Текст книги "Тайная жизнь деревьев. Что они чувствуют, как они общаются – открытие сокровенного мира"

Социальная служба

Я не раз слышал от владельцев садов вопрос, не слишком ли тесно стоят их деревья. Возможно, они отнимают друг у друга свет и воду? Эта тревога родом из лесного хозяйства: по его правилам стволы должны как можно быстрее доходить до нужной толщины и зрелости, а потому им требуется много места и равномерная округлая крупная крона. Поэтому их регулярно, раз в пять лет освобождают от потенциальных конкурентов, то есть вырубают отдельные стволы. Поскольку деревья не стареют, а уже в столетнем возрасте отправляются на лесопилку, негативные последствия для их здоровья практически незаметны. Какие негативные последствия? Не логично ли, что дерево растет лучше, если оно свободно от утомительной конкуренции, так что его крона получает много света, а корни – достаточно воды? Если деревья принадлежат к разным видам, то так оно и есть. Они действительно борются друг с другом за локальные ресурсы. Но для деревьев одного вида ситуация иная[12]12
  В лесоведении считается доказанным, что внутривидовая конкуренция за ресурсы тоже имеет место, что приводит к изреживанию древостоя с возрастом и выпадению слабых, но это процесс скорее вынужденный, и в данном случае речь, видимо, идет о тонких механизмах взаимосвязи между отдельными особями, поддерживающих единство экологической среды и единство информационного поля. – При-меч. науч. ред.


[Закрыть]. О том, что, например, буки способны к дружбе и даже подкармливают друг друга, я уже упоминал. Лес явно не заинтересован в потере более слабых своих членов. Тогда в нем появлялись бы лакуны, которые нарушали бы чувствительный лесной микроклимат с его приглушенным светом и высокой влажностью воздуха. Зато каждое дерево могло бы свободно развиваться и давать волю своей индивидуальности. Могло бы. Однако создается впечатление, что по крайней мере буки придают большое значение справедливому распределению. Ванесса Бурше из Рейн-Вестфальской технической высшей школы (Аахен) выяснила, что в ненарушенных буковых лесах можно сделать необычное наблюдение в отношении фотосинтеза. Видимо, деревья синхронизируют свою работу, так что все они демонстрируют сходную продуктивность. Это может показаться само собой разумеющимся, но нет, ведь каждый бук занимает в лесу свое, неповторимое место. Почва может быть каменистой или очень рыхлой, богатой питательными веществами или совсем скудной, хорошо удерживать воду или нет – даже в пределах нескольких метров условия могут разительно отличаться. Поэтому у каждого дерева свои условия роста, оно растет быстрее или медленнее, образует больше сахаров и древесины или меньше. Тем поразительнее результат исследований: деревья распределяют между собой свои силы и свои слабости. Все равно, толстое дерево или тонкое, но все представители вида с помощью солнца производят равное количество сахара на лист. Распределение происходит под землей, через корни. По всей вероятности, здесь идет оживленный обмен. Тот, кто имеет много, делится, голодающий получает гуманитарную помощь. При этом возрастает участие грибов, которые своей обширной сетью действуют как гигантский распределительный механизм. Немного напоминает систему социальной помощи, которая тоже не дает некоторым членам нашего общества упасть слишком низко.

