12. Неизведанные паутины жизни
Чтобы сохранить биоразнообразие, необходимо понимать, как виды, входящие в одну экосистему, взаимодействуют друг с другом. Это должно быть очевидно и ученым, и людям, далеким от науки. Но наши знания о взаимодействиях настолько скудны, а отрасль научного знания, занимающаяся изучением экосистем, настолько слабо развита, что мы не можем ответить на большинство стоящих перед нами вопросов или решить хотя бы самые простые проблемы в этой области.
Как ученый с опытом полевых и теоретических исследований в области изучения экосистем, я считаю своим долгом еще раз остановиться на проблемах, сохраняющихся в этой отрасли биологического знания, обусловленных недостаточностью проводимой работы и ее несоответствием текущим задачам. Особенно плохо в рамках традиционных подходов к анализу экосистем разработаны вопросы способов взаимодействия видов между собой. Разумеется, недостатка в сложных математических моделях нет.
Когда данных мало, строить модели легко — слишком легко.
Не поймите меня превратно. Любые экологические исследования, независимо от уровня абстракции, нужны и интересны. Молодым ученым с хорошей математической подготовкой они гарантируют светлое будущее и даже моменты научных озарений. Несмотря на это, по степени привлекательности для любителей чистого научного знания современная экология уступает даже экономике. Как и в этой маргинальной науке, которой недостает данных о врожденных и приобретенных факторах, определяющих экономическое поведение индивидов, главное препятствие в работе экологов — база данных с информацией для идентификации и изучения эволюции образующих экосистемы видов. Добавьте сюда абсолютную нелинейность, которая, подобно угрю в руках ловца, извивается, так и норовя выскользнуть всякий раз, когда вы пытаетесь отыскать общую логику в реальных действиях реальных существ и персонажей. Как бы там ни было, теоретикам пока не под силу охватить близкую к бесконечной сложность реального мира, состоящего не из двух-трех, а огромного, обычно даже не поддающегося подсчету, числа видов.
В редких случаях анализ данных может помочь экологам выявить частичные корреляции, приоткрывающие завесу над причинами происходящих в окружающей среде изменений. Одна из них — вызванное глобальным потеплением увеличение численности короедов в хвойных лесах, приводящее к более частым лесным пожарам. Вторая — общее расширение границ фундаментальных экологических ниш, занимаемых различными видами, на фоне снижения разнообразия видов в рамках экосистем, как это, например, происходит в арктических экосистемах и экосистемах с умеренным северным климатом. Отдельные виды в среднем встречаются в большем количестве мест обитания. Они потребляют более разнообразную пищу. Еще одна общемировая тенденция заключается в увеличении разнообразия лишайников, хвойных и тли при движении к северу параллельно с уменьшением разнообразия орхидей, бабочек и рептилий. Впрочем, как правило, ключевые экологические факторы изменения биоразнообразия поддаются анализу только при изучении экосистем, которые очень малы и обладают относительно небольшим биоразнообразием.
Процесс познания в экологии, как и в любой другой научной дисциплине, состоит из нескольких этапов — от простого к сложному. Сначала вы открываете определенное явление или приходите к выводу, что оно существует, а затем начинаете размышлять над его причиной и следствиями, подбирая под имеющиеся данные какое-либо объяснение, которое кажется вам убедительным. Когда объяснение найдено, вы, руководствуясь здравым смыслом или следуя интуиции, переходите к поиску возможных способов исследования этого явления (формулируете гипотезы), желательно с возможностью нескольких альтернативных интерпретаций. При этом вы продолжаете искать новые данные и совершенствуете теоретическую часть. Иногда это помогает лучше понять изучаемое явление и закономерность, частью которой оно является, а иногда — нет. И даже если объяснить все явление целиком так и не удается, по крайней мере вы нащупываете возможности для новых исследований в будущем.
Таким образом, процесс научного познания редко носит прямолинейный характер. Настоящие прорывы, когда проблема решается в лоб, случаются очень нечасто. Напротив, этот процесс движется по траектории, напоминающей паутину, с резкими поворотами и внезапными переходами, приводящими к пересмотру базовых понятий и смене направления исследования. Постепенно предмет изучения обрастает новыми подробностями. Приходится ждать, пересматривать материалы, описывать детали явления более подробно, уделять больше внимания причинным связям. И вдруг все встает на свои места, и наступает момент прозрения.
