Этот пример – типичный урок в школе для деревьев. К сожалению, здесь все еще царит известное насилие, ведь природа – строгая учительница. Невнимательный и ленивый будет страдать. Трещины в древесине, в коре, в нежнейшем камбии: хуже для дерева и быть не может. Оно должно реагировать, причем одной только попыткой залечить рану ему не обойтись. Теперь оно будет более грамотно распределять воду, уже не станет весной выкачивать из почвы всю доступную влагу без учета возможных потерь. Деревья получают настоящие уроки бережливости и сохраняют полученные навыки даже тогда, когда в почве хватает влаги – как знать, что будет дальше! Чаще других такие уроки получают ели на хорошо увлажненных почвах, и это легко понять: они избалованы. Всего километром дальше, на каменистом и сухом южном склоне, ситуация выглядит совершенно иначе. Именно здесь я в первую очередь ожидал бы повреждений от летней засухи. Но в жизни, оказывается, все наоборот. Растущие здесь терпеливые аскеты могут вынести куда больше, чем их избалованные коллеги. Хотя воды в их распоряжении гораздо меньше – почва держит ее хуже, а солнце печет сильнее – они хорошо себя чувствуют. Растут заметно медленнее, зато лучше распределяют скудную влагу и благополучно переносят даже самые засушливые годы.

Более очевидный учебный процесс – уроки устойчивости. Деревья не любят создавать себе ненужные сложности. Зачем тратить силы на образование толстого и надежного ствола, если можно удобно опереться на соседей? Пока они рядом, все будет в порядке. Однако в Центральной Европе в лес каждые несколько лет отправляется группа лесников или лесоуборочная техника, чтобы убрать из него 10 процентов древостоя. В естественных лесах молодые деревья тоже могут лишиться опоры – когда умирают и падают большие материнские экземпляры. В кронах возникает просвет, и какая-нибудь сонная ель или бук по соседству шатко «приземляется» на свои собственные ноги, то есть корни. Деревья, как известно, не поклонники высоких скоростей, и пройдет от 3 до 10 лет, пока они снова будут стоять устойчиво. Нерадивых подгоняют мелкие болезненные трещины, возникающие из-за того, что дерево сильно раскачивается на ветру. Там, где болит, нужно укреплять скелет. На это уходит масса энергии, так что на рост в высоту ее уже не хватает. Слабым утешением служит приток света, который достается дереву после гибели соседа. Но и здесь ему нужно несколько лет, чтобы перестроиться и суметь полностью использовать новое освещение. Ведь до этого листья были настроены на полутень, поэтому они нежные и очень чувствительны к свету. Когда внезапно на них падает яркое солнце, на части из них остаются ожоги – опять боль! А так как почки на следующий сезон закладываются уже весной и летом предыдущего года, то лиственное дерево справляется с перестройкой минимум за два вегетационных сезона. Хвойным нужно еще больше времени, поскольку их хвоя остается на ветвях до 7 лет. Только когда вся листва полностью сменится, ситуация разрядится. В общем, станет ли ствол толстым и устойчивым, зависит от того, не возникнет ли у дерева какая-нибудь проблема. В естественных лесах дерево в течение жизни не раз участвует в таких играх. Когда кроны сомкнутся и закроют просвет, возникший после падения соседа, деревья снова смогут опираться друг на друга. Теперь они опять будут тратить больше сил на рост в высоту, чем на рост в толщину, с уже известными последствиями, когда через несколько десятков лет испустит дух очередной сосед.

