Текст книги "Жизнь лесных дебрей"

Жизнь лесных дебрей

ВЫБОР МАРШРУТА

Мы живем в такую эпоху, когда необходимость охраны окружающей среды овладела умами людей. Но одного желания сберечь природу недостаточно. Чтобы охранные мероприятия были действенными, чтобы в них смогло принять участие как можно большее число людей, необходимо широкое распространение биологических знаний.

Для объяснения происходящих в природе процессов привлекаются данные различных разделов биологии, но главное, центральное звено, объединяющее, синтезирующее накапливающиеся знания, – экология, которая исследует всю совокупность связей организма с окружающей его средой, – наука о взаимоотношениях живых организмов друг с другом и с неживыми компонентами биосферы. Только опираясь на эти знания, можно совместить технический прогресс с действенной охраной биосферы.

В наше время непреднамеренный вред природе, наносимый человеком, достиг таких масштабов, что медлить с ее охраной больше нельзя. Вот почему в наши дни экологическая грамотность так же важна, как умение читать и писать. Вот одна из причин появления этой книги.

Экология – синтетическая наука, использующая данные всех биологических дисциплин и значительную часть физических и химических знаний. В своем классическом виде она в известной мере наука описательная. Однако простая констатация факта существования определенных связей между организмом и средой не может удовлетворить. Нам важно знать, почему они возникли и на чем основано их существование. На подобные вопросы ответы дают науки, возникшие на стыках экологии и других биологических дисциплин. Важнейшая из них – экологическая физиология, или, как ее предпочитают именовать зоологи, физиологическая экология животных.

Она изучает процессы и механизмы адаптации, или, попросту говоря, приспособления отдельных существ или их сообществ к окружающей среде.

Экологическая физиология охватывает все виды жизнедеятельности организма от питания, пищеварения и пищевых связей до способности животных избегать неблагоприятные и пользоваться полезными факторами среды, ориентируясь с помощью биологически активных веществ, специально синтезируемых другими животными, или иными коммуникативными сигналами, а также все виды приспособительных реакций от замены одних биохимических процессов другими, до изменения поведения, образования новых условных рефлексов. Вот почему к вопросам экологии хочется подойти с позиций физиологии, рассмотреть ее сквозь призму этой науки, так как только такой подход позволит попять механизм приспособления животных к жизни в определенной природной среде.

К экологической физиологии хочется обратиться еще и потому, что о ней редко упоминают на страницах научно-популярных произведений. Даже научные сводки, посвященные этим проблемам, нетрудно пересчитать по пальцам. К тому же эта наука молодая, сравнительно недавно получившая свое теперешнее название.

Между прочим зарубежные биологи термином «экологическая физиология» практически не пользуются. Его английский аналог точнее всего на русский язык можно перевести как физиология внешней среды. Отдельные разделы этой науки получили названия пустынной, горной, арктической физиологии...

Действительно, в экологической физиологии важное место занимает изучение механизмов жизнедеятельности организмов в различных климатических и ландшафтных зонах Земли. Именно эти вопросы в первую очередь попадают в поле зрения исследователя. О них и хочется рассказать. Однако в небольшой книге невозможно охватить все разделы физиологии внешней среды. Невольно встает вопрос, какой же выбрать?

Как поется в одной из популярных песен, Родина наша простирается «с южных гор до северных морей»! А в промежутке между горами на юге и Ледовитым океаном на севере раскинулись бескрайние степи, величайшие пустыни и огромные болота. Но больше всего у нас лесов. СССР – великая лесная держава.

Особенно богат лесами север страны. Ленинградцы, москвичи, новгородцы, свердловчане, иркутяне, можно сказать, живут в лесу. Кому доводилось ехать дневным поездом из Ленинграда в Москву, мог убедиться, что Октябрьская железная дорога – самая длинная в мире лесная просека. Кое-где лес отступает от ее полотна, чтобы дать место станциям, поселкам, иногда полям, по чаще подходит к нему вплотную, и приходится постоянно быть начеку, чтобы он не хлынул на рельсы.

