С нами или без нас: Естественная история будущего: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Рис. 1.1. Рост численности людей за последние 12 000 лет. Считается, что ранее, то есть до 10 000 года до н. э., численность всего человечества никогда не превышала 100 000: такая цифра на данном графике не отразилась бы.

Изображение: Лорен Николс

Несмотря на свои немалые размеры, Швеция – одна из самых биологически однообразных стран в мире. Но Линнею биологическая бедность его родины казалась нормой. Из родной страны он выезжал только в Нидерланды, на север Франции, на север Германии и в Англию. Эти регионы расположены несколько южнее Швеции, но с биологической точки зрения в целом довольно похожи на нее. В представлении Линнея, весь земной ландшафт если и не был полностью шведским, то очень его напоминал. Это холод и дождь, кругом олени, комары и кусачие мухи, а также дубы, буки, осины, ивы и березы. Весной распускаются нежные цветы, в конце лета созревают ягоды, а дождливой осенью из земли вылезают грибы – как раз к трапезе.

До 1700-х годов в разных странах и культурах ученые пользовались различными способами именовать все живое. Линней унифицировал накопившиеся знания и приступил к внедрению единой системы – общего научного языка, в котором каждому виду давалось родовое и видовое имя на латыни. Например, люди должны были называться Homo (наш род) sapiens (наш вид). Затем он занялся изучением видов, которые были под рукой. В ходе этого ученый одаривал их, словно благословляя, новыми – линнеевскими – именами.

Рис. 1.2. Количество видов сосудистых растений в 103 странах. Отметим, что по разнообразию растений Швеция – одна из самых биологически однообразных стран. К примеру, в Колумбии, которая больше Швеции всего вдвое, видов растений примерно в 20 раз больше. Тот же паттерн проявляет себя и в разнообразии птиц, млекопитающих и иных растений

Линней взялся за эту работу в родной Швеции, поэтому первые переименованные виды оказались шведскими и, шире, североевропейскими. Таким образом, западная научная традиция именования всего живого с самого начала имела шведский «акцент». Даже сегодня чем дальше вы от Швеции, тем больше шансов обнаружить неизвестный науке вид. Но тяготение к родной природе было не единственным, что отличало Линнея. Он также, что вполне понятно, оставался человеком – иначе и быть не могло. А потому был склонен изучать те виды, которые привлекали его человеческое внимание. Ученый любил растения, питая особый интерес к их репродуктивным системам. Впрочем, он изучал и животных. В их царстве наибольшим его вниманием пользовались позвоночные, а среди позвоночных Линней выделял млекопитающих. Впрочем, мелкие виды млекопитающих, например бесчисленных мышей, он не замечал, предпочитая им виды более крупные. В целом же его интересовали либо виды, приятные глазу и обращающие на себя внимание его самого и его коллег, например цветущие растения, либо виды, более или менее сопоставимые с людьми по размерам и поведению, что облегчало работу по их изучению и описанию. Иначе говоря, предложенная Линнеем фокусировка была евроцентричной и антропоцентричной. Ученые, которых Линней лично обучал и скромно называл своими апостолами, в основном переняли его предубеждения – как и почти все иные специалисты, изучавшие с той поры природу. Вышеупомянутая предвзятость влияет не только на то, какие виды получают имена в первоочередном порядке{7}, но также и на то, какие виды изучаются подробнее и, что особенно важно, объявляются достойными природоохранных усилий.

Главная проблема евроцентризма и антропоцентризма в науке заключается в том, что они формируют у нас превратное представление о мире. Из-за них мы начинаем думать, что изученные нами виды отражают не отдельную часть мира, которую мы взялись исследовать, а мир целиком. Насколько ошибочно это представление, выяснилось несколько десятков лет назад, когда ученые задались простым вопросом: «Сколько всего биологических видов на Земле?»