Вернемся еще раз к теме «школа». Если деревья способны к обучению (а это легко проследить), возникает вопрос, где они хранят приобретенные знания и как могут их оттуда извлекать. Ведь у них нет мозга, который работает как банк данных и управляет всеми процессами. То же относится ко всем растениям, поэтому немало ученых настроены скептически, а многие лесоводы отнесли бы способность к обучению у растений к миру фантазий. Если бы опять не выступила австралийская исследовательница, доктор Моника Гальяно. Она изучала мимозу, тропический полукустарник. Поскольку мимозу, как известно, можно немножко рассердить, а исследовать в лаборатории легче, чем дерево, она служит отличным объектом для изучения. При прикосновении ее перистые листочки складываются, защищаясь. В экспериментальной установке на листву этих растений через регулярные промежутки времени падали капли воды. Сначала листья сразу же испуганно закрывались, однако через некоторое время кустарники выучили, что капли им ничем не угрожают. После этого листья перестали складываться. Еще более удивило Монику Гальяно то, что мимозы сохранили свой навык даже через несколько недель без повторных опытов и могли им пользоваться (см. примеч. 11). Жаль, что нельзя доставить в лабораторию целые буки или дубы, чтобы подробнее изучить процессы обучения. Зато есть другое исследование, проведенное на открытом воздухе и тоже связанное с водой. Наряду с изменением поведения оно пролило свет еще на одно обстоятельство: при наступлении сильной жажды деревья начинают кричать. Впрочем, на лесной прогулке вы ничего не услышите, потому что все это разыгрывается в ультразвуковом диапазоне. Ученые Швейцарского исследовательского центра леса, снега и ландшафта записали эти звуки и объясняют их так: когда в стволе поток воды из корней к листьям прерывается, возникают колебания. Это чисто механический процесс и, вероятно, никакого значения не имеет (см. примеч. 12). Или все же имеет? Ведь мы знаем только, как возникают звуки, а если внимательно рассмотреть, как мы сами производим звуки, то в сухом остатке тоже будет не так много: поток воздуха из трахеи заставляет колебаться голосовые связки. И когда я думаю о результатах исследований пощелкивающих корней, мне кажется вполне возможным, что эти колебания – нечто большее, что это крик от жажды. Может быть, срочное предупреждение коллегам о том, что вода на исходе.

Деревья очень настроены на социум и помогают друг другу. Однако для успешного выживания в лесной экосистеме этого еще недостаточно. Каждый вид деревьев пытается занять больше места, повысить эффективность и таким образом вытеснить другие виды. Исход этого соревнования определяет не только свет, но и борьба за воду. Корни деревьев мастерски умеют осваивать влажную почву. Они образуют тончайшие волоски, чтобы увеличить свою поверхность и всасывать как можно больше. В нормальных условиях этого вполне достаточно, но больше – всегда лучше. Поэтому деревья уже миллионы лет назад заключили союз с грибами. Грибы – удивительные существа. Наше общее разделение живой природы на растения и животных их обходит. Растения отличаются тем, что сами производят пищу из неживой материи, то есть полностью независимы. Неудивительно, что на скудных безжизненных почвах сначала должна появиться растительность, прежде чем за ней смогут последовать животные. Ведь им необходимо питаться другими живыми организмами, чтобы выжить. Кстати, ни траве, ни молодым деревьям не нравится, когда их объедает корова или косуля. Задрал ли волк кабана или олень съел проросток дуба – в обоих случаях это боль и смерть. Грибы – это что-то среднее. Их клеточные стенки образованы хитином, и в этом отношении они напоминают скорее насекомых, у растений это вещество не встречается. К тому же они неспособны к фотосинтезу и зависят от органических соединений других живых организмов, которых они поедают. Десятками лет сплетение их нитей, мицелий, распространяется под землей вширь. Так, в Швейцарии растет один опенок, размер которого – почти половина квадратного километра, а возраст – 1000 лет (см. примеч. 