Может быть, рассказать именно о лесных животных? Правда, термина «лесная физиология» пока никто не употребляет и таких сводок на русском языке пока не существует. Но должны ли эти обстоятельства стать препятствием для создания подобной книги? Конечно, можно было бы выбрать более броскую, более впечатляющую тему. Например, жизнь обитателей океанской бездны, где царит холод, вечный мрак и колоссальные давления, где мало пищи и необходим энергетически дешевый способ для поддержания плавучести, чтобы, зазевавшись, не пойти камнем па дно. Или, наоборот, написать о жителях горных вершин, где так низко атмосферное давление и не хватает кислорода. Захватывающе интересным мог бы стать рассказ об обитателях полярных областей планеты, о мире льда и лютого холода или о животных, освоивших пустыни, с их страшной жарой и постоянным отсутствием воды и пищи...

Физиология жителей леса привлекла меня, как это ни покажется па первый взгляд парадоксальным, близостью к физиологии человека. Между прочим, в этом нет ничего странного. Ведь наши далекие предки, выйдя из леса, существенно не изменили своей физиологии.

Видимо, о лесных обитателях горожане знают гораздо больше, чем о жителях других регионов планеты. Однако знают все-таки удивительно мало. Для современного человека лес перестал быть родным домом. Мы уютно чувствуем себя здесь лишь летним теплым днем. Но стоит испортиться погоде или наступить сумеркам, и сразу же возникает чувство дискомфорта.

Совершенно очевидно, что современный человек утратил связь с природой, отвык от нее и знает о жизни даже нашего русского леса совсем мало. Ну а сведений о сибирской тайге или влажных тропических джунглях у пего и того меньше. Вот почему эта книга посвящена миру такого родного и так мало знакомого нам леса. Может быть, она поможет моим читателям поближе узнать и полюбить обитателей лесных дебрей.

ЗЕЛЕНОЕ МОРЕ

Лес лесу рознь. Наша северная тайга мало похожа па смешанные или лиственные леса средней полосы страны, тем более на широколиственные леса Талышских гор или фисташковые рощи предгорий Памира. Еще дальше к югу характер лесов меняется снова и снова. Прежде чем начать разговор об основных типах лесов, хочется упомянуть о самом главном, что характерно для любого из них. Лес относится к основным типам растительных сообществ, существующих на нашей планете. От всех других он отличается тем, что самым главным его компонентом являются деревья. Лес объединяет огромное множество очень разных растений (мхи, лишайники, водоросли, папоротники, голосемянные, цветковые...), не состоящих между собой в непосредственном родстве, а потому сильно отличающихся друг от друга по способу питания, размножения, внешнему виду и, что особенно бросается в глаза, по своим размерам. Не говоря уже о микроскопических одноклеточных растениях, которые в изобилии встречаются во многих растительных сообществах, здесь в тесном контакте совместно существуют растения всех мыслимых размеров, от малюток, рост которых не превышает нескольких миллиметров, до гигантов, взмывших ввысь на десятки метров.

Именно эта особенность делает лес совершенно уникальным местообитанием для такого же великого изобилия весьма различных животных – она создает ярусность, а попросту говоря, образует многоэтажную структуру, где каждый уровень представляет собой особую среду со специфическими условиями существования.

Особенно многоэтажны высокоствольные леса. Правда, когда рядом собрана группа из разных деревьев, а именно так обстоит дело в джунглях, деление на ярусы оказывается смазанным. В нем гораздо труднее разобраться, чем в лесу, образованном какой-то одной древесной породой.