Чересчур тесно букам при этом не бывает, совсем наоборот. Здесь приняты «групповые объятия»: стволы часто отстоят друг от друга меньше чем на метр. Кроны при этом остаются небольшими и стесненными, и многие, в том числе немало лесоводов, считают, что для деревьев это нехорошо. Поэтому их прореживают с помощью специальных «рубок ухода», читай – удаляют «лишних». Однако коллеги из Любека выяснили, что буковый лес, члены которого растут в тесноте, более продуктивен. Бо́льший ежегодный прирост биомассы, прежде всего древесины, доказывает здоровье древесного полка. Видимо, питательные вещества и воду лучше распределять между всеми так, чтобы каждое дерево могло расти как можно выше. Если «помогать» отдельным экземплярам избавиться от мнимых «конкурентов», то оставшиеся превращаются в отшельников. Контакты с соседями обрываются, ведь вместо них вокруг стоят пни. Теперь каждый добывает свой хлеб как может, поэтому разница в продуктивности среди деревьев усиливается. Некоторые фотосинтезируют как безумные, чуть не лопаясь от избытка сахара. От этого они лучше растут, сохраняют хорошую форму, однако живут не особенно долго. Ведь дерево сильно ровно настолько, насколько силен лес вокруг него. А там теперь много проигравших. Слабые члены сообщества, которые прежде получали поддержку от более сильных, теперь разом оказались в хвосте. Может быть, почва под ними скудная или напало временное нездоровье, или с генетикой не все в порядке, в любом случае они становятся легкой добычей для насекомых и грибов. Но разве это не соответствует законам эволюции, по которым выживают только сильнейшие? Деревья на это только покачали бы головой, то есть кроной. Их благо зависит от всего сообщества, и если из него исчезают те, кто кажется слабым, остальные тоже проигрывают. Лес уже не сомкнут, жаркое солнце и штормовые ветра пронизывают его до самой земли и меняют прохладно-влажный лесной климат. Сильные деревья за свою жизнь тоже не раз заболевают и зависят в такой ситуации от поддержки более слабых соседей. Если таких уже нет, достаточно одной атаки насекомых, чтобы решить судьбу даже гигантских деревьев.

Однажды я и сам запустил в ход замечательный механизм социальной помощи. Как-то, в первые годы работы лесником, я велел окольцевать несколько молодых буков. При этой процедуре с дерева на определенной высоте кольцом снимается кора, чтобы вызвать его отмирание. Это один из лесохозяйственных методов прореживания, когда деревья не рубят, а оставляют сухие мертвые стволы на своих местах. Тем не менее они освобождают место для живых деревьев, потому что их безлистные скелеты пропускают свет. Звучит жестоко? Согласен, ведь смерть приходит с промедлением в несколько лет, поэтому на будущее я такого не планировал бы. Но тогда я увидел, как отчаянно боролись эти буки, а главное – что некоторые из них дожили до сегодняшнего дня. Это кажется просто невероятным, потому что без коры дерево не может проводить сахар из листьев в корни. Корни отмирают от голода, прекращают качать воду, и, поскольку она больше не поступает по проводящей ткани древесины в крону, все дерево засыхает. Тем не менее часть раненых деревьев худо-бедно продолжали расти. Теперь я понимаю, что помочь им могли только здоровые соседи. Они взяли на себя снабжение корней сахарами через свою подземную сеть и обеспечили своим инвалидам выживание. Некоторым раненым даже удалось полностью закрыть новой корой рану на стволе, и честно признаюсь: мне каждый раз немножко стыдно, когда я вижу, что я тогда натворил. Зато этот случай стал для меня уроком, каким сильным может быть сообщество деревьев. Прочность цепи определяет ее самое слабое звено – эту старую ремесленную поговорку могли бы придумать и деревья. И поскольку они это интуитивно знают, то без всяких условий приходят друг другу на выручку.