13). Возраст еще одного опенка из американского штата Орегон оценивается и вовсе в 2400 лет, при этом его тело простирается на 9 квадратных километров и весит 600 тонн (см. примеч. 14). Таким образом, именно грибы – самые большие из известных живых организмов на планете. Впрочем, как раз эти гиганты – враги деревьев, они убивают деревья в поисках съедобных живых тканей. Поэтому рассмотрим лучше мирные контакты между грибом и деревом. С помощью мицелия подходящего гриба (например, для дуба это может быть млечник нейтральный) дерево может в несколько раз увеличить активную поверхность корней, то есть всасывать гораздо больше воды и питательных веществ. В растениях, которые сотрудничают с грибами, обнаруживается вдвое больше необходимых для жизни азота и фосфора, чем в тех, что рассчитывают только на собственные корни. Чтобы вступить в партнерство с одним из более тысячи видов грибов, дерево должно быть открытым такому союзу. Открытым в буквальном смысле, потому что грибные нити врастают внутрь нежных тонких корешков. Больно ли это, наукой не исследовано, но поскольку это действие желательное, мне думается, что оно вызывает у дерева скорее позитивные чувства. Так или иначе, но теперь партнеры работают в одной упряжке. Гриб не только пронизывает и обволакивает корни, но и пускает свои нити – гифы – вокруг, в окружающую лесную почву. При этом он выходит за границы обычной зоны распространения корней и растет дальше, к другим деревьям. Здесь он связывается с их грибами-партнерами и самими корнями. Возникает сеть, через которую идет оживленный обмен питательными веществами (см. главу «Социальная служба») и даже информацией, например о предстоящем нашествии вредителей. Таким образом, грибы образуют что-то вроде лесного Интернета. Эта кабельная система имеет свою цену. Как мы знаем, жизнь грибов зависит от других организмов, ведь они во многом близки с животными. Без притока органики они просто погибли бы от голода. Так что они требуют от дерева-партнера оплаты в форме сахара и других углеводов, причем не особенно стесняются в цене. За свои услуги они требуют от дерева около трети всего, что оно производит! (См. примеч. 15.) Логично, что в ситуации такой зависимости ничего нельзя оставлять на волю случая. Поэтому нежные сплетения нитей начинают манипулировать окутанными ими кончиками корней. В первую очередь нужно подслушать, что именно рассказывает дерево через свои подземные побеги. Оценив, полезна ли им полученная информация, грибы начинают производить растительные гормоны, которые направляют рост клеток так, как нужно грибам (см. примеч. 16). За щедрую оплату сахаром грибы предоставляют еще парочку услуг в подарок, например, фильтрацию тяжелых металлов. Деревьям они ничего хорошего не принесли бы, а грибам эти металлы не мешают. Выделенные вредные вещества каждую осень появляются над землей в тех прекрасных плодовых телах, белых или моховиках, которые мы с удовольствием собираем и приносим домой. Неудивительно, что такое вещество, как радиоактивный цезий, который еще остается в почве после чернобыльской катастрофы 1986 года, обнаруживается преимущественно в грибах.

Медицинское обслуживание также входит в ассортимент. Нападут ли на дерево бактерии или его начнут разрушать коллеги-грибы – нежная грибная сеть защитит его от любых вторженцев. Грибы вместе со своими деревьями могут жить очень долго, сотни лет, пока у них все хорошо. Однако если условия окружающей среды меняются, например, в воздухе появляются вредные примеси, грибы испускают дух. Их зеленые партнеры, однако, скорбят недолго, вместо этого они быстро налаживают отношения с другим видом, который теперь уютно устраивается у их ног. Каждое дерево может сотрудничать с несколькими видами грибов, и только лишившись последнего из них, попадает в действительно трудную ситуацию. Грибы в этом отношении более чувствительны. Многие виды сами выискивают для себя подходящее дерево и, заняв его, будут связаны с ним и в горе, и в радости. Такое свойство, когда гриб предпочитает конкретный вид дерева, к примеру, только березу или только лиственницу, называется «хозяиноспецифичность». Другие, такие как лисички, уживаются с деревьями многих видов – пусть будет дуб, бук, ель, главное, чтобы