Обычно здесь насчитывается пять-шесть этажей. Самый нижний, подвальный, – это почва и лесная подстилка. Его постоянные обитатели, редко появляющиеся на поверхности, в основном мелкие или мельчайшие существа. На первом этаже, то есть на поверхности почвы, тоже много мелких животных, но именно этот ярус дает пристанище самым крупным обитателям леса. Основу второго, или, точнее, промежуточных этажей, составляет подлесок из кустарников и молодых деревьев, если, конечно, он есть у данного типа леса, древесные стволы и нижние, наиболее толстые ветви. Кроны деревьев образуют своего рода чердак. На промежуточных этажах и непосредственно под крышей обитает и всякая мелюзга, и животные средних размеров.

Над лесной кровлей, как печные трубы над крышами старинных зданий, поднимаются вершины особенно крупных деревьев, растущих поодиночке или небольшими группами. Они создают последний ярус, относительно бедный животными, которые постоянно живут на «крыше» леса и заглядывают под нее редко, ненадолго и ниже «чердака» обычно не спускаются.

Существует огромное разнообразие лесных сообществ. Мы сумеем познакомиться лишь с некоторыми типами леса, формирующимися в резко отличных климатических условиях: с влажными и сухими тропическими лесами, лиственными лесами умеренной зоны, которые, чтобы подчеркнуть их важнейшую экологическую особенность, назовем листопадными, и наконец с хвойными северными лесами – с вечнозеленым морем тайги,

ЗАКРЫТЫЕ ОБЛАКАМИ

С какого леса начать наш разговор? Может быть, с того, который более знаком и близок моему читателю. Но мне хочется подойти к этой проблеме с другой стороны и рассказать сначала о суперлесе, где все самое-самое, где многие черты и особенности леса заметны лучше всего. Таков влажный тропический лес, или гилея, который у нас не совсем правильно принято называть джунглями. Они тянутся широкой лентой вдоль экватора и некогда опоясывали мир, а теперь сохранились главным образом в бассейне реки Амазонки, в Центральной Америке, на некоторых островах Карибского моря, в бассейне реки Конго, на побережье Гвинейского залива, на полуострове Малакка, на Новой Гвинее, Зондских, Филиппинских и некоторых других островах Индийского и Тихого океанов. Остатки гилеи еще существуют в Восточной Индии, в Индокитае и в Шри Ланке.

Для влажных тропических лесов характерен строго постоянный климат. Самая примечательная черта этих лесов – высокая влажность. Ее создают ежедневные дожди, в иных местах приносящие до 12 метров годовых осадков. Это очень много. Ведь растущие здесь растения способны усвоить лишь от 1/12 до 1/6 части обрушивающейся на лес воды. Часть выпавших осадков временно аккумулируется в пазухах листьев, различными эпифитами и мхами. Остальную влагу листья деревьев испаряют в воздух, или она уходит в глубь почвы.

Обычно к утру джунгли обволакивает густой туман. Лишь часам к девяти солнечные лучи сгоняют его с «лесной крыши» и рассеивают тучи. Именно тогда в кроны поднимаются многие животные, чтобы принять солнечную ванну, так необходимую для большинства обитателей лесных дебрей.

В азиатских джунглях первыми здесь оказываются человекообразные обезьяны-гиббоны, живущие небольшими семьями. Рассевшись на ветвях лицом к солнцу, подперев голову коленями и на всякий случай уцепившись руками за ближайшие сучья, они начинают свое удивительное утреннее хоровое пение. В концерте участвуют и солидные главы семей и несмышленыши-дети. Обезьяны поют самозабвенно и нередко доводят себя до экстаза. Гимны солнцу звучат 1,5—2 часа. Когда становится жарко, семьи гиббонов скрываются в густой листве.

Под жгучими лучами солнца быстро увеличивается испарение, влажность воздуха над пологом леса стремительно возрастает, и к двум часам дня, когда водяных паров накопится много, они сгущаются в грозовые тучи, а в пять на зеленую крышу обрушивается очередной ливень, который будет бушевать остальную часть дня, а может быть, и всю ночь. Здесь совсем не редкость ураганы, когда за час выпадает 150 миллиметров воды. Вот почему под пологом экваториального леса влажность воздуха держится на уровне 90 и даже 100 процентов, а сами дебри получили название влажного леса. Правда, во многих районах джунглей хоть раз в году бывает непродолжительный сухой период, когда осадков выпадает мало, но и в это время влажность воздуха никогда не падает ниже 40 процентов.