Любовь

Величавая медлительность деревьев проявляется и в размножении, потому что репродукция планируется у них заранее, не меньше чем за год. Каждую ли весну у деревьев случается любовь, зависит от их видовой принадлежности. Если хвойные стараются каждый год отправлять свои семена в путешествие, то лиственные деревья следуют совсем иной стратегии. Перед тем как зацвести, нужно сначала договориться между собой. Расцвести ближайшей весной или лучше год-два переждать? Лесные деревья предпочитают цвести все разом, одновременно, чтобы гены всех индивидов как следует перемешались. Это важно и для хвойных, но лиственным приходится учитывать еще один фактор: кабанов и косуль. Копытные очень падки на буковые орешки и желуди, которые помогают им накопить толстый слой жира на зиму. Эти плоды содержат до 50 процентов масел и энергии – по калорийности с ними не сравнится никакой другой корм. Осенью все лесные массивы тщательно обшариваются вплоть до последнего орешка, так что весной прорастать просто нечему. Поэтому деревья договариваются между собой. Если они будут цвести не каждый год, то кабаны и косули не смогут на них рассчитывать. Численность копытных таким образом ограничивается, потому что для беременных самок бескормная зима становится тяжелым испытанием, и до весны доживают не все. Когда наконец все буки и дубы внезапно зацветут и образуют плоды, немногочисленные травоядные не смогут съесть все, всегда останется достаточно ненайденных плодов, чтобы следующей весной прорасти. В такие годы кабаны могут увеличить свое поголовье в 3 раза, потому что в лесах много зимнего корма. С древних времен годы богатого урожая желудей и буковых орешков называли «откормочными» годами (Mastjahre). Сельские жители использовали этот подарок судьбы для домашних свиней и выгоняли их в лес, чтобы те перед забоем отъелись и накопили толстый слой сала. Поголовье кабанов обычно резко падает в следующем году, потому что деревья снова берут паузу, и плодов на почве нет. Цветение с перерывом в несколько лет имеет тяжелые последствия и для насекомых, особенно для пчел. Для них работает то же правило, что и для кабанов: пауза в цветении снижает их численность. Или точнее «снижала бы», потому что пчелы вообще не образуют крупных популяций. Причина: настоящие лесные деревья отказались от маленьких помощников. К чему им какая-то пара опылителей, когда на сотнях квадратных километров разом раскрываются многие миллионы цветков? Деревьям надо было изобрести что-то совсем иное, какой-то более надежный механизм, не требующий оплаты. Что может быть проще, чем взять в помощники ветер? Он срывает с цветков легкую как пыль пыльцу и несет ее к соседним деревьям. У ветра есть и еще одно достоинство: он дует при низких температурах, даже ниже 12 градусов, когда для пчел уже холодно, и они остаются дома. Видимо, по той же причине к помощи ветра прибегают и хвойные[13]13
  Перенос пыльцы и семян ветром как метод распространения плодов возник у деревьев эволюционно задолго до того, как на планете появились насекомые и животные – разносчики семян, а потому это явление в современном лесу, как считается, не имеет под собой никакой оптимизирующей систему подоплеки. Просто хвойные являются более древними представителями растительного царства, чем лиственные виды. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть]. Впрочем, для них это не так важно, ведь они цветут почти каждый год. Кабанов они могут не опасаться: крохотные семечки елей и K°– не слишком привлекательный источник корма. Хотя есть такие птицы, как клесты, которые лущат шишки своими мощными перекрещенными клювами, но на фоне общей гигантской массы семян это не кажется проблемой. И поскольку почти ни одно животное не желает запасать семена хвойных на зиму[14]14
  Огромное количество зверей и птиц запасают на зиму семена хвойных – например, это не только всем известные белки, но и все мышевидные грызуны, а также множество птиц. В Сибири и на Дальнем Востоке от урожая семян кедровой сосны зависят несколько трофических уровней животного населения. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть], деревья дают в дорогу своему потомству вертолетные крылышки. На них семена медленно опускаются с ветвей и по пути легко подхватываются порывами ветра. Так или иначе, но планировать паузы «а ля бук» хвойному дереву не нужно[15]15
  Паузы «а ля бук» у хвойных тоже есть – цикл урожайности обычно составляет 3 или 4 года у разных видов. Цикличность в плодоношении – одно из характернейших свойств хвойных, причем периодичность зависит не только от видовой принадлежности дерева, но и от географической широты местности. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть].