под землей еще оставалось свободное местечко. Конкуренция здесь немалая: в одних только дубравах насчитывается больше 100 видов грибов, часть из которых встречается на корнях одних и тех же деревьев. Для дуба это, наоборот, очень удобно: ведь если условия изменятся и какой-то гриб исчезнет, то на пороге уже ждет следующий кандидат. Правда, исследователи обнаружили, что и у грибов есть страховка. Так, связаны между собой мицелии не только деревьев одного вида, но и разных. Радиоактивный углерод, которым ученые пометили березу, прошел через почву и грибные сети в растущую поблизости дугласию. Как жестоко ни боролись бы деревья между собой в своей надземной части, как ни теснили бы друг друга их корневые системы, грибы, видимо, очень заинтересованы в компенсации и распределении. Действительно ли они хотят поддержать «чужие» деревья-хозяева или же только своих грибных родственников, которым нужна помощь (а те уж затем передают ее «своим» деревьям), пока не выяснено. У меня есть подозрение, что грибы «думают» несколько дальше, чем их высокие партнеры. У этих последних каждый вид борется против других. Но представим себе, что наши местные буки в один прекрасный день одержали бы окончательную победу в большей части лесов – это действительно стало бы большим достижением? А что, если какой-нибудь новый возбудитель внезапно напал бы на победителей и погубил большинство из них? Не помогло бы присутствие деревьев других видов? Дубы, клены, ясени или пихты продолжали бы расти и обеспечили тень, в которой могло бы развиваться следующее поколение молодых буков. Разнообразие – гарант существования естественных лесов, и поскольку грибы тоже нуждаются в постоянных условиях, они под землей компенсируют слишком успешные достижения одного вида деревьев, поддерживая и предохраняя от полной гибели другие виды.

Если, несмотря на взаимопомощь, грибу и дереву приходится туго, гриб может перейти к радикальным действиям, как демонстрирует веймутова сосна со своим партнером – лаковицей двухцветной (Laccaria bicolor). При недостатке азота лаковица выделяет в почву смертельный яд, который убивает всякую мелочь вроде ногохвосток, высвобождая содержащийся в них азот. Они невольно становятся удобрением для деревьев и самого гриба (см. примеч. 17).

Хотя основных помощников деревьев я уже представил, есть, конечно, и целый ряд других. К примеру, дятлы. Полноценными помощниками я их не назвал бы, однако некоторую пользу они все же приносят. Каждый раз, например, когда короеды атакуют еловый лес, требуется скорая помощь. Мелкие насекомые размножаются так стремительно, что могут погубить дерево за самое короткое время, ведь они выедают камбий – нежную, жизненно важную ткань, расположенную под корой. Но если об их появлении узнает пестрый дятел, он мгновенно окажется на месте. Как буйволовый скворец на спине носорога, он обшаривает весь ствол в поисках белых жирных прожорливых личинок. Обнаружив личинку, он быстро, хотя и не особенно чувствительно для дерева, вытаскивает ее наружу, так что во все стороны разлетаются крупные куски коры. Иногда это спасает ель от дальнейшего повреждения. Но даже если само дерево такую процедуру не перенесет, то его соседям дятел все-таки поможет – ведь из личинок уже не выйдут крылатые жуки. Впрочем, благополучие дерева не интересует дятла вовсе, что особенно заметно по его гнездовым дуплам. Нередко он выдалбливает их в совершенно здоровых стволах, которые тем самым тяжело ранит. Так что дятел хотя и избавляет многие деревья от вредителей, например дубы от личинок златки, однако это скорее побочный результат. Златки могут в засушливые годы серьезно угрожать деревьям, потому что те, измученные жаждой, не способны толком защищаться. Спасением может стать багряная огнецветка – жук, который во взрослой стадии мирно питается выделениями тлей и соками растений. Однако его потомство нуждается в мясе и добывает его в виде личинок жуков, которые обитают под корой широколиственных деревьев. Так что некоторые дубы обязаны жизнью личинкам огнецветок, которым это спасение, впрочем, не всегда выгодно: если все чужие личинки съедены, они начинают поедать друг друга.