Постоянно мокрая земля и влажный воздух позволили некоторым беспозвоночным переселиться из водоемов, где они обычно обитают, на сушу. Из них самые не-приятные пиявки, которые, рассевшись по ветвям, терпеливо поджидают жертву.

Другая характерная черта экваториального леса – постоянно высокая температура воздуха. Не следует думать, что она достигает здесь экстремальных величин. Жара за 50 градусов, какая случается, например, в пустынях, здесь невозможна, однако низко температура никогда не падает и в джунглях не бывает холодно. В приземном ярусе конголезских дебрей она никогда не поднимается выше 36 и не опускается ниже 18 градусов. Среднегодовые температуры первого этажа обычно колеблются в пределах 25—28, а среднемесячные разнятся всего на 1—2 градуса. Чуть больше, но тоже невелики суточные колебания, обычно не превышающие 10 градусов. В джунглях более прохладными бывают предутренние часы, а самым жарким временем суток – конец первой половины дня. Более резкие колебания температуры и влажности наблюдаются в «чердачных помещениях» и на самой «крыше».

Продолжительность дня в экваториальном поясе весьма постоянная. Она колеблется от 10,5 до 13,5 часа, однако под пологом тропического леса даже в полдень царит полумрак. Буйно разросшаяся листва древесных крон использует для нужд фотосинтеза большую часть энергии дневного светила и почти не пропускает на землю солнечных лучей. Ведь суммарная площадь листьев в 7—12 раз превышает площадь самого леса. На его первом этаже явно не хватает ультрафиолета, вот почему у обитателей джунглей такая потребность в солнечных ваннах.

Здесь, внизу, в наиболее затемненных местах, интенсивность света составляет всего 0,2—0,3 процента от интенсивности полной дневной освещенности. Это очень мало. Чтобы зеленые растения могли выжить, должно быть значительно светлее. Лишь очень немногие из них способны довольствоваться 0,8 процента светового потока. Жизнь растений под пологом тропического леса была бы совершенно невозможна, не будь здесь редкого кружева солнечных бликов, крохотных оазисов света. Их совсем немного. Освещено 0,5—2,5 процента площади лесной подстилки, да и то обычно недолго. Хорошо если 2—3 часа в день. К тому же и интенсивность света в них невелика, всего лишь 10—72 процента.

Деревья тропического леса в свои младенческие и юношеские годы способны мириться с недостатком освещенности, однако, повзрослев, становятся самыми чувствительными к нехваткам света растениями джунглей. Лесные гиганты недолговечны. Естественная продолжительность их жизни совсем не велика – от 15—20 до 80—100 лет. При такой короткой жизни и относительно высокой потребности в свете самовозобновление джунглей оказалось бы невозможным, если бы крыша леса была чуть-чуть прочнее. Но именно надежности ей и не хватает.

Над джунглями любят гулять свирепые ураганы, обладающие чудовищной разрушительной силой. Они не только ломают вершины деревьев, поднимающихся над пологом леса, не только проламывают «крышу», но нередко с корнем выдирают исполинов из земли, создавая огромные прогалины размером до 50—80 гектаров. Это объясняется не только сокрушительной силой ветра, но и характером корневой системы самих деревьев. Ведь почвенный слой под ними тонок, а поэтому их корни не проникают глубоко. Всего на 10—30, редко на 50 сантиметров и держат некрепко. Сквозь дыры в пологе леса, образовавшиеся после урагана, врывается поток света, и здесь начинается бурный рост.

