Но если один подсолнух находился хоть немного ближе к питательному участку, чем сосед, он без колебаний пускал много корней на этом участке.
Случался и обмен участками, но это происходило довольно вежливо, особенно если в распоряжении подсолнухов оказывались дополнительные участки, на которых можно было кормиться. Если два подсолнуха делили один участок питательных веществ, но в пределах досягаемости находились и другие перспективные участки, оба растения пускали корни на общий участок, но оставляя их в своих зонах. Ни один из участников не пытался получить монополию. Вместо длинных корней, которые исследователи обнаружили, когда один подсолнух единолично захватывал собственный участок с питательными веществами, у тех, кто делил участок, корни были короткие. Подсолнухи не проявляли того, что можно назвать прожорливым поведением, даже если технически они могли это сделать. Стремление к сосуществованию оказалось для подсолнухов сильнее, чем конкуренция.
Таким образом, подсолнухи, похоже, обладали высокой степенью чувствительности к социальному окружению. В ситуациях, когда ресурсы имелись в изобилии, они делали все возможное, чтобы избежать конкуренции со своими собратьями. Однако при нехватке ресурсов все иначе. Подсолнухи известны как аллелопаты, то есть при недостатке ресурсов они выделяют в почву химические вещества, препятствующие прорастанию семян других растений. Поэтому подсолнухи часто становятся хорошими защитниками при вторжении сорняков. Но как именно подсолнух чувствует очень тонкие различия в расстояниях между ним и другими подсолнухами в почве и соотносит эти данные с информацией о питательных веществах, Кэхилл не знает. «Пространственные вещи ставят меня в тупик, – говорит он. – Я не знаю, как они это делают».
На пастбищах в Канаде, которые Кэхилл изучает уже несколько десятилетий, есть виды, которые, по-видимому, предпочитают расти вместе. По его словам, они образуют многовидовые «кварталы», это такой технический термин. И это не похоже на простую толерантность: растения активно друг друга ищут. По словам Кэхилла, они сосуществуют. Сосуществование – это мощная концепция, которой не нашлось места в дарвиновской схеме безжалостной конкуренции, определяющей все изменения в жизни. «Экологи решили, что соседи должны быть антагонистами», – говорит Кэхилл. Но он просто не видит этого в данных.
На протяжении последних двадцати лет Кэхилл и постоянно меняющийся состав его студентов управляют набором из семнадцати переменных на одних и тех же двухстах гектарах лугов в сельской местности восточной Альберты в Канаде. Они натягивают брезент, чтобы имитировать различные условия затенения, вносят и убирают удобрения, пере- и недоувлажняют почву, удаляют определенные виды и добавляют новые.
Каждое изменение этих параметров приводит к изменению состава соседей. Вид, который раньше составлял меньшинство, становится доминирующим, а доминирующий внезапно становится редким. Ни один вид не побеждает в течение очень долгого времени и никогда не остается победителем настолько долго, чтобы захватить или уничтожить своих соседей. Это привело Кэхилла к выводу, сильно отличающемуся от обычной идеи о том, что одни виды конкурируют с другими, чтобы отвоевать участок земли. «Если в системе есть естественные вариации, они должны поддерживать биоразнообразие и предотвращать доминирование, – говорит Кэхилл. – Природные системы очень сложны». Но с момента возникновения теоретической экологии сообществ как области в 1960-х годах экологи использовали упрощенные модели, чтобы предсказать, что произойдет в экосистемах, основываясь на двух или трех типах образа жизни, который может вести растение. По мнению Кэхилла, это радикально упрощает систему, делая ее в реальном мире бесполезной. Она не учитывает множество переменных, которые на самом деле играют большую роль. «Мы не видим доказательств того, что существует три образа жизни. Их просто гигантское количество».
Самое потрясающее, чему научил его этот долгосрочный эксперимент, – это то, что конкуренция на самом деле не так уж и важна. Безусловно, она является фактором изменений, но лишь одним из множества. Культуры растений, как и людей, многофакторны. Такие ресурсы, как пища, вода и свет, играют свою роль, но не только как побуждение к эгоизму. Все, что Кэхилл меняет на участке, в свою очередь вызывает изменения в луговом сообществе. Он убедился, что если он убирает один вид, то оставшиеся не обязательно захватывают площади почвы или объем солнечного света для единоличного пользования. Если бы растения действительно находились в состоянии постоянной конкуренции, то можно было бы ожидать, что оставшиеся растения перепрыгнут на освободившееся место и станут объедаться, когда их конкурент внезапно исчезнет из поля зрения. Но этого не происходит.
Структура кварталов перестраивается, иногда крайне непредсказуемым образом, и никогда не следует экологическим моделям того, что обычно должно происходить. «Чтобы объяснить это, конкуренция не нужна, – говорит он. – Это не значит, что конкуренции нет, но мы можем объяснить все закономерности, ни разу не заговорив о конкуренции». Почему мы придаем конкуренции такое значение в экологии сообществ? «То, что люди сказали это пятьдесят лет назад, не означает, что это правда», – считает он.