Как будто желая перещеголять в опылении лиственные деревья, ели и K°производят невероятную массу пыльцы. Такую, что даже при легком ветерке над «цветущими» хвойными лесами колышутся гигантские пыльцевые облака – кажется, как будто над кронами поднимается дым. При этом неизбежно возникает вопрос, как при таком хаосе и беспорядке можно избежать инбридинга. Деревья дожили до сегодняшнего дня только потому, что они демонстрируют широчайшее генетическое разнообразие в пределах вида. Когда все они одновременно посылают в воздух пыльцу, крохотные пыльцевые зерна всех экземпляров перемешиваются и гигантским облаком оседают на кроны. И так как вокруг каждого дерева концентрируется в первую очередь его собственная пыльца, велика опасность, что именно она оплодотворит собственные женские «цветки». Но именно этого деревья и не хотят, потому они выработали различные упреждающие стратегии. Некоторые виды, такие как ель, делают ставку на точное время. Мужские и женские «цветки» распускаются с разницей в несколько дней, так что женские опыляются преимущественно пыльцой других представителей вида. Рябина, которая опыляется насекомыми, такой возможности не имеет. У нее мужские и женские половые органы сидят в одном и том же цветке. К тому же ее как один из немногих настоящих лесных видов опыляют пчелы, которые систематически обыскивают всю крону и при этом невольно переносят с цветка на цветок пыльцу того же дерева. Однако рябина очень чуткая и замечает, когда возникает угроза инбридинга. Пыльцевое зерно, нежные нити которого после попадания на рыльце пестика проникают в него и растут в направлении яйцеклетки, подвергается проверке. Если это собственная пыльца, то нить прекращает рост и атрофируется. Только чужой, сулящий успех наследственный материал будет пропущен к яйцеклетке и позже образует семена и плоды. По каким признакам дерево может различать свое и чужое? Это до сих пор не вполне понятно. Известно только, что гены действительно активируются и должны пройти проверку. С тем же успехом можно было бы сказать: дерево может это чувствовать. Но разве и у нас телесная любовь не означает нечто большее, чем излияние сигнальных веществ, которые в свою очередь активируют секреты тела? Что ощущают деревья при «спаривании», наверное, еще долго останется в мире гипотез и фантазий.

Некоторые виды избегают инбридинга особенно последовательно – у них каждый индивид имеет только один пол. Так, есть как мужские, так и женские особи ивы козьей, которые, соответственно, не могут опылить себя сами, а размножаются только с деревьями другого пола. Впрочем, ивы не относятся к настоящим лесным деревьям. Они распространяются по пионерным местообитаниям, то есть там, где еще нет леса. А так как в таких местах растут сотни видов трав и кустарников, которые привлекают пчел, ивы при опылении тоже делают ставку именно на них. Но здесь возникает сложность: пчелы должны сначала полететь к мужским растениям ивы, захватить там пыльцу и оттуда нести ее на женские деревья. Если наоборот, то оплодотворения не будет. Что же делать дереву, если оба пола должны цвести одновременно? Ученые выяснили, что все ивы выделяют аромат, привлекающий пчел. Когда насекомые уже прибыли к цели, срабатывают оптические эффекты. Здесь особенное рвение проявляют мужские растения ивы – их пушистые шапочки светятся на солнце желтоватым цветом и первыми обращают на себя внимание пчел. Получив первую порцию нектара, насекомые разворачиваются и летят к менее заметным зеленоватым цветкам женских деревьев (см. примеч. 7).

Тем не менее инбридинг в том виде, в каком он известен у млекопитающих, то есть скрещивание близких родственников в пределах одной популяции, во всех трех названных случаях, конечно, возможен. И здесь помогают в равной степени как ветер, так и пчелы. И тот и другие преодолевают большие расстояния и содействуют тому, чтобы как минимум часть деревьев получила пыльцу от родственников, растущих далеко от них, и тем самым освежила местный генофонд. Только полностью изолированные популяции редких видов, в которых остается всего несколько растущих рядом экземпляров, могут утратить генетическое разнообразие, становятся более уязвимыми и наконец через несколько столетий полностью исчезают[16]16
  Чтобы этого не произошло, у некоторых видов выработалась адаптация, позволяющая им размножаться либо вегетативно (образовывать клоны), либо «бесполым путем» – семенами, образованными без оплодотворения (апомиксис). – Примеч. науч. ред.


[Закрыть].