Попытки всерьез ответить на этот вопрос начинаются с усилий энтомолога Терри Эрвина. В 1970-х годах он приступил к изучению группы жуков, живущих в кронах деревьев во влажных тропических лесах Панамы. При этом упомянутые древесные жуки, которые в основном обитают там, где ветви касаются облаков, по-английски именуются земляными жуками (ground beetles) – по той причине, что впервые они были изучены на Европейском континенте. В Европе их разнообразие не особенно велико, но живущие здесь виды действительно бегают по земле.

Занимаясь поиском и описанием земляных жуков, обитающих в поднебесье, Эрвин применил новый метод. Он взбирался на высокий ствол при помощи веревок, а потом распылял в кроне соседнего дерева пестицид; изначально этой процедуре подвергались деревья вида Luehea seemannii. Спустившись на землю, ученый ждал, пока сверху не начнут падать мертвые насекомые. Когда Эрвин впервые применил этот метод, на расстеленный под деревом брезент посыпались десятки тысяч насекомых. К его большой радости, среди них преобладали земляные жуки, хотя и не только они.

В конечном счете Эрвин насчитал на деревьях Luehea seemannii примерно 950 видов жуков – по крайней мере, из числа тех, которых ему и его коллегам удалось идентифицировать. Кроме того, он подсчитал, что в образцах встречались еще 206 видов жуков из семейства долгоносиков, но ни у одного специалиста по долгоносикам не нашлось времени, чтобы провести тогда формальную процедуру сортировки. Совокупный итог, составивший примерно 1200 видов жуков, живущих на одном только виде деревьев в одном отдельно взятом лесу, превышал количество видов птиц, обитающих на всей территории Соединенных Штатов. Затем Эрвин обратился к другим видам насекомых и вообще членистоногих. Он обратил внимание на то, что новыми для науки оказались не только большинство видов земляных жуков, но и основная масса прочих жуков, а также всех остальных членистоногих. Более того, когда Эрвин принялся обследовать другие виды деревьев, то там обнаружились не те, кто населял Luehea seemannii. Оказалось, что на каждом виде деревьев во влажном тропическом лесу живут свои виды насекомых; разнообразных же деревьев там невероятное множество.

Эрвин столкнулся с подлинным разгулом безымянной жизни. Его окружали виды, которых еще не видел и тем более не изучал ни один ученый. О них не было известно вообще ничего, за исключением названий деревьев, с которых они упали. Именно в этот момент Эрвину позвонил ботаник Питер Рейвен, работавший тогда директором Ботанического сада штата Миссури, и задал простой вопрос. Если на единственном дереве единственного вида живет так много безымянных видов жуков, спросил он, то сколько же видов может обитать на целом акре панамского леса? Подобная формулировка диктовалась позицией, которую тогда занимал Рейвен: он возглавлял комитет Национального исследовательского совета, отвечавший за восполнение пробелов в наших познаниях о биологии тропических лесов{8}. Выслушав вопрос, Эрвин ответил: «О насекомых, Питер, подобной информации нет ни у кого. Знать это просто невозможно»{9}.

Когда Рейвен звонил Эрвину, надежной оценки разнообразия жизни на Земле еще не существовало. В 1833 году энтомолог Джон Обадия Вествуд опросил своих коллег-специалистов и на основе их ответов предположил, что на Земле могут жить около 500 000 видов насекомых, не говоря о видах, представляющих иные организмы. В ходе подготовки доклада для Национального научного фонда Рейвен, основываясь на несложных математических расчетах, предложил собственный вариант оценки. Согласно его гипотезе, на Земле могли бы обитать 3–4 млн видов. Если Рейвен был прав, то больше половины видов на планете на тот момент оставались безымянными.