На таких прогалинах одновременно поднимается много новых растений. Деревья-сверстники тянутся вверх и растут наперегонки, стараясь урвать побольше света. Поэтому у них нет кроны, точнее, она узкая и сильно вытянута вверх. Когда дерево достигает зрелого возраста и его дальнейший рост приостанавливается, начинают набирать силу, разрастаться несколько крупных ветвей, и крона расширяется, если это позволяют сделать соседи – рядом стоящие деревья.

Насколько джунгли богаты деревьями, настолько они бедны травой. Здесь деревьев бывает от нескольких десятков до полутора сотен видов, а трав от 2 до 20. Это прямая противоположность тому, что мы видим на севере, где обычно леса составлены двумя-тремя или пятью видами деревьев, а травы и кустарники достаточно многообразны. В дождевых тропических лесах трава не образует сплошного покрова, да и сами травянистые растения в нашем обыденном понимании на травы совсем не похожи. Одни из них вьющиеся и тянутся вверх. У других одеревеневающие, как у бамбука, и почти не ветвящиеся стебли. Эти многолетние растения могут достигать в высоту 2—6 метров. Трудно назвать такие гиганты травой. Наконец, огромные с мясистыми листьями бананы, а они здесь не редкость, это тоже разновидность травы.

К травянистым растениям относятся папоротники и немного похожие на них селягинеллы. Обычно это ползучие формы с воздушными корнями, старающиеся забраться как можно выше. Нет здесь кустарников, какие мы привыкли видеть на севере. На нижнем этаже, в сумраке тропического леса, растения тянутся вверх, а не вширь. Но это не значит, что пространство у основания древесных стволов свободно. Напротив, без топора или острого мачете – длинного ножа, которым рубят не слишком толстые ветви и стволы молодых деревьев, здесь не сделать и шагу. Главные виновники – лианы, а также воздушные и дополнительные опорные корни.

Корни отходят от стволов и крупных ветвей на высоте 1—2 метра или выше, спускаются вниз и здесь ветвятся, уходя в землю далеко от самого ствола. Столбообразные корни-подпорки и доскообразные корневые выросты у основания древесных стволов частенько срастаются между собой.

В этот хаос вносят свою лепту воздушные корни, спускающиеся откуда-то сверху. Им навстречу, вверх к солнцу устремляются лианы, оплетающие все и вся. Они так облепляют древесные стволы, что тех подчас и не видно, поднимаются в кроны, густо покрывают ветви, перекидываются с дерева на дерево, иногда спускаются обратно на землю, дотягиваются до соседнего дерева и вновь устремляются к небу. Длина лиан впечатляет: 60—100, а ротанговые пальмы тянутся более чем на 200 метров. Среди лиан встречаются убийцы. Добравшись до вершины дерева-великана, они за короткий срок наращивают такое количество листвы, размещающейся здесь асимметрично, что опора не выдерживает непомерной тяжести, и дерево падает. Рухнув на землю, оно калечит и лиану. Однако чаще убийца выживает и, дотянувшись до соседнего дерева, вновь устремляется к солнцу.

Лианы-душители, обвившись удавкой вокруг древесного ствола, стискивают его, прекращают движение соков. Нередко в надежных объятиях лианы, перекинувшейся на соседние стволы и укрепившейся там, погибшее дерево остается стоять, пока не истлеет и не развалится.

Если в этом хаосе переплетающихся корней и стеблей еще остается свободное пространство, его заполняют эпифиты и растения-паразиты, поселяющиеся на более крупных растениях. В отличие от паразитов, сосущих соки своих благодетелей и наносящих им ощутимый вред, эпифитам нужно только пристанище, место для жилья. Эти верхолазы обзавелись многочисленными приспособлениями, позволяющими селиться поближе к «крыше». Одни эпифиты имеют широкие листья. Во время дождя в их пазухах скапливается вода. В миниатюрных водоемах возникают своеобразные флора и фауна. Обладатели бассейнов направляют сюда свои воздушные корни. Умение запасать воду позволяет им жить на большой высоте, где значительно суше, чем у подножия деревьев. Другие эпифиты оплетают стволы своими корнями или одевают их футляром из плотно прилегающих листьев. Под ним постепенно возникает почвенный слой, накапливающий воду и снабжающий растения питательными веществами.