Лотерея

Деревья живут во внутреннем равновесии. Они тщательно распределяют силы, ведут баланс доходов и расходов, чтобы удовлетворить все свои потребности. Часть энергии уходит на рост. Ветви должны удлиняться, ствол – увеличиваться в диаметре, чтобы выдержать растущий вес. Что-то надо оставить про запас, ведь если на дерево нападут насекомые или грибы, ему придется немедленно реагировать, то есть активировать защитные вещества в листьях и коре. Напоследок остается размножение. У ежегодно цветущих видов на это усилие отведена специальная статья расходов в тщательно выверенном энергетическом бюджете. Однако такие виды, как бук или дуб, которые цветут один раз в 3–5 лет, это событие выбивает из колеи[17]17
  Вообще-то и дуб, и бук цветут каждый год, сохраняя огромную потенциальную возможность плодоношения, другое дело, что обилие цветения каждый год разное, и в плодоношении наблюдаются циклы. В одни годы цветение обильное и вызревает почти 100 процентов от появившихся цветков, в другие – вызревает всего 5–10 процентов, но в любом случае цветки все-таки появляются, хоть и в меньшем количестве. Величина плодоношения действительно колеблется по годам, причем циклика зависит как от погоды, так и от региона. В Европе, например, большой урожай желудей случается каждые 4–5 лет, но какой-то хотя бы минимальный урожай есть и в промежутках. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть]. Бо́льшая часть энергии уже распланирована на другое, к тому же буковые орешки и желуди производятся так массово, что вся остальная жизнедеятельность должна отступить на задний план. Это начинается уже с мест на ветках. Свободных участков для цветков на побегах не выделено, поэтому соответствующее количество листьев должно уступить им свое место. Когда цветки увянут и опадут, деревья будут выглядеть непривычно общипанными. Не стоит удивляться, что отчеты о состоянии лесов в такие годы отмечают пониженную густоту кроны у дубов и буков. А так как все особи цветут одновременно, лес на первый взгляд кажется нездоровым.

Лес хотя и не болен, но все же ослаблен и уязвим. Ведь на массовое цветение ушли последние энергетические резервы, к тому же из-за обилия цветков уменьшена площадь листвы, и сахара образуется меньше, чем в нормальные годы. Мало того, бо́льшая часть этого сахара, преобразованная в масла и жиры, остается в семенах, так что для самого дерева из его зимних запасов практически ничего не остается. Не говоря уже о тех резервах, которые вообще-то полагались для защиты от болезней. Только этого и ждали многочисленные насекомые. К примеру, буковый долгоносик-прыгун, всего 2 миллиметра в длину. Теперь он откладывает миллионы яиц в свежие беззащитные листья. Его крохотные личинки проедают плоские ходы между внутренней и внешней стороной листа, оставляя за собой коричневые пятна. Выросший жук прогрызает дырки в листьях, которые после этого выглядят так, как будто в них выстрелили дробью. В некоторые годы буки заражены настолько, что издали кажутся скорее коричневыми, чем зелеными. В нормальном состоянии деревья стали бы обороняться, сумели бы добавить горечи в листья и испортить насекомым их банкет. Но цветение отнимает у них все силы, и в этот сезон им приходится смириться и безответно сносить атаку. Здоровые экземпляры ее выдерживают, тем более что за годом цветения последует несколько лет отдыха. Однако если бук уже был не совсем здоров, нападение насекомых может стать для него окончательным приговором. Но даже если бы дерево это знало, оно все равно не удержалось бы от цветения. По наиболее тяжелым годам той эпохи, которая вошла в историю как «смерть леса»[18]18
  Под «смертью леса» (Waldsterben) в Германии имеется в виду активная кампания в поддержку лесов и вообще охраны природы, пик которой пришелся на 1980-е годы. – При-меч. пер.


[Закрыть], известно, что именно наиболее поврежденные экземпляры часто цветут. Вероятно, они хотят успеть оставить потомство до того, как их генетический материал окончательно уйдет в небытие. Такой же эффект вызывает аномальная летняя жара с сильнейшей засухой, которая ставит деревья на грань выживания и тем самым вынуждает их в следующем году разом зацвести. Вместе с тем ясно, что богатый урожай буковых орешков или желудей не указывает на приближение особенно суровой зимы. Цветки закладываются еще летом предыдущего года, так что обилие плодов позволяет оценить разве что ушедший год.