Это совершенно иной взгляд на историю эволюции. Это не выживание сильнейших в традиционном смысле. Вернее, это выживание сильнейших, но «сильнейший» здесь не тот, о ком мы думали – это не тот, кто сумел уничтожить своих соседей. Это скорее выживание на какое-то время, пока что-то не изменится. В каком-то смысле это возможность сменить точку зрения: хотя изменения вызывают сложную драму упадка и изобилия на уровне отдельных видов растений, в конечном итоге выживает биом, все сообщество жизни, только в разном составе. Это заставляет меня вспомнить о «случайной изменчивости», которая движет эволюцией по Дарвину. Он предусмотрел случайность в своем видении эволюции видов: вид будет проходить через различные случайные мутации, пока что-то не даст особям преимущество. Затем эта мутация, напоминающая игру в «чепуху», закрепляется, становясь частью своего вида. Это непрерывный процесс; случайные мутации постоянно испытываются и исключаются из родословных видов или сохраняются в них. Конкуренция не является главным фактором, хотя иногда именно она делает новый признак достойным сохранения. Тем не менее изменения происходят постоянно, они случайны и неудержимы, и именно они являются доминирующей силой, которая движет эволюцией видов.
Изменения для вида или области никогда не заканчиваются. Сложность – сочетание чрезвычайного своеобразия видов и постоянных колебаний миллиарда переменных в окружающей среде – может быть, в этом и заключается весь смысл. Очень немногое кажется полностью предсказуемым. Даже распознавание родственных связей – понятие размытое. Да, растения действительно часто помогают своим сородичам. Но иногда они этого не делают. Кэхилл руководил экспериментами студентов, в которых эффект родства, казалось бы, отсутствовал, или растения проявляли больший антагонизм со своими родственниками, чем с неродственными растениями. Как только появляется правило, оказывается, что его не так-то просто закрепить как непреложный факт. Природные системы действительно сложны, а наши теории – нет. В этом и заключается проблема. Ответом может быть сама сложность.
Я признаюсь Кэхиллу, что этот объем информации выше моего понимания. Само изменение как движущая сила изменения всей экосистемы? Это запутанная концепция, рекурсивная, удваивающая сама себя. Ее трудно представить в конкретных терминах. «Мысленно это осознать трудно, – говорит он. – Но в то же время я думаю, что мы сами себе вредим в экологии, не только растений, но и экологии сообществ в целом, полагаясь на суперупрощенные модели, которые были великолепны вначале, в пятидесятые и шестидесятые годы, когда их выдвигали, чтобы помочь сформулировать представление о новой дисциплине. Но люди до сих пор используют их и думают, что они, скорее всего, отражают то, что происходит в реальности». Растения не всегда находятся в состоянии войны, и они не всегда одинаково реагируют на трудности.
Коллеги, занимающиеся науками о растениях, все чаще показывают, насколько сложны растения на самом деле. Удивительно адаптивная механика их тела, способность точно реагировать на окружающую среду и способность к спонтанному принятию решений говорят о том, что старый взгляд на растения как на простые и предсказуемые организмы уже неактуален. Следовательно, нужно отказаться и от взгляда на них как на простых и предсказуемых членов экосистемы. «Я считаю, что сложность имеет значение, – говорит Кэхилл. – Сейчас это не является догмой в экологии сообществ, но я думаю, что это произойдет примерно лет через десять. Трудно понять это, и идеи приятно упрощать. Но знаете, природа не так уж проста».
Глава 10Наследственность
На востоке атлантического леса Баии в Бразилии на песчаной, поросшей мхом земле рядом с домом одинокого ботаника-любителя растет цветок высотой в дюйм[305] с красноватыми стеблями, которые венчают крошечные, похожие на дротики головки. Цветы белые с ярко-розовыми кончиками, словно перьевую ручку обмакнули в чернила. Целиком растение появляется только в сезон дождей: всходы проклевываются в течение нескольких недель постоянной влажности (этот период начинается в марте), и полностью отмирают к концу сезона в ноябре. В течение месяца маленькие цветки-дротики раскрываются, опыляются и, сделав свое дело, исчезают. На их месте появляются капсулы с плодами, где хранятся семена следующего поколения. Обычный ход событий. Но затем происходит нечто необычное: увенчанные плодами стебли начинают склоняться к земле, пригибаясь, словно стройные шеи, изогнутые в знак почтения. Плоды и земля соприкасаются. Стебли продолжают изгибаться. Они тянутся вниз, пока капсула не оказывается погребенной под мягким мхом. Так спигелия (Spigelia genufexa) сажает семена