Гены, эгоизм и сила сотрудничества: Эволюция как командная игра - Джонатан Силвертаун

продвигается на шаг в глубь леса, убивая наиболее рослые, открыто стоящие деревья. Весной свет, приходящий на смену зимней бойне, знаменует рождение нового поколения деревьев. Со временем саженцы растут, соперничая друг с другом, и те, что уцелеют, проходят каждую из стадий, которые мы с вами только что видели. До 80-летнего возраста доживает лишь одно дерево из каждых 10 000 проростков.

Жизнь и смерть, свидетелями которых мы стали в пихтовой «волне», не обходят стороной ни один лес, но только в волновой структуре все стадии жизненного цикла выстраиваются в хронологическом порядке, что позволяет нам так ясно их видеть. В других лесах прогалины, где лес возрождается, – это небольшие разбросанные тут и там пятна света, а не просеки, будто «прорубленные» волной в лесном пологе. Все деревья, да и большинство живых существ, производят огромное количество потомства, но лишь крошечная его часть доживает до зрелости. Мальтус наверняка узнал бы в том, что происходит на горе Уайтфейс, отголоски своей теории, а Дарвин назвал бы этот процесс образцовым примером борьбы за существование. Кропоткин, подозреваю, предпочел бы зажмуриться. Самые рослые сеянцы перехватывают весь свет, остальные прозябают в тени и гибнут от светового «голода». Расти или умереть – третьего не дано. Так могут ли деревья дружить? Судя по увиденному, ответ напрашивается отрицательный. И всё же…

И всё же ожесточенная борьба за свет, превращающая лес в поле битвы, – это еще не вся история: ведь под землей существует единая микоризная сеть. Господин Кропоткин, можете открыть глаза. А тем временем на другом конце Северной Америки, в 1990-х годах, аспирантка по имени Сюзанна Симард стоит в совсем ином лесу – среди величавых дугласий, берез и гигантских туй. Она задается вопросом: а что, если саженцы, связанные единой микоризной сетью, способны делиться углеродом и таким образом помогать друг другу?

Чтобы проверить это предположение, она высаживает молодые деревца трех видов, а когда те приживаются, снабжает их листья углекислым газом, помеченным особым образом – так, чтобы можно было проследить за углеродом, поглощенным одним сеянцем и переданным другому. Результаты этого исследования показывают, что между дугласией и березой, имеющими общие эктомикоризные грибы, углерод и впрямь курсирует, в то время как в сеянцах туи гигантской помеченного углерода почти нет. У этого вида туй – АМ-грибы, и с двумя другими видами они не связаны. Полученные данные подтверждают гипотезу, что береза и дугласова пихта помогают друг дружке через общую микоризу. Симард публикует результаты в Nature – ведущем научном журнале мира. Ее работа, вышедшая в 1997 году, преподносилась журналом как доказательство существования в лесу некоего аналога Всемирной паутины, опутывающей корни деревьев.

Как нередко случается с исследованиями, которые Nature подает с такой помпой, статья Симард вызвала скептическое отношение некоторых коллег, что исследовательница восприняла довольно болезненно[165]. Спустя 25 лет работы Сюзанны Симард и ее личная история вдохновили писателей, кинематографистов и многих других творцов[166]. Научное сообщество отреагировало более сдержанно. В ходе некоторых дальнейших исследований были получены данные, отчасти подтверждающие обмен углеродом и азотом через общие микоризные сети не только у саженцев, но и у взрослых деревьев[167], хотя это явление, конечно, отнюдь не универсально[168]. С самого начала Симард подчеркивала, что обмен происходит лишь при определенных условиях, – и в этом она была совершенно права. Одна из ключевых предпосылок обмена ресурсами, разумеется, в том, что вначале, на ранних этапах жизни, молодые растения должны пережить этап массовой гибели саженцев.

Почему деревья делятся ресурсами, мы точно не знаем, но общие предпосылки для сотрудничества уже хорошо изучены и, возможно, содержат разгадку: родственный отбор и взаимозависимость. Впрочем, вопрос, почему именно деревья перемещают углерод, может оказаться и вовсе некорректным. Одно из первых критических замечаний в адрес исследования Симард заключалось в том, что транспорт углерода контролируют грибы, а не растения: именно грибы могут перераспределять его так, чтобы извлечь для себя максимальную выгоду из партнерства[169]. Так что, возможно, растения вовсе не помогают друг другу активно, а просто выступают пассивными донорами и реципиентами грибных «щедрот». Это объясняло бы, почему ресурсы обычно текут по микоризной сети от деревьев, поставляющих много углерода, к тем, у кого его меньше и где он нужнее самим АМ-грибам.