Нехватка сил и слабая обороноспособность еще раз скажутся осенью, на качестве семян. К примеру, буковый долгоносик-прыгун буравит не только листья, но и завязи, так что орешки хотя и формируются, но остаются пустотелыми и бесполезными. Но вот семена опали на землю. У каждого вида своя стратегия, когда прорастать. Почему «когда»? Семена лежат во влажной рыхлой почве, разве они не должны весной, с притоком солнечного тепла, сразу же пуститься в рост? Ведь пока зародыши без всякой защиты валяются на земле, каждый день для них смертельно опасен. И кабаны, и косули весной тоже хотят есть. По крайней мере деревья с крупными плодами, такие как буки и дубы, именно так и поступают. Их потомство как можно скорее прорастает из орешков и желудей, чтобы не искушать травоядных. И поскольку иного не запланировано, у таких семян нет долгосрочных стратегий для защиты от грибов и бактерий. Те лентяи, которые проспали нужный момент и даже летом остаются в своих желудях или орехах, следующей весной сгниют. Однако многие другие виды дают своим семенам шанс год или два переждать, перед тем как пуститься в рост. При этом они хотя и больше рискуют, зато получают заметные преимущества. Так, в засушливую весну проростки могут погибнуть от жажды – тогда все силы, вложенные в размножение, растрачены впустую. Или какая-нибудь косуля решит задержаться и подкормиться именно там, где приземлилось семечко. Самые первые свежие и вкусные листья перекочуют в ее желудок, не протянув и нескольких дней. А вот если часть семян прорастет лишь через год или несколько лет, шансы распределятся так, что в любом случае какие-то новые деревца вырастут. Именно так ведет себя рябина: ее семечки могут ждать до 5 лет, пока не прорастут в более благоприятных для себя условиях. Для типичного пионерного вида это подходящая стратегия. Если буковые орешки и желуди обычно падают прямо под материнское дерево, и проростки подрастают в надежном и приятном лесном климате, то мелкие семечки рябины могут приземлиться где угодно. Только случай определит, где именно птица, съевшая терпкую ягоду рябины, извергнет из себя вместе с пометом ее семена. Если в чистом поле, то здесь аномальные годы с их экстремальными температурами и сильной засухой проявятся куда более сурово, чем в прохладной и влажной тени старого леса. В таком случае будет лучше, если хотя бы часть невольных пассажиров проснутся к новой жизни не в этот год, а попозже.

А после пробуждения? Насколько велики у юных деревьев шансы стать большими и самим когда-нибудь произвести потомство? Это относительно легко подсчитать. По статистике в среднем каждое дерево воспитывает ровно одного потомка, который в далеком будущем займет его место[19]19
  Это утверждение может быть правильно только в стабильной системе немецкого леса, когда лесу «некуда» развиваться и он ограничен рамками. Но в любом лесу (как и в растительном покрове вообще) заложен огромный потенциал для экспансии – он способен очень быстро затягивать не просто дыры в пологе, а быстрыми темпами завоевывать новые пространства. При таком движении у каждого дерева должна быть масса «воспитанников», иначе экспансия была бы невозможна. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть]. Пока же место не занято, семена хотя и могут прорастать, а молодые проростки годами или даже десятилетиями потихоньку подрастать в тени, но рано или поздно они выдыхаются. Они же не единственные. Дюжины деревьев из других поколений так же прорастают у подножия материнского дерева, и год за годом большинство из них теряют силы, сдаются и возвращаются в гумус. И только немногие счастливчики, которым повезло с помощью ветра или животных попасть на полянки с лесной почвой, будут беспрепятственно прорастать и взрослеть.

Вернемся к шансам. Один бук производит каждые 5 лет минимум 30 тысяч орешков (за счет потепления климата уже каждые 2–3 года, но не будем пока это учитывать). В возрасте от 80 до 150 лет, в зависимости от того, в светлом или темном месте он растет, бук достигает половой зрелости. Соответственно, при продолжительности жизни в 400 лет бук может как минимум 60 раз плодоносить и произвести в общей сложности около 1,8 миллиона орешков. Из них ровно одно дерево станет взрослым, и это в условиях леса еще очень хороший показатель, примерно как шестерка в лотерее. Все остальные исполненные надежд зародыши либо поедаются животными, либо с помощью грибов и бактерий перерабатываются в гумус. Подсчитаем по той же схеме, какие шансы будут у проростков деревьев в самом неблагоприятном случае, например, у тополей. У этих видов материнские деревья производят до 26 миллионов семян каждый год (см. при-меч. 8). С какой радостью эти малыши поменялись бы судьбой с потомством бука! Ведь их родители, перед тем как уступить молодым свое место, образуют больше миллиарда крошечных семян, которые на крыльях ветра пушистым облаком отправляются в дальние края. По статистике из всего миллиарда тоже останется один-единственный победитель.