30 сентября 2023
Американский журналист Ричард Грант в Smithsonian Magazine затронул вопрос: считать ли лесные деревья индивидуалистами, жестко конкурирующими за ресурсы, или они способны на взаимопонимание и взаимовыручку? Naked Science публикует перевод его статьи.
В тропических лесах Британской Колумбии, где ели Дугласа возвышаются на высоту более 50 метров, растут 23 местных вида деревьев / © Diana Markosian
Я иду по нагорью Айфель на западе Германии, сквозь величественные, словно соборы, дубовые и буковые рощи, и у меня возникает ощущение, что очутился в сказке. Деревья вдруг оживляются, исполняются волшебством. Они начинают переговариваться между собой. Вступают в ожесточенные поединки, становятся участниками полных смертельных опасностей драм. Смогут ли они разрастись во всю мощь, будет зависеть от сложнейшей сети их взаимоотношений, союзов и родственных связей.
На самом деле это не сказка, а реальность. Просто жизнь деревьев течет так медленно, что мы видим только стоп-кадр происходящего.
Мой проводник, лесничий и писатель из Германии Петер Вольлебен, — редкий знаток тайной жизни лесов, он умеет рассказывать о ней простым и увлекательным языком. Вольлебен посвятил свою жизнь изучению деревьев и уходу за ними. Он заведует этим природным заповедником, живя вместе с женой Мириам в хижине рядом с деревней Хюммель.
В 50 с лишним лет Вольлебен прославился как писатель. Его книга «Тайная жизнь деревьев. Что они чувствуют, как они общаются», написанная по настоянию жены, разошлась в Германии тиражом свыше 800 тысяч экземпляров и стала бестселлером еще в 11 странах, включая США и Канаду.
Научные представления о древесных растениях переживают революцию, и Вольлебен стал первым автором, который поделился своими мыслями по этому поводу с широкой публикой. Последние исследования, проведенные в престижных университетах Германии и других стран, подтвердили то, о чем он давно догадывался, наблюдая за этим лесом: деревья — создания более чуткие, общительные, утонченные и даже умные, чем мы думали.
Похрустывая по свежевыпавшему снегу (встреча с лесничим состоялась ранней весной), он подводит меня к паре массивных буков, растущих рядом друг с другом, и указывает на их скудные зимние кроны, которые деликатно воздерживаются от посягательств на пространство соседа.
«Это старые приятели. Они рационально делят солнечный свет, их корневые системы тесно связаны. В подобных случаях, как правило, если умирает один, то вскоре умирает и второй, поскольку они очень сильно зависят друг от друга», — сказал он.
Со времен Дарвина деревья считались закоренелыми индивидуалистами, которые ведут непримиримую борьбу за воду, питательные вещества и солнечный свет. Победители обрекают побежденных на гибель, простирая на них свою тень и лишая их влаги.
Но на сегодня накоплен значительный объем научных данных, опровергающих эту идею. Он свидетельствует, что деревья одного вида, наоборот, составляют некую общность и, кроме того, часто образуют союзы с деревьями других видов.
В процессе эволюции лесные исполины приучились жить в отношениях взаимозависимости и сотрудничества, которые поддерживаются общением и коллективным разумом, как в колониях насекомых. Наш взгляд обычно притягивают их раскидистые кроны, но самое главное происходит под землей, в нескольких сантиметрах под нашими ногами.
«Иногда ее называют wood-wide web, вседревесная паутина. Все деревья и здесь, и в любом более-менее здоровом лесу связаны друг с другом подземными грибковыми сетями. Через эти сети деревья делятся влагой, питательными веществами, а также используют их для коммуникации. Они посылают сигналы тревоги при засухе, например, при болезни, при нападении насекомых. Получив эти сигналы, соседние деревья начинают менять свое поведение», — добавил Вольлебен.
