Часто прогнозы изменения климата основываются на тенденциях, которые развиваются линейно. Проблема со сложными динамическими системами, включающими клетки, организмы и океанические течения, заключаются в том, что они могут переходить от одной тенденции к другой резко, скачкообразно и почти без предупреждения[278]. В такие переломные моменты система, ранее защищенная от драматических изменений, в конце концов переходит на другую траекторию. Океаны и климатические системы резко изменялись в геологическом прошлом — для живущих в антропоцене вопрос заключается не в том, существуют ли эти переломные моменты, а в факторах, которые их вызывают, и в том, как скоро они могут возникнуть.
Гренландские киты появились в Арктике раньше людей — черепа и челюсти китов, насчитывающие 10 000 лет, находят на всех островах Канадского Арктического архипелага, что затмевает древнейшие свидетельства коренных народов[279]. Выветрившиеся удлиненные арки и кривые силуэты черепов и челюстей древних китов на бесплодных берегах можно принять за обломки кораблекрушения. Что касается двух кораблей сэра Джона Франклина, то они теперь покоятся на морском дне возле острова Кинг-Уильям, но эта экспедиция оставила много следов, в том числе замороженные кости и записки, сохранившиеся в каменных пирамидах из камней. Это следы ушедшей эпохи, и не только эпохи империализма или великих географических открытий. Огромные системные изменения в ледяной Арктике неизбежны, по крайней мере до середины XXI в., если только будущие достижения геоинженерии не обратят вспять таяние льдов.
Миллионы лет киты взаимодействовали с людьми, но лишь в последние несколько столетий такие встречи повлияли на их судьбу. Первые заметные изменения произошли из-за опустошения, вызванного промышленным китобойным промыслом. В последние полвека загрязнение, как материальное, так и акустическое, наряду с другими побочными эффектами промышленно развитой цивилизации, например столкновениями с кораблями или запутыванием в рыболовных снастях, представляют явную угрозу для гренландских и других китов. Сегодня еще живы 100-летние киты, которые были свидетелями всех этих изменений, а так как Арктика преображается в масштабах нашей собственной жизни, то некоторые из этих китов еще переживут нас и встретят свое 200-летие в Северном Ледовитом океане, в котором будет значительно меньше льда и значительно больше людей. Сегодня именно всеобъемлющее изменение климата представляет собой главное — по масштабу и скорости — влияние, которое мы привнесли в жизнь китов или любого другого существа на Земле. Мы еще увидим, кто победит, а кто проиграет в новом мире, который создаем мы сами.
14. Сдвиг базовых уровней
Место организма в экономике природы определяется тем, что он ест. Возьмите с полки любой учебник по экологии, вышедший до начала XXI в., и вы увидите схему трофической пирамиды, которую показывали нескольким поколениям студентов. На пирамиде, заимствованной из того же визуального лексикона, который демонстрировал американским потребителям пищевую пирамиду, видно широкое основание, над которым последовательно поднимаются все более