Как вода попадает из почвы наверх, к листьям? Для меня этот вопрос символизирует современное состояние науки о лесах. Дело в том, что транспорт воды – явление, которое относительно легко поддается исследованию, во всяком случае легче, чем восприятие боли или коммуникация. И поскольку это кажется таким банальным, академическая наука уже десятки лет предлагает в ответ на него элементарные объяснения. Мне всегда нравилось рассуждать об этом со студентами. Расхожие ответы звучат так: это происходит за счет капиллярных сил и транспирации [22] . Первые вы можете каждый день наблюдать за завтраком. Именно капиллярные силы заставляют кофе в чашке чуть-чуть приподниматься по краям – без этого явления уровень жидкости был бы полностью горизонтальным. Чем теснее емкость, тем выше может подняться в ней жидкость вопреки силе тяжести. А сосуды лиственных деревьев действительно очень узкие: их ширина всего-то 0,5 миллиметра. Хвойные деревья сужают диаметр и вовсе до 0,02 миллиметра. Тем не менее этого совершенно не достаточно, чтобы объяснить, как вода попадает в крону дерева высотой более 100 метров, потому что даже в тончайших трубочках капиллярных сил хватает не более чем на метр (см. примеч. 18). Впрочем, у нас есть и второй кандидат – транспирация. В теплые сезоны года листья и хвоя испаряют немало воды за счет дыхания; у взрослого бука это может быть несколько сотен литров в день. За счет этого возникает сосущая сила, которая и тянет воду вверх по сосудам. Правда, это происходит только в том случае, если колонна воды не прерывается. Молекулы воды сцепляются друг с другом за счет когезии (сил сцепления) и по очереди поднимаются вверх, как только в листе за счет испарения освобождается место. А так как и этого недостаточно, в игру вступает еще и осмос. Если в одной клетке концентрация сахара выше, чем в соседней, то вода сквозь клеточные стенки будет проникать в более сладкий раствор, пока процентное содержание сахара в обеих клетках не выровняется. И поскольку от клетки к клетке вплоть до кроны так и происходит, вода в конце концов оказывается наверху. Хмм… Самое высокое давление отмечается в деревьях незадолго до распускания листьев, весной. В это время вода бьет в стволе с такой силой, что вы сможете услышать ее шум через стетоскоп. На северо-востоке США этим пользуются для получения сока сахарного клена, который часто собирают еще во время таяния снега. Только в это время можно добыть драгоценный сироп. Но ведь к этому времени листьев на лиственных деревьях еще нет, а значит, ничего не может испаряться. Так что испарение как движущая сила исключается. Капиллярные силы могут принимать лишь частичное участие в процессе, потому что их действие, как уже было сказано, не превышает метра, фактически им можно пренебречь. Тем не менее ствол к этому времени буквально накачан жидкостью. Остается один осмос, но и это не кажется мне вероятным. В конце концов, он действует только в корнях и листьях, но не в стволе, который состоит не из ряда прилегающих друг к другу клеток, а из длинных сквозных сосудов. И что теперь? Неизвестно. Однако новые исследования обнаружили кое-что, ставящее под вопрос по крайней мере действие транспирации и сил сцепления. Ученые из Бернского университета, Швейцарского центра изучения леса, снега и ландшафта и Швейцарской высшей технической школы (Цюрих) внимательно прислушались к деревьям в самом буквальном смысле. Они зарегистрировали в них тихий шум, прежде всего по ночам. В это время основная масса воды содержится в стволе, потому что крона делает перерыв в фотосинтезе и практически ничего не испаряет. Поэтому деревья так заполнены водой, что даже диаметр ствола чуть-чуть увеличивается. Вода в проводящих тканях ствола стоит практически спокойно, никуда не течет. Откуда же тогда шум? Ученые предполагают, что виноваты крошечные пузырьки углекислого газа, которые образуются в мелких заполненных водой трубочках (см. примеч. 19). Пузыри в сосудах? Это значит, что сплошной ток воды тысячи раз прерывается, так что ни транспирация, ни когезия, ни капиллярные силы не могут участвовать в переносе воды. Множество вопросов остается без ответа. Может быть, мы стали беднее на одно возможное объяснение, а может быть, богаче на одну тайну. Разве это не столь же прекрасно?

Конец ознакомительного фрагмента.