СЬЮЗЕН СИМАРД: КАК ОБЩАЮТСЯ ДЕРЕВЬЯ
«Лес — это гораздо больше, чем то, что вы видите», — заявляет эколог Сьюзен Симард. Её тринадцатилетнее исследование в канадских лесах привело к невероятному открытию — деревья общаются, даже находясь на больших расстояниях друг от друга.
Представьте, что вы идёте по лесу. Думаю, вам приходит на ум множество деревьев, с разросшимися стволами и прекрасными кронами. Деревья, конечно, являются основой леса, но лес намного сложнее, чем кажется на первый взгляд, и сегодня я бы хотела изменить ваше представление о лесах.
Под землёй существует другое пространство жизни, пространство бесконечных биологических троп, которые соединяют деревья и позволяют им общаться между собой. И позволяют лесу вести себя как единый организм. В какой-то степени это напоминает разум.
Откуда я это знаю? Расскажу вам свою историю. Я выросла в лесах Британской Колумбии. Мне нравилось лежать на земле и долго смотреть на верхушки деревьев. Они были великанами. Мой дед тоже был великаном. Он был лесорубом, работал на лошади. Он выборочно рубил кедры в материковых тропических лесах. Дед рассказал мне о бесшумных, связанных путях деревьев, и как они переплетаются с историей нашей семьи. Я пошла по стопам деда.
Нам обоим был интересен лес, и озарение впервые пришло ко мне в туалете возле нашего озера. Наш бедный пёс Джигс поскользнулся и упал в выгребную яму. Дед взял лопату и помчался спасать бедного пса. Тот плавал там, внизу, в навозной жиже. Пока дедушка прокапывал путь сквозь почву, меня заинтересовали не только корни деревьев, но и то, что лежит под ними — позже я узнала, что это мицелий, — а под ним, красный и жёлтый, почвенные горизонты. В конце концов мы спасли бедного пса, но именно в тот момент я поняла, что палитра корней и почвы и есть та самая основа леса.
Мне хотелось узнать больше. Поэтому я изучала лесное хозяйство. Вскоре я начала работу бок о бок с влиятельными людьми, отвечающими за коммерческий сбор урожая. Объёмы вырубки леса были пугающими, и вскоре я ощутила внутренний конфликт из-за своего участия в этом. Кроме того, масштабы вырубки тополей и берёз ради посадки более ценных сосен и пихт были колоссальны. Казалось, ничто не сможет остановить этот беспощадный индустриальный механизм.
Поэтому я вернулась к обучению и начала изучать деревья. Тогда учёные только выяснили в лабораторных условиях, что корни одного саженца сосны могут передавать углерод в корни другого саженца. Но это было в лаборатории, а я заинтересовалась, возможно ли это в лесу? Я думала, что да. Деревья в настоящих лесах, возможно, тоже обмениваются информацией под землёй. Но это был спорный вопрос, некоторые даже думали, что я сошла с ума. Поэтому было очень сложно добиться финансирования исследования. Но я стояла на своём, и наконец смогла провести несколько экспериментов глубоко в лесу. Это было 25 лет назад. Я вырастила 80 деревьев трёх видов: японскую берёзу, Дугласову пихту и тую. Я обнаружила, что берёза и пихта связываются в подземной сети, а туя — нет. Она росла обособленно. Я стала собирать оборудование. У меня не было денег, поэтому пришлось обойтись самым дешёвым. Я пошла в магазин «Сделай сам» и купила полиэтиленовые пакеты, изоленту, затеняющую сетку, таймер, защитный костюм и респиратор. Потом я одолжила некоторое оборудование в моём университете: счётчик Гейгера, сцинтилляционный счётчик, масс-спектрометр и микроскопы. Кроме того там были опасные вещества: шприцы с радиоактивным углеродом-14 и несколько баллонов под давлением с устойчивым изотопом, углеродом-13. Но у меня было официальное разрешение.
О, я забыла ещё кое-что. Очень важное: спрей от насекомых, спрей, отпугивающий медведей, и фильтры для респиратора. Ну вот.
В первый день эксперимента мы уже начали было работу, но появилась гризли и её малыш, которые спугнули нас. У меня не было с собой спрея от медведей. Вот так и проходят исследования в канадском лесу.
Я вернулась на следующий день. Мамы-гризли и её детёныша уже не было. В этот раз мы, наконец, начали работу. Я надела белый защитный костюм и респиратор, потом надела пакеты на мои деревья, взяла огромные шприцы и впрыснула в пакет углекислый газ с изотопным индикатором. Первой была берёза. Я ввела углерод-14, радиоактивный изотоп, в пакет с берёзой. Затем была пихта, я ввела устойчивый изотоп, углерод-13. Я использовала два изотопа, чтобы узнать, общаются ли между собой эти виды деревьев. Когда я принялась за последний пакет, 80-тый саженец, откуда ни возьмись снова показалась мама-гризли. Она погналась за мной, я высоко подняла руки со шприцами, отмахиваясь от комаров, запрыгнула в грузовик и подумала: «Вот почему исследования проводят в лабораториях».
