Тайные связи в природе - Петер Вольлебен

Ведь роль кислорода как важнейшего эликсира жизни заключается только в том, что с его помощью в наших клетках сжигаются соединения углерода. Никакое дыхание не имеет смысла в отсутствие углерода. Растения запасают углерод в виде сахаров и крахмалов, улавливая его из окружающего воздуха. Таким образом, мы должны быть очень заинтересованы в том, чтобы CO2 не заканчивался. Но, похоже, в долгосрочной перспективе именно это нам и грозит. Ведь уже на протяжении сотен миллионов лет концентрация данного газа в атмосфере постоянно падает, если не учитывать периодических колебаний. И этот процесс идет тем быстрее, чем теплее становится на Земле. Тепло ускоряет эрозию и, как следствие, связывание углекислого газа мелкими частицами горных пород.

Да, этот процесс продолжается сотни миллионов лет. Концентрация CO2 может и, вероятно, будет снижаться, но полностью этот газ не исчезнет, поскольку вулканы будут действовать всегда. И жизнь приспособится к этому, как уже не раз бывало в прошлом. Значительно большее беспокойство вызывают кратковременные изменения, которые выводят из равновесия тщательно сбалансированную систему. Такое в истории Земли тоже случалось, и каждый раз следствием было внезапное вымирание некоторых видов. Сейчас мы уставились на показатели CO2, как кролики на удава, но основную озабоченность должны вызывать темпы изменений. В высокой температуре как таковой нет ничего страшного, если у природы есть время, чтобы к ней приспособиться.

Особенно ярко эта проблема проявляется у деревьев. Продвижение их популяций осуществляется очень медленно. Они не могут в течение нескольких лет распространиться, скажем, на пару сотен километров к северу за счет того, что ветер или птицы разнесут их семена. Ведь тем же семенам бука, которые транспортируют сойки, требуется время, чтобы прорасти, стать когда-нибудь в отдаленном будущем большим деревом и дать собственное потомство. Движение на север будет постоянно прерываться паузами продолжительностью в сотни лет. Средняя скорость распространения составляет 400 метров в год. Таким образом, букам, дубам и компании требуются тысячи лет, чтобы убежать от надвигающегося потепления, а этого времени у них попросту нет. А тем видам, которые уже обитают на севере, тоже надо как-то готовиться к меняющимся условиям.

Громадные массивы хвойных деревьев, которые могут вызывать облака за счет выделения в атмосферу терпенов, по мере потепления климата должны прилагать все больше усилий. Особенно быстро потепление идет в северных широтах. Чем жарче солнце, тем больше терпенов выделяют сосны и ели, чтобы сформировать охлаждающие облака. Просто удивительно, в какой степени эти леса до сих пор были способны помогать сами себе! Разумеется, это не является оперативной реакцией на антропогенные изменения, ведь у деревьев слишком продолжительный срок жизни. Генетические изменения могут формироваться только в ходе смены поколений, а такая возможность возникает у деревьев, в зависимости от вида, один раз в несколько сотен, а то и тысяч лет, когда материнское дерево умирает и освобождает место для потомства. Если в течение жизни одного дерева колебания являются скорее правилом, чем исключением, то оно – или, точнее говоря, весь лес – должно выработать какую-то компенсирующую стратегию.