Дискуссия об общей микоризной сети и ее популярной ипостаси – всемирной древесной паутине – это еще не вся история о том, как сотрудничают растения. Более того, возможно, это даже не самый важный способ взаимопомощи. Деревья одного вида, а иногда и разных часто напрямую связаны друг с другом за счет срастания корней. Это повышает устойчивость всех деревьев к ветровалу. Были выявлены случаи транспорта углерода от господствующих по высоте деревьев к растущим в тени через корневые срастания[170] – возможно, это взаимовыгодно, а возможно, просто неизбежная плата за физическую поддержку. Сращивание с живыми деревьями могут поддерживать корневые системы срубленных пней в течение 10 и более лет. Некоторые авторы[171] интерпретировали это как акт альтруизма[172]. Однако выгода и для выжившего дерева очевидна – оно получает расширение собственной корневой системы.

В засушливых условиях нередко бывает так, что глубоко укоренившиеся деревья ночью поднимают воду к поверхности, а днем испускают ее наружу, принося пользу соседним растениям других видов[173]. На первый взгляд трудно понять, какой прок от этого дереву-«поставщику», но выгода может быть косвенной: растительность вокруг дерева и почва под ним превращаются в резервуары, удерживающие влагу[174].

В целом, как заметил Кропоткин по опыту своих сибирских скитаний, неблагоприятные условия способствуют сотрудничеству. Эксперименты, в ходе которых сравнивали, как растения, произрастающие в условиях сильного или слабого стресса, реагируют на удаление соседей, показали четкую закономерность: высоко в горах, например там, где образуются пихтовые волны, растения хуже себя чувствуют, если соседей убрать. На малых высотах, где климатические условия более благоприятны для роста, удаление соседей идет растениям на пользу[175]. Из этого следует, что в стрессовых условиях растения помогают друг другу выживать и расти. В радости растения склонны быть врагами, зато в горе готовы стать друзьями.

Итак, есть ли у нас ответ на вопрос, возможна ли дружба между деревьями? Мой вердикт таков: добрососедство – безусловно, но дружба – только при определенных обстоятельствах. Это во многом описывает и то, как люди обрели своего лучшего друга.

8

Верные товарищи

Это просто завораживающее зрелище. Мужчина сидит на скамейке в парке, а у него на коленях – волк. Оба явно довольны обществом друг друга. Волк всего 25 см в длину, хотя уже взрослый. Конечно, это домашняя собака, но порой наука заставляет взглянуть на вещи под другим углом. Несмотря на огромное разнообразие – от крошечных чихуахуа до гигантских мастифов, – все породы собак ведут свой род от дикого волка, который впервые стал спутником человека 30 000 лет назад. Вероятно, одомашнивание происходило дважды, но в обоих случаях диким предком был один и тот же хищник, стайный охотник[176]. Собаки стали первыми животными, прирученными нашими предками, и с тех пор мы превратили дикого быка-тура, наводившего ужас даже на римлян, в покорную молочную корову, дикого кабана – в упитанную призовую свинью (помните Императрицу, любимицу лорда Эмсворта из романа Вудхауса?)[177], дикую лошадь – в Черного Красавчика. Из невзрачного речного карпа мы вывели ярких декоративных карпов кои, а нынешние ходячие источники наггетсов – это не что иное, как потомки банкивских джунглевых кур.

Процесс превращения некогда диких видов в домашних животных и культурные растения – всего лишь искусственный аналог естественного отбора в природе. С помощью искусственного отбора и направленного разведения мы приручили животных и одомашнили растения. И тех и других мы сделали продуктивными. «Приручить» животное – значит сделать его готовым сотрудничать с человеком и не склонным нарушать наш негласный договор, проявляя природную агрессию или пытаясь сбежать из неволи. Впрочем, одомашнивание – нечто большее, чем просто приручение: приручить можно и дикого зверя посредством дрессировки. Домашние животные и культурные растения изменены генетически. Пропустив гены