Тайная жизнь деревьев. Что они чувствуют, как они общаются – открытие сокровенного мира - Вольлебен Петер (книги онлайн полные .TXT) 📗
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.
Загадочный транспорт воды
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?