Я ждала час. Я вычислила, что этого будет достаточно, чтобы деревья с помощью фотосинтеза поглотили весь газ, превратили его в сахара, транспортировали их в корни и, возможно, как я предполагала, передали углерод под землёй своим соседям. Когда час подошёл к концу, я опустила стекло и проверила, нет ли мамы-гризли. Как хорошо, вон она, ест чернику. Я вышла из грузовика и продолжила работу. Я сняла первый пакет с берёзы и поднесла счётчик Гейгера к листьям. Кхх! Замечательно. Берёза поглотила радиоактивный газ. И вот момент истины. Я подошла к пихте. Сняла с неё пакет. Поднесла счётчик Гейгера к иголкам и услышала самый чудесный звук. Кхх! Это берёза общалась с пихтой, берёза спрашивала: «Эй, тебе помочь?» А пихта отвечала: «Да, можешь отправить мне немного углерода? Потому что кто-то установил надо мной навес». Я подошла к туе, поднесла прибор к её листьям, и, как я и подозревала, — тишина. Туя была сама по себе. Она не была связана сетью с берёзой и пихтой.
Я была так взволнована, я бегала от одного саженца к другому, проверяла каждое из 80 деревьев. Всё было очевидно. Углерод-13 и углерод-14 показали мне, что Японская берёза и Дугласова пихта мило общались друг с другом. Оказалось, что в это время года, летом, берёза передаёт больше углерода пихте, чем пихта — берёзе, особенно когда пихта находилась в тени. Но в последующих экспериментах я выяснила обратное. Пихта отправляла больше углерода берёзе, а не наоборот, ведь пихта ещё росла, а берёза уже сбросила листву. Оказалось, что два вида были взаимозависимы.
В тот момент всё встало на свои места. Я поняла, что нашла что-то потрясающее, то, что изменит наш взгляд на поведение деревьев в лесу. Не только как соперников, но и сотрудников. И я нашла весомое доказательство существования огромной подземной сети общения.
Я действительно надеялась и верила, что моё открытие изменит взгляд на ведение лесного хозяйства. Вместо вырубки и использования гербицидов позволит применять более комплексные и экологичные методы, более дешёвые и практичные. О чём я вообще думала? Я ещё к этому вернусь.
Как же работает наука в такой сложной системе как лес? Исследователи леса должны проводить исследования в лесу, а это очень сложно, как я и описывала. И нужно уметь быстро убегать от медведей. Но главное: нужно продолжать, несмотря ни на какие трудности. Нужно доверять интуиции и опираться на опыт, задавать правильные вопросы. Затем собирать данные и тщательно проверять. Я опубликовала сотни экспериментов, проведённых в лесу. Старейшим из моих экспериментальных плантаций уже больше 30 лет. Можете как-нибудь взглянуть на них. Посмотреть, как работает наука в лесу.
Сейчас я хочу поговорить об этой науке. Как же Японская берёза и Дугласова пихта общаются? Оказалось, что они связываются не только посредством углерода, но ещё и азота, фосфора, воды и защитных сигналов, аллелохимических веществ и гормонов — короче, информации. И вы знаете, я должна сказать, что до меня учёные считали, что подземный взаимовыгодный симбиоз, называемый микориза, тоже имеет к этому отношение. Микориза буквально значит «грибные корни». Вы можете видеть её репродуктивные органы, гуляя по лесу. Это грибы. Но грибы — всего лишь верхушка айсберга. Нити, выходящие из плодового тела гриба, называются мицелием. Он заражает и начинает контролировать корни всех деревьев и растений. И в местах соприкосновения клеток корня и клеток гриба происходит обмен углеродом и питательными веществами. Мицелий получает эти вещества, прорастая сквозь почву, окутывая каждую её частичку. Эта сеть настолько плотная, что может достигать в длину сотни километров даже на участке размером со ступню. Мицелий соединяет отдельные растения леса. Растения не только одного вида, но и различных, например, берёзу и пихту. Это всё похоже на Интернет.
Как и все сети микоризные сети имеют свои узлы и связи. Мы создали их карту, анализируя небольшие участки ДНК каждого дерева и каждого гриба на отдельном участке пихтового леса.
Самые большие и тёмные узлы — самые загруженные. Мы называем их центральными или, более ласково, материнскими деревьями, потому что, как оказалось, они кормят молодые деревья, которые растут в подлеске. И если вам видны жёлтые точки — это всходы, появившиеся внутри сети старых материнских деревьев. В одном лесу материнское дерево может быть соединено с сотней других деревьев. И с помощью изотопного индикатора мы узнали, что они отправляют свой избыточный углерод через сеть микоризы молодым деревьям подлеска. И мы связали это с уровнем выживаемости рассады, увеличившимся в 4 раза.