Именно так совершается большинство научных открытий. Очевидно, что в экологии ситуация несколько иная. Данные, которые требуются для углубленного изучения структуры и функционирования экосистем, в большинстве случаев просто отсутствуют. Давайте в очередной раз обратимся к экологам с вопросом о том, как мы можем понять глубинные факторы, обеспечивающие экологическую устойчивость экосистемы леса или реки, если у нас до сих пор нет данных о большинстве видов насекомых, нематод и прочих небольших организмов, от которых зависит работа тонко настроенных механизмов обмена энергией и веществом. Если говорить о морских экосистемах, то как мы должны относиться к опубликованным впервые в 2013 г. данным об избытке в них вирусов-бактериофагов? И как мы можем быть уверены в том, что правильно понимаем принципы функционирования морских экосистем, когда сверхминиатюрные организмы Picozoa, которые, возможно, составляют основную часть поглощающей коллоидные образования «темной материи» океанов, была впервые описана с анатомической точки зрения и объявлена новым типом также только в 2013 г.?
Давайте взглянем на проблему недостаточной «научности» экологии несколько иначе. Каждая научная дисциплина должна пройти в своем развитии через стадию естественной истории, прежде чем в ее недрах сформируется нечто похожее на зрелую теорию. Как раз данные о видовом составе биоразнообразия и о биологии составляющих его видов и являются той научной естественной историей, которой так недостает большинству разделов экологии. По крайней мере две трети видов на Земле остаются неизвестными и не включенными ни в какие классификации, а из той трети, что известна, менее чем один вид из тысячи становился предметом подробного изучения в рамках биологии. Подобно физиологии и медицине, развитие (и преподавание) которых напрямую обусловлено наличием глубоких знаний об органах и тканях человеческого организма, наука об экосистемах вряд ли добьется серьезных успехов до тех пор, пока не будет располагать подробными сведениями о входящих в каждую экосистему видах живых организмов.
Апологеты, выступающие в поддержку философии антропоцена, уделяют большое внимание экосистемам, но при этом их образование не позволяет им понять природу и значение видового биоразнообразия. Исследователей, специализирующихся на биологии отдельных видов, можно сравнить с нейробиологами, изучающими работу мозга в мельчайших подробностях. На их фоне поборники антропоцена, которые рассматривают виды как взаимозаменяемые составные части экосистем, ничем не отличаются от френологов XIX в., судивших о психике человека по строению его черепа.
Таким образом, основной объем работы по изучению экосистем, которую необходимо провести в самое ближайшее время, касается изучения биоразнообразия на уровне видов. Изучение биоразнообразия, как это было всегда, начинается с таксономии. Таксономисты открывают виды, выявляя их по различиям в анатомии, ДНК, поведении, среде обитания и прочим биологическим характеристикам. Вся эта информация имеет практическое значение. Предположим, что урожаю люцерны в какой-нибудь европейской стране угрожает новый вид плодовых мушек неизвестного происхождения. Как называется этот незваный гость, как его следует классифицировать? Откуда он был занесен? Какие у него паразиты и другие враги в естественной среде обитания там, откуда он был занесен? Какая другая имеющаяся информация о его биологических особенностях может помочь контролировать его популяцию? Было бы крайне неразумно проводить необходимые исследования с нуля каждый раз, когда возникает такая чрезвычайная ситуация. Необходимо также учитывать, что число таких инвазивных видов растет повсюду в геометрической прогрессии. Лишь немногие виды в этой нарастающей волне переселенцев потенциально являются вредителями. Встречаются среди них и болезнетворные микроорганизмы. Не обходится и без насекомых и прочих организмов, являющихся переносчиками патогенных микробов, передающихся от одного человека или домашнего животного к другому человеку или домашнему животному.
Давайте рассмотрим еще одну группу актуальных проблем в области сохранения биоразнообразия, требующих скорейшего решения. В 2014 г. производители пальмового масла предложили вырубить половину дождевых лесов на Борнео и отдать эту землю под пальмовые плантации, превратив вторую половину острова в заказник. Как это массовое уничтожение лесов повлияет на биоразнообразие Борнео? Смогут ли все существующие на острове виды выжить на усеченной территории заповедника? Или останется лишь 80% видов? Или даже половина? И какое количество уникальных видов, которые не встречаются больше нигде в мире, станет жертвой бензопилы? Как показывает опыт крупномасштабного преобразования природных экосистем, потери вряд ли превысят 50%, но при этом в любом случае будут не меньше 10–20%. При этом многие виды, встречающиеся только на той территории, которая подлежит преобразованию, будут утрачены навсегда или обречены на вымирание в ближайшем будущем, так и не став объектом научного изучения.
Еще одна проблема связана с утверждением поборников антропоцена о том, что дикой природы не осталось, что Землю можно перевести в разряд планет, «бывших в употреблении», и что девственная природа уже мертва или находится в процессе умирания. Пришло время, заявляют они, дать людям возможность более активно вмешиваться в дела природы, чтобы они могли взаимодействовать с видами в дикой природе в рамках взаимовыгодных симбиотических отношений. Сколько видов и какая часть природы при этом выживет? Сторонники идеи антропоцена не имеют ни малейшего представления. Ответить на эти вопросы не под силу даже квалифицированным специалистам.