля углерода-13 была найдена в организмах мексиканцев, у которых кукуруза является основным продуктом питания. Жители США едят гораздо больше пшеницы, чем кукурузы: 52 килограмма пшеничной муки против 5 килограммов кукурузной муки на человека в год. Европейцы, которые колонизировали Америку, считали себя «людьми пшеницы» – в отличие от «людей кукурузы», с которыми они воевали: пшеница на Западе всегда считалась самым изысканным, самым «цивилизованным» зерном. Даже сегодня, если предоставить американцам выбор, то большинство из нас, скорее всего, назовут себя «людьми пшеницы» (за исключением, возможно, гордых кукурузоедов из штатов Среднего Запада, но и среди них таких «людей кукурузы» вряд ли будет больше половины). Впрочем, сегодня сама идея отождествлять себя с растением кажется немного старомодной: хорошо звучит термин «люди говядины», не так хорошо – «люди цыплят» (хотя, наверное, их в стране гораздо больше). Но углерод-13 не обманешь: исследователи, которые сравнивали относительное содержание изотопов углерода в тканях и волосах североамериканцев с такими же данными по мексиканцам, сообщают, что сейчас именно нас, северян, следовало бы называть истинными людьми кукурузы. «Судя по результатам изучения пропорций изотопов, – говорил мне Тодд Доусон, биолог из Беркли, который проводил подобные исследования, – мы, североамериканцы, должны быть похожи на кукурузные чипсы с ножками». Действительно, мексиканцы сегодня наслаждаются гораздо более разнообразной углеродной диетой, чем мы. В Мексике животные до сих пор едят траву – ведь до недавнего времени у мексиканцев кормить скот кукурузой считалось настоящим святотатством. Большая часть белка поступает на стол мексиканцев вместе с бобовыми культурами. Наконец, они до сих пор добавляют в напитки не кукурузный сироп, а тростниковый сахар…