Как уже упоминалось, деревья тропических джунглей достигают чудовищной величины. Под стать длине и толщина стволов. Здесь достаточно обыденно выглядят великаны, достигающие на высоте человеческого роста трех метров в диаметре, а встречаются и более толстые. В сомкнутых дебрях все тянется вверх к солнцу. Поэтому стволы прямые. Нижние боковые ветви отмирают рано, и у взрослых деревьев они начинаются на головокружительной высоте, ни в коем случае не ниже, чем в 20 метрах от земли.

У деревьев влажного тропического леса кора чаще всего гладкая и светлая. С гладкой дождевая вода стекает полностью, а в шероховатой ее задерживалось бы слишком много, могли бы возникнуть гнилостные процессы или поселиться грибы, разрушающие древесину. А светлая она для того, чтобы солнечные лучи, если они сюда доберутся, более полно отражались и не слишком нагревали стволы.

Цветы у растений тропического леса обычно окрашены ярко и обладают сильным ароматом. Интересно, что они чаще всего располагаются прямо па стволах и крупных ветвях. И цвет, и запах, и местоположение – это все приспособлено для того, чтобы насекомые и другие животные-опылители легче их обнаруживали. В море листвы разыскать цветы было бы трудно.

Листья, особенно у наиболее высоких деревьев дождевого тропического леса, крупные, плотные, кожистые, с «капельными», оттянутыми вниз концами. Они должны противостоять силе ураганов, выдерживать натиск ливней и не мешать воде как можно быстрее стекать вниз. Листья недолговечны, не многие живут больше 12 месяцев. Их смена происходит постепенно и продолжается круглый год. Величина опада может достигать 10 процентов от общей биомассы леса, но слой подстилки не бывает толще 1—2 сантиметров, да и встречается не везде, так как гниение протекает интенсивно. Однако обогащения почвы не происходит, так как потоки воды вымывают питательные вещества в нижние, недоступные корням горизонты. Буйство растительности, каким представляется влажный тропический лес, создается на чрезвычайно бедных почвах.

Какие бы ураганы ни обрушивались на джунгли, на дне зеленого океана движение воздуха почти не ощущается. Теплый и влажный воздух совсем не обновляется. Здесь, как в термостате, идеальные условия для жизни всевозможных микробов, особенно гнилостных. Тут все гниет и бурно разлагается. Поэтому, несмотря на массу цветущих растений, в глубине леса ощутимо попахивает гнилью.

Вечное лето создает благоприятные условия для беспрерывного роста, поэтому на распилах древесных стволов часто отсутствуют так хорошо нам знакомые годовые кольца. Для джунглей является обычным одновременное сосуществование растений, находящихся в разных стадиях плодоношения. Плоды на одном из деревьев могут уже дозревать, а на соседнем только еще закладываются цветочные почки. Беспрерывная активность свойственна далеко не всем. Некоторым деревьям необходим короткий отдых, и на этот период они могут даже сбрасывать листья, чем незамедлительно пользуются соседи, успевающие урвать чуть больше света.

Возможность расти круглый год, способность «выхватывать» из почвы все ценное, что еще не унесла вода, позволяет даже на бедных почвах создавать огромную биомассу, рекордную для биосферы земли. Обычно она составляет от 3,5 до 7 тысяч тонн на гектар, но кое-где достигает 17 тысяч тонн! Из этой массы 70—80 процентов падает на кору и древесину, 15—20 составляют подземные части корневой системы и лишь 4—9 приходится па листья и прочие зеленые части растений. А животных совсем немного, только 0,02 процента, иными словами, лишь 200 килограммов. Это вес всех животных, обитающих на 1 гектаре леса! Ежегодная прибавка составляет

6—50 тонн на гектар, 1—10 процентов от общей биомассы джунглей. Вот что такое суперлес – влажные тропические дебри!