Ученые называют эти сети микоризными. Тонкие, похожие на волосы кончики древесных корней соединяются микроскопическими грибковыми нитями, образуя звенья цепи, которая, по-видимому, обеспечивает симбиотические отношения между деревьями и грибами или, возможно, взаимовыгодный обмен. В качестве своеобразной платы за свои услуги грибы потребляют около трети сахаров, которые деревья синтезируют из солнечного света. Грибы питаются сахаром, а сами забирают из почвы азот, фосфор и другие минеральные вещества, которые затем поглощаются деревьями.
Эта сеть — поистине источник жизни для молодых побегов, растущих на сильно затененных участках леса. Им не хватает света для фотосинтеза, и они выживают только благодаря взрослым деревьям, в том числе собственным родителям, которые через грибковую сеть перекачивают в их корни сахара. Вольлебен любит говорить, что таким образом материнские деревья «вскармливают своих отпрысков», и эта метафора точно передает суть их отношений.
Однажды в этом же лесу он наткнулся на огромный, метра полтора в поперечнике, пень от бука. Дерево было срублено лет пятьсот назад, но, почистив его поверхность перочинным ножиком, Вольлебен обнаружил нечто удивительное: пень был зелен от хлорофилла. Объяснение могло быть только одно. Соседние буки подпитывали его, перекачивая глюкозу по сети. «Когда буки так делают, они напоминают мне слонов, — говорит он. — Те тоже подолгу не оставляют умерших сородичей, особенно если это большой, старый, почитаемый матриарх».
Чтобы общаться по сети, деревья посылают химические, гормональные и пульсирующие электрические сигналы, которые только начинают расшифровывать ученые. Эдвард Фармер из Лозаннского университета (Швейцария) занимался изучением этих электрических импульсов и выявил сигнальную систему, основанную на разности потенциалов, поразительно похожую на нервную систему животных (хотя Фармер не предполагает, что растения имеют нейроны или мозг). Чаще всего деревья разговаривают, когда испытывают тревогу или нужду в чем-либо, но Вольлебен подозревает, что у них есть и другие темы для бесед: «О чем они разговаривают, когда им не грозит опасность и они всем довольны, хотел бы я знать?» Моника Гальяно из Университета Западной Австралии получила доказательства того, что некоторые растения также могут издавать и воспринимать звуки, в частности, потрескивание в корнях частотой 220 герц.
Кроме того, деревья сообщаются через воздух при помощи феромонов и других пахучих веществ. Любимый пример Вольлебена — акация крученая, с раскидистой, как зонтик, кроной, символ жаркой, пыльной саванны к югу от Сахары. Если листья этого дерева начинает поедать жираф, то оно издает сигнал тревоги, выделяя этилен. Почувствовав его, соседние акации начинают насыщать свои листья танинами. В достаточно больших количествах эти вещества могут вызвать заболевание и даже гибель крупных травоядных животных.
Жирафы знают это, поскольку эволюционировали вместе с акациями, и они заходят с подветренной стороны, чтобы сигнальный газ не долетал до деревьев, находящихся впереди них. Если же ветра нет, то жираф обычно проходит метров сто (на это расстояние газ не может распространяться в неподвижном воздухе) и только потом приступает к поеданию следующей акации. Можно сказать, жирафы знают, что деревья общаются друг с другом.
Деревья могут ощущать запахи своими листьями, Вольлебен считает их органами обоняния. Но у них также есть органы вкуса. Если, например, на вязы и сосны нападают листогрызущие гусеницы, они чувствуют их слюну и выпускают феромоны, привлекающие паразитических ос. Осы откладывают яйца в тела гусениц, и личинки выедают их изнутри. «Для гусениц крайне неприятно, — говорит Вольлебен, — но для деревьев очень разумно».
Недавние работы Лейпцигского университета и Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия показывают, что деревья распознают вкус оленьей слюны. «Если олень начинает жевать ветку, то дерево выделяет химические вещества, от которых листья становятся невкусными, — говорит Вольлебен. — Если же ветку обламывает человек, дерево выделяет вещества, залечивающие рану».
Мы подходим к месту, которое Вольлебен называет классной комнатой. Молодые буки решают проблему выживания, каждый по-своему. Как и любое дерево, они жаждут солнца, но здесь, под пологом высокой растительности, доступно только 3% падающего на лес света. Одно из деревьев — классный дурачок. Его ствол скручен и искривлен в бессмысленных попытках получить больше солнечных лучей, вместо того чтобы терпеливо расти прямо и вверх, как его более разумные одноклассники.
У другого дерева растут две непропорционально длинные боковые ветви, которые пытаются дотянуться до света, падающего через небольшую прогалину в высоких кронах. Вольлебен называет это «глупостью и жестом отчаяния», которые наверняка приведут к нарушению равновесия и падению. Он говорит об ошибках деревьев как об их осознанном выборе, хотя на самом деле все это лишь вариации того, как эволюция сформировала их гормональную систему. Вольлебен, конечно, это знает, но главная его цель — заинтересовать как можно больше людей жизнью деревьев, чтобы защитить леса от губительных вырубок и других бед.
Раньше он был хладнокровным убийцей деревьев. Так его учили. В школе лесоводства он узнал, что деревья необходимо прореживать, что распыление пестицидов и гербицидов с вертолета имеет важное значение для здоровья лесов и что древесину лучше всего заготавливать при помощи тяжелой техники, даже несмотря на то, что последняя разрушает почву и разрывает микоризные сети. Больше двадцати он так и работал, веря, что приносит пользу лесам, которые он любил с детства.
Он усомнился в правильности такого подхода после того, как посетил несколько частных угодий в Германии, где лес не прореживали, не опрыскивали и не вырубали машинами. «Деревья там были намного толще и многочисленнее, — говорит он. — Чтобы получить значительную прибыль, достаточно было срубить совсем немного деревьев, причем заготовка осуществлялась с использованием лошадей, так что воздействие на среду сводилось к минимуму».
В то же время Вольлебен читал ранние публикации о микоризах и материнских деревьях, а также штудировал исследования о коммуникации деревьев, проведенные в Китае, Австралии, США, Великобритании и Южной Африке. Когда он получил распоряжение вырубить лес возле своей родной деревни Хюммель — тот самый сказочный лес, по которому мы гуляли все утро, — он придумывал разные оправдания и уклонялся от этого в течение нескольких лет. А затем, в 2002 году, отправился к односельчанам, чтобы переубедить их.
Выслушав его доводы, они согласились отказаться от доходов, которые сулила продажа древесины, а вместо этого превратить лес в природный заповедник, чтобы к нему постепенно вернулось первозданное великолепие. В 2006 году Вольлебен оставил работу в государственном лесном хозяйстве и стал управляющим старым буковым лесом.
Чтобы лес приносил доход, он создал кладбище в чаще, на котором за определенную сумму в простых урнах хоронят кремированные останки любителей дикой природы. «Деревья продаются в качестве живых надгробий», — говорит он. Здесь ведется щадящая вырубка с использованием лошадей, а кроме того, туристы платят за экскурсии по лесу. В течение многих лет Вольлебен проводил эти экскурсии сам, в яркой, эмоциональной манере описывая непостижимую, сверхмедленную жизнь деревьев. Посетителям это настолько понравилось, что жена Вольлебена посоветовала ему написать книгу в том же ключе.
Его взгляды раскритиковали некоторые ученые, но самыми яростными его противниками стали коммерческие лесоводы, методы которых он подверг сомнению. «Они не оспаривают приводимые мною факты, потому что я всегда ссылаюсь на научные источники, — говорит он. — Вместо этого они говорят, что я эзотерик. Они называют меня деревообнимателем. Это неправда. Я не считаю, что обнимание деревьев приносит какую-то пользу».
За много тысяч километров от Германии, в Университете Британской Колумбии в канадском Ванкувере, профессор кафедры экологии леса Сьюзан Симард и ее аспиранты делают новые удивительные открытия о восприимчивости и взаимосвязанности деревьев в дождевых лесах умеренного тихоокеанского региона на западе Северной Америки. По мнению Симард, их исследования высвечивают ограниченность западного научного метода как такового.
В научном сообществе она наиболее известна обширными исследованиями микоризных сетей и выявлением «центральных деревьев», как она называет их в научных статьях, или «материнских деревьев». Петер Вольлебен много ссылался на ее исследования в своей книге.
Материнские деревья — самые большие и старые в лесу, с наибольшим количеством грибковых связей. Это не обязательно женские особи, но Симард приписывает им заботливую, поддерживающую, материнскую роль. Разветвленными корнями они всасывают из почвы воду и предоставляют ее молодым побегам с неглубокой корневой системой. Они помогают соседним деревьям, посылая им питательные вещества, а когда соседи испытывают трудности, материнские деревья улавливают от них сигналы бедствия и увеличивают поток питательных веществ.
В лаборатории экологии леса аспирантка Аманда Эсей изучат дугласову пихту. Используя саженцы, Эсей и ее коллеги показали, что пары деревьев одного вида распознают кончики корней своих собратьев среди корней неродственных побегов и, по-видимому, снабжают их дополнительным углеродом через микоризные сети. «Мы не знаем, как они это делают, — говорит Симард. — Может быть, по запаху, но где в древесных корнях рецепторы запаха? Мы не имеем понятия».
Другой аспирант, Аллен Ларок, выделяет изотопы азота лосося в образцах грибов, взятых недалеко от Белла-Белла, островной деревушки у побережья Британской Колумбии. Его команда изучает деревья, растущие возле ручьев, в которых водится лосось. «К счастью, азот лосося имеет характерные спектральные линии, и его легко отслеживать, — говорит Ларок. — Нам известно, что медведи сидят под деревьями, едят лосося, и объедки оставляют там же. Мы обнаружили, что деревья поглощают азот лосося, а затем делятся им друг с другом через сеть. Это взаимосвязанная система: рыба—лес—грибы».
По словам Ларока, ученые только начинают познавать язык деревьев. «Мы мало знаем, что они сообщают друг другу с помощью феромонов. Мы не знаем, как они передают информацию внутри своих тел. У них нет нервной системы, но они все равно могут чувствовать и испытывать нечто похожее на боль. Когда дерево рубят, оно посылает электрические сигналы, как поврежденная человеческая ткань».
За обедом в кампусе Симард объясняет свое разочарование западной наукой. «Мы не ставим вопрос о лесе как взаимосвязанном единстве, потому что приучены к редукционизму. Мы разбираем предмет на части и исследуем какой-то один процесс, хотя знаем, что эти процессы не происходят по отдельности. Когда я прихожу в лес, я чувствую единство, здесь все работает в гармонии, но у нас нет возможности отобразить или измерить происходящее. Мы даже не можем составить карту микоризных сетей. Одна чайная ложка лесной почвы содержит несколько километров грибковых нитей».
После обеда она ведет меня в великолепную старую рощу туй складчатых, крупнолистных кленов, болиголовов и дугласовых пихт. Она указывает на массивного, пронзающего облака гиганта с рыхлыми полосками сероватой коры. «Этой туе, вероятно, 1000 лет, — говорит она. — Это материнское дерево для других здешних туй, и оно также связано с кленами. Туи и клены находятся в одной сети, болиголов и дугласова пихта — в другой».
Но почему деревья делятся питательными веществами и образуют союзы с деревьями других видов? Разве закон естественного отбора не предполагает конкуренцию между ними? «На самом деле, с точки зрения эволюции для деревьев нет смысла быть индивидуалистами, захватывающими ресурсы, — говорит Симард. — Они и живут дольше, и размножаются лучше в здоровом, стабильном лесу. Вот почему эволюция подталкивает их к тому, чтобы помогать соседям».
Если соседние деревья умирают, в защитном слое леса открываются бреши. При увеличении количества солнечного света остающиеся деревья могут фотосинтезировать больше сахара и расти быстрее, но, по словам Симард, они в то же время также становятся более уязвимыми. Система поддержки микоризы ослабевает. Летом жаркое солнце достигает лесной подстилки, делая суше прохладный, влажный микроклимат, который предпочитают деревья. Разрушительные ветры также могут легко врываться в лес, и при отсутствии соседних крон дерево может быть выкорчевано.
При взгляде на эти древние гиганты со сросшимися кронами, невероятно трудно представить себе, что им пришлось пережить за многие столетия. Смертельным угрозам несть числа: ураганы, ледяные бури, удары молний, лесные пожары, засухи, наводнения, болезни, стаи прожорливых насекомых.
Звери поедают нежные молодые кустики. Надоедливые грибы только и ждут случая воспользоваться повреждением или слабостью дерева, чтобы начать пожирать его плоть. Исследование Симард показывает, что материнские особи защищают от многих из этих угроз; и когда в лесу вырубают самые большие и старые деревья, молодняк выживает гораздо хуже.
Но не все ученые разделяют новые представления о взаимосвязи и взаимопомощи между деревьями. Стивен Вудворд, ботаник из Абердинского университета в Шотландии, не согласен, что деревья, подвергшиеся нападению насекомых, сообщают соседям об опасности. По крайней мере, в том смысле, в котором мы понимаем это с человеческой точки зрения. «Они не посылают никаких сигналов, — говорит Вудворд. — При повреждении они выделяют некоторые химические вещества. Другие деревья улавливают их. Ни у кого нет никакого намерения предупреждать о чем-то».
Линкольн Тейз, бывший профессор биологии растений Калифорнийского университета в Санта-Крусе и соредактор учебника «Физиология и развитие растений», находит исследования Симард «увлекательными» и «выдающимися», но не видит доказательств того, что взаимодействия между деревья «ведутся намеренно или целенаправленно». И в этом нет необходимости. «Каждый отдельный корень и каждая грибковая нить генетически запрограммированы естественным отбором на автоматическое выполнение своей работы, — пишет он, — для этого не требуется никакого общего сознания или целеполагания». Впрочем, Симард никогда не утверждала, что деревья обладают сознанием или целеполаганием, хотя то, как она говорит о них, подразумевает именно это.
В 2007 году Тейз и еще 32 ботаника опубликовали критическую работу по поводу зарождавшейся идеи о том, что растения и, в частности, деревья обладают интеллектом. Тейз был готов «быть либеральным и согласиться с мыслью», что деревьям присущ «стадный интеллект», но считает, что это ничего не добавляет к нашему миропониманию и ведет нас к ошибочному признанию древесного сознания: «Их целеполагание — это иллюзия, такая же как и вера в «разумный замысел». Естественный отбор может объяснить все, что мы знаем о поведении растений».
Известный британский ученый Ричард Форти подвергает критике взгляды Вольлебена: «В его книге много интересных научных данных, и я разделяю его тревоги, но он описывает деревья так, будто они обладают сознанием и эмоциями, они похожи на энтов из «Властелина колец».
В ответ на это Вольлебен только улыбается. «Ученые стремятся к тому, чтобы язык был очищен от эмоций, — говорит он. — Для меня это бесчеловечно, потому что мы существа эмоциональные, и большинству людей научный язык кажется крайне скучным. Например, упомянутое замечательное исследование о жирафах и акациях было проведено уже много лет назад, но оно было изложено таким сухим языком, что большинство людей никогда о нем не слышали».
Вольлебен стремится не быть скучным. У него деревья стонут от жажды, пугаются, развлекаются и скорбят. Считает ли он, что растения обладают какими-то формами сознания? «Не думаю, что деревья ведут сознательную жизнь, но мы этого не знаем наверняка, — говорит Вольлебен. — Нам следует говорить хотя бы об их правах. Мы должны относиться к нашим лесам с уважением и давать деревьям достойно стареть и умирать естественной смертью».
https://naked-science.ru/article/nakedscience/umeyut-li-derevya-govorit