Мы, как вы знаете, всегда поддерживаем наших детей. И мне стало интересно, может ли пихта узнавать своих, как мама-гризли своего малыша? Поэтому мы провели эксперимент, вырастив материнские деревья вместе с дочерней и незнакомой рассадой. Выяснилось, что они могут узнавать свою родню. Материнские деревья создают для дочерних более обширную микоризную сеть, транспортируют им больше углерода и даже снижают рост своей корневой системы, чтобы предоставить свободное место своим детям. Когда материнское дерево повреждено или умирает, оно делится своими знаниями со следующими поколениями. Мы использовали изотопный индикатор для регистрации движения углерода от раненого дерева вниз по стволу в микоризную сеть и к своей рассаде. Но не только углерода, а также и защитных сигналов. И эти две составляющие повышают устойчивость рассады к будущим стрессам. Деревья разговаривают.
Благодаря двустороннему диалогу растёт способность к восстановлению во всём сообществе. Возможно, это напомнит вам наши социальные круги, наши семьи, или по крайней мере некоторые семьи.
Но давайте вернёмся в начало. Лес — это не просто набор деревьев, это сложная система с узлами и сетями, которая объединяет деревья и позволяет им общаться, предоставляет возможность для ответной реакции и адаптации. Это делает лес устойчивым. Причина в количестве деревьев-узлов и множестве переплетающихся сетей. Но леса бывают уязвимы. И не только для природных опасностей, таких как короеды, обычно уничтожающих большие старые деревья, но и для вырубки высококачественных пород, а также полной вырубки. Можно вырубить один или два дерева-узла, но это — критическая точка. Эти деревья не сильно отличаются от заклёпок в самолёте. Можно убрать несколько, но самолёт все ещё будет лететь, но если вытащить на одну больше или ту, что удерживает крыло, и всё развалится.
Как же вы думаете теперь о лесе? Иначе?
(Аудитория) Да.
Классно. Я рада.
Помните, я говорила ранее о своей надежде, что мои исследования и мои открытия изменят то, как мы ведём лесное хозяйство? Я хочу посмотреть, что произошло здесь, в Западной Канаде, за последние 30 лет.
Это место находится на 100 км западнее от нас, совсем рядом с границей Национального парка Банф. Масса вырубленных территорий. Вовсе не нетронутая природа. В 2014 году Институт мировых ресурсов сообщил, что в последнее десятилетие именно в Канаде уровень ущерба, нанесённого лесу, выше, чем в какой-либо другой стране. Готова поспорить, вы думали, что это Бразилия. В Канаде этот уровень достигает 3,6 процентов в год. По моим подсчётам, это в четыре раза больше допустимого.
Ущерб лесу, наносимый в таком объёме, влияет на круговорот воды, на снижение популяций живой природы и выброс парниковых газов обратно в атмосферу, что ведёт к ещё большему ущербу и отмиранию деревьев.
Кроме того, люди продолжают посадку лишь нескольких видов деревьев, избавляясь от тополей и берёз. Таким образом леса лишаются сложной системы, становятся уязвимыми для инфекций и насекомых. А изменения климата влекут за собой идеальные условия для экстремальных ситуаций, таких как нашествие короедов, распространившихся по Северной Америке, или огромного пожара в провинции Альберта, длящегося последние месяцы.
Я хочу обратиться к последнему вопросу. Вместо того, чтобы ослаблять леса, как мы можем их укрепить и помочь им справиться с изменениями климата? Знаете, самое удивительное в лесах как в сложных системах — это их невероятная способность к самовосстановлению. Во время последних опытов с помощью частичной вырубки с сохранением деревьев-узлов, а также воссоздав разнообразие видов, генов и генотипов, мы обнаружили, что эти микоризные сети восстанавливаются очень быстро. Помня об этом, я хочу предложить четыре простых решения. И мы не можем обманывать себя, говоря, что это слишком сложно.
Для начала нам всем нужно отправиться в лес. Нам нужно вновь заинтересоваться нашими собственными лесами. Сейчас во многих из них применяются одни и те же методы, но качественное управление лесом требует знаний о местных особенностях.
Во-вторых, нужно сохранять реликтовые леса. Они являются хранителями генов, материнских деревьев и микоризных сетей. Это значит меньше вырубки. Я говорю не о её прекращении, а лишь о сокращении.
В-третьих, вырубая деревья, нужно сохранить наследие, материнские деревья и сети, гены, чтобы они могли передать свою мудрость следующим поколениям деревьев, и те могли выдержать будущие стрессы, поджидающие их. Нужно рационально использовать лесные ресурсы.
И, наконец, четвёртое и последнее решение. Нам нужно восстанавливать леса через биологическое разнообразие, генотипы и структуры посредством посадки и содействия естественной регенерации. Нужно дать Природе средство, которое ей нужно, чтобы использовать свои знания для самовосстановления. И мы должны помнить, что лес — не просто куча деревьев, соревнующихся друг с другом, они превосходные сотрудники.