Деревьям в данном случае надо было бы перемещаться с места на место, но они лишены такой способности. Это настоящая дилемма, потому что каждый вид деревьев приспособлен к определенному климату, в котором он чувствует себя комфортно. Если кокосовым пальмам требуется постоянная тропическая температура и они не переносят мороза, то местные лиственные деревья не смогут обойтись без зимней паузы в вегетационном периоде. Вы скажете: «Ну и хорошо. Каждый вид растет именно в тех климатических условиях, которые ему лучше всего подходят. А поскольку на земле имеются самые разные условия, то на ней могут развиваться десятки тысяч видов лиственных и хвойных деревьев». Вот только эти климатические условия постоянно меняются, причем с позиции деревьев слишком быстро. Это происходит и в Европе, где температура за последние века не раз демонстрировала сильные колебания, особенно во время так называемого малого ледникового периода. Ученые из Колорадского университета в Боулдере считают, что его причиной стала вулканическая деятельность. Приблизительно в 1250 году произошло извержение сразу четырех вулканов вблизи экватора. Их пепел быстро распространился по всей атмосфере и преградил путь солнечным лучам. Ученые считают, что в результате понизилась температура и начался рост ледников. Отражение света ото льда только усугубило этот эффект, и падение температуры продолжилось. В среднем на планете стало на 2,5 °C холоднее. Это очень много, если учесть, каких последствий мы ожидаем от нынешнего потепления климата на 2 °C. Только после 1800 года стало немного теплее. Для деревьев этот период был очень тяжелым, потому что им нужно было стойко переживать все капризы климата, оставаясь на одном месте. И ведь речь идет не только о морозах. Лето в те времена было очень жарким. Помочь деревьям выносить такие резкие колебания могли только две стратегии. Во-первых, большинство видов деревьев приспособлено к широкой амплитуде температур. Так, например, буки можно встретить в лесах от Сицилии до юга Швеции, а березы – от Лапландии до Испании. Во-вторых, генетическое разнообразие внутри одного вида достаточно широко, так что в лесу всегда найдутся отдельные экземпляры, которые справляются с новыми условиями лучше, чем остальные. В случае чего именно они будут размножаться, образуя новые популяции, приспособленные к изменившейся обстановке.

Но для масштабов колебаний, которые мы наблюдаем сегодня, недостаточно ни стратегии буков, ни умения хвойных пород формировать облака. Если станет слишком жарко, деревья заболеют и после этого будут быстро уничтожены короедами, которые, как известно, предпочитают ослабленные сосны и ели.

Чтобы уйти от высоких температур, необходимы высокие темпы распространения вида. Можно ли сказать, что преимущество в этом отношении имеют растения с мелкими семенами, разносимыми ветром? Необязательно, потому что для размножения деревьев характерна одна большая проблема. Они должны снабдить свои семена достаточным количеством питательных резервов в форме крахмала либо жира. Ведь ростку в первые дни существования придется развиваться без использования энергии, получаемой от фотосинтеза. Сначала в почву должны прорасти корни, чтобы добывать воду и минеральные вещества. Затем сверху должны распуститься почки, которым еще далеко до больших листьев взрослого дерева. Только после этого росток сможет с помощью света приступить к превращению воды и CO2 в сахар и стать независимым от запасов, которыми снабдило его материнское дерево. А эти запасы у разных видов деревьев весьма различны. Начнем с самых маленьких – с семян ив и тополей. Они настолько мелкие, что их черные точки внутри пушинок, с помощью которых они летают, разглядеть очень сложно. Одно семя весит всего 0,0001 грамма. С такими скудными запасами энергии росток может вырасти всего на 1–2 миллиметра, прежде чем ему придется перейти на самостоятельное добывание питания. Это возможно только при условии, что он не будет испытывать конкуренции. Если же он попадет в тень других растений, то быстро погибнет. Таким образом, если это семя занесет в еловый или буковый лес, то его юная жизнь закончится, не успев начаться. Поэтому ивы и тополя относятся к так называемым «пионерам». Лучше всего они чувствуют себя на еще не заселенных почвах. Такие условия возникают после извержений вулканов, оползней или лесных пожаров, которые полностью уничтожают растительность. Вот здесь эти семена могут в полной мере воспользоваться своими преимуществами. Не имея соперников, они уже в первый год вырастают на метр в высоту, после чего всходы травы уже не могут им помешать. Правда, такие места еще надо найти, а поскольку семена не располагают ни бортовыми компьютерами, ни органами управления, растениям этого вида приходится полагаться только на массовость. Пусть хотя бы одно из множества летучих семян приземлится на удачное местечко. Одно дерево дает до 26 миллионов семян – каждый год! Для поддержания вида достаточно, если хотя бы один раз в 20–50 лет один из ростков приживется и достигнет возраста плодоношения. Вам кажется, что это чересчур расточительно? Но другие способы не позволят найти идеальное место для распространения, тем более что дерево вообще не знает, где оно может находиться.