Все же, хотя Эрвин и заявил, что нет никакой возможности оценить, сколько видов насекомых проживает на одном акре панамского леса и уж тем более вообще на нашей планете, он решил попытаться. Начал ученый с математики. Если на деревьях Luehea seemannii живут 1200 видов жуков, причем пятая часть из них привязана к конкретным видам деревьев, то сколько же видов жуков можно обнаружить на гектаре леса в Панаме? Допустив, что закономерности, выявленные на Luehea seemannii, отражают общие тренды специализации, характерной для всех тропических деревьев, можно было, отталкиваясь от количества видов деревьев, сделать прикидки относительно видов обитающих на них жуков. Справившись с этим, Эрвин модифицировал свои подсчеты; теперь ему хотелось оценить приблизительное число видов членистоногих в целом – то есть не только насекомых, но и пауков, многоножек и прочих. Получилась цифра в 46 000 видов членистоногих на один гектар леса. Именно такой ответ он дал Рейвену, правда с некоторым опозданием – доклад, подготовленный последним для Национального научного фонда, уже был опубликован. Но Эрвин решил двигаться дальше. Применяя использованный алгоритм, он оценил количество видов членистоногих не на одном гектаре панамского леса и даже не во всех лесах Панамы, но во всех тропических лесах мира. Если на Земле произрастают примерно 50 000 видов тропических деревьев, писал Эрвин в двухстраничной статье в журнале Coleopterists Bulletin, то «на планете могут обитать 30 млн видов тропических членистоногих». С учетом того, что к тому времени поименовано было только около миллиона видов (и 1,5 млн организмов в целом), сказанное означало, что 19 из 20 любых видов членистоногих оставались безымянными!{10}

Прикидки Эрвина вызвали бурю научных дискуссий. В печати дебаты велись агрессивно, в личном порядке – пассивно-агрессивно.

Некоторые ученые кулуарно намекали, что Эрвин просто глупец. Кто-то говорил об этом и публично. Одни считали его глупцом, поскольку его оценки завышены; другие считали его глупцом из-за того, что оценки по их любимым группам представлялись им заниженными. На эту тему были написаны десятки научных статей. Эрвин без устали строчил отклики на отклики, вызванные его исходной статьей. Обогащая свои данные, он подготавливал новые материалы, которые, в свою очередь, провоцировали новые реакции. Между тем все это воодушевляло других ученых, которые тоже включались в сбор данных. Все больше и больше статей выходило в свет. Работа по уточнению, опровержению или улучшению подсчетов Эрвина велась агрессивно, яростно, полемично и открыто.

Со временем спор прекратился или по крайней мере значительно поутих. После долгих прений ученые пришли к чему-то вроде негласного консенсуса: количество безымянных видов настолько велико, что о правоте Эрвина с точностью можно будет судить лишь через несколько веков. Новейшие оценки числа видов насекомых и других членистоногих, обитающих на Земле, предполагают, что их может быть около 8 млн – то есть семь из восьми видов животных пока не поименованы. Цифра в 8 млн заметно меньше, чем предполагал Эрвин, но все же намного больше, чем можно было вообразить до появления его трудов{11}. Неизвестное огромно, известное скромно.

Заставив ученых пересмотреть масштабы животного мира, Эрвин выступил своего рода Коперником в сфере биоразнообразия. В свое время этот польский астроном заявил, что Вселенная гелиоцентрична: Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот, и к тому же каждый день наша планета оборачивается вокруг своей оси. В свою очередь, Эрвин выяснил, что человечество – всего лишь один вид из миллионов, обитающих на Земле. Он также обнаружил, что среднестатистическим видом животных является не какое-то позвоночное, похожее на нас, и не северянин, как Линней, – а жук, мотылек, оса или мушка, обитающие в тропиках. Догадки Эрвина были радикально новаторскими. Его идеи оказались настолько свежими, что встроить их в наше привычное понимание мира оказалось труднее, чем отказаться от представления о неподвижности Земли и представить ее вращающейся и вокруг своей оси, и вокруг Солнца.

Эрвиновская революция в наших представлениях о мире не ограничивается насекомыми. Грибы, кажется, еще менее изучены. Недавно мы с коллегами исследовали грибы, обнаруженные в жилых домах Северной Америки. Мы находили эту разновидность жизни буквально в каждом доме. Но удивительным было не само присутствие грибов, а их разнообразие. Последние подсчеты всех поименованных грибов в Северной Америке дают около 20 000 видов. А если судить по пробам домашней пыли, то, как мы выяснили, это число следует удвоить{12}. Таким образом, не менее половины обнаруженных нами видов неизвестно науке: тысячи не опознанных учеными разновидностей грибов прячутся в наших домах. И дело не в том, что человеческие жилища – какая-то особая среда. Изобилие безымянных грибов, кишащих в жилых помещениях, свидетельствует лишь о нашей неосведомленности относительно грибной жизни вокруг. Половина грибных спор, попадающих в ваши легкие с каждым вдохом, еще не получила имен и уж тем более не была изучена достаточно подробно: мы так и не знаем, чем эти грибные культуры могут обернуться для нашего здоровья и благополучия. С каждым глотком воздуха внутрь вас попадают неведомые грибные культуры. И хотя среди грибов разнообразие, вероятно, не так богато, как среди насекомых, грибы намного разнообразнее позвоночных.

Впрочем, если мы желаем завершить эрвиновскую революцию, то разбираться надо не с грибами, а с бактериями. Линней знал о существовании бактерий, но не обращал на них внимания. Всю микроскопическую жизнь он свалил в единый вид, «хаос», слишком маленький и пестрый, чтобы быть организованным или доступным для упорядочения. Недавно Кеннет Лоуси и Джей Леннон попытались «снять мерку» с этого хаоса. Сосредоточившись на одних только бактериях, они предположили, что на Земле может жить триллион различных видов бактерий. Триллион (1 000 000 000 000){13}. Триллион. Вероятно, Терри Эрвин мыслил примерно такими категориями, когда в момент благоговения перед открывшимся ему величием заметил, что «биоразнообразие бесконечно» и «оценить бесконечное невозможно»{14}. Согласно оценке Лоуси и Леннона, разнообразие бактерий пусть и не бесконечно, но в сопоставлении с известным нам миром живого оно неотличимо от бесконечного. Прикидки этих специалистов основывались на изучении данных, полученных из 35 000 образцов со всего мира – почвы, воды, экскрементов, листьев, пищевых продуктов и прочих сред, в которых обитают бактерии. В этих образцах они сумели распознать 5 млн генетически различных бактериальных видов. Затем, опираясь на некоторые общие закономерности жизни (например, насколько увеличивается число видов в среде обитания при росте в ней числа особей), они попытались представить, сколько видов бактерий было бы обнаружено, если бы в распоряжении исследователей имелся полный набор образцов со всей Земли. Ответ впечатлял: триллион плюс-минус несколько миллиардов. Оценка Лоуси и Леннона запросто может оказаться ошибочной, но, прежде чем мы узнаем об этом, пройдут десятки или сотни лет, если не больше. Как-то во время расслабленного вечернего разговора одна из моих коллег походя заметила: «А я-то думала, что бактерий только миллиард видов». Но затем продолжила: «Впрочем, наверняка трудно сказать; твердо знаю лишь одно – новые виды бактерий повсюду». Мы сидим на них, дышим ими, пьем их: просто мы не присваиваем им имена и не подсчитываем их – по крайней мере, со скоростью, достаточной для того, чтобы хоть как-то разобраться в дебрях живого, в которых блуждаем каждый день.

К тому времени, как я поступил в магистратуру, ученые – благодаря подсчетам Эрвина – уверились, что большинство земных видов составляют насекомые. Спустя какое-то время, однако, стало казаться, что главной новостью будут грибы. А сейчас больше похоже на то, что в первом приближении каждый вид на Земле – это бактерии. Наши представления о мире меняются: рамки биологического мира для нас постоянно раздвигаются. По мере того как это происходит, типовой модус существования в этом мире начинает все меньше и меньше походить на наш собственный. «Усредненным» видом животных сегодня выступают не европейские и не позвоночные виды. Что же касается «усредненного» вида жизни как таковой, то это вообще и не животные, и не растения: это бактерии.

История, однако, не заканчивается и на них. У большинства штаммов и видов бактерий имеются свои собственные специализированные вирусы, которые называются бактериофагами. Как напомнила мне эксперт по бактериям Бриттани Ли, просматривавшая эту главу моей книги до публикации, число видов бактериофагов превышает число видов бактерий в десять раз. Иначе говоря, если существует триллион видов бактерий, то, вероятно, найдется и триллион видов бактериофагов, а то и все 10 триллионов. Мы пока не знаем. Но кое-что нам известно вполне достоверно: большинство биологических видов до сих пор не поименованы, не изучены, не поняты.

Наконец, кроме бактериофагов, есть еще кое-кто, готовый сместить нас в этой иерархии. Ведь вполне может статься, что средний биологический вид – это не только не европеец и не животное; по мнению Карен Ллойд, микробиолога из Университета Теннесси, таковым может оказаться кто-то, вообще не способный выживать на поверхности Земли.

Ллойд изучает микробы, живущие в земной коре на дне океана. До недавних пор считалось, что там нет жизни. Однако исследования Ллойд и других показали, что жизнь там буквально кипит. Выживание организмов в земной коре не зависит от Солнца; их поддерживает энергия градиентов химического состава тверди глубоко под нами. Этой энергии хватает на то, чтобы вести простую размеренную жизнь.

Некоторые из этих организмов живут столь неспешно, что одна смена поколений занимает у них от тысячи до десятка миллионов лет. Представьте себе клетку вида, срок жизни которого составляет 10 млн лет. И вот такой клетке предстоит наконец завтра поделиться. В предыдущий раз она делилась, вероятно, еще до того, как разошлись дороги предков людей и предков горилл. Более того, она делилась раньше, чем прародители шимпанзе и людей отделились от прародителей горилл. Жизнь единственного поколения этой клетки вместила не только всю стремительную эволюционную историю человечества, но и все «великое ускорение». Интересно, какие события выпадут на долю следующего поколения этой клеточной линии, которое, вероятно, доживет до десятимиллионного года?

Эти неторопливо живущие и химически питающиеся микробы земной коры были открыты относительно недавно. Но теперь считается, что они составляют до 20 % всей массы живых организмов на Земле (или, как говорят ученые, биомассы). Показатель может быть и выше: все зависит от глубины, на которую они способны проникать. Мы понятия не имеем о подобных глубинах, но это гораздо глубже, чем доводилось бывать нам, людям. Микробы коры нельзя назвать «нормальными». Условия их жизни далеки от каких-то «усредненных» значений. И все же их образ жизни предстает более распространенным, чем образ жизни млекопитающих или позвоночных, – и по меркам биомассы, и по меркам разнообразия.

Таким образом, среднестатистический вид не похож на нас и не зависит от нас, что бы ни внушал нам наш антропоцентризм. Это ключевой момент эрвиновской революции, который поддерживается тем, что я называю «законом Эрвина», гласящим: жизнь намного менее изучена, чем нам кажется. Разумеется, в суматохе будней держать в голове закон антропоцентризма и закон Эрвина весьма непросто. Тут могут потребоваться ежедневные аффирмации, что-нибудь типа следующего: «Я представляю крупный вид, живущий в мире мелких видов. Я из многоклеточного вида, существующего в мире одноклеточных. У моего вида есть кости, а мир населен в основном бескостными. Мой вид имеет имя, но у большинства видов имен нет. Почти ничего из познаваемого нам пока не известно».

Удивительно, что мы как вид смогли добиться успеха, невзирая на свое невежество относительно биологического мира и на неверные представления о его масштабах. Эйнштейн говорил: «Вечная тайна мира – в его постижимости»: другими словами, непостижимо, как много мы способны постичь{15}. Но я не совсем с этим согласен. По моему мнению, еще менее постижимо другое: мы выжили, несмотря на то, как мало постигли. Нас можно уподобить водителю, который умудряется ехать на машине, хотя не видит дорогу из-за своего маленького роста, слегка пьян и очень любит жать на газ.

Возможно, нам удавалось справиться отчасти благодаря тому, что мы понимали, что делают мелкие безымянные виды существ вокруг нас, хоть и не знали, что они такое. Так, например, обстояло дело с пекарями и пивоварами, которые готовили кислый хлеб и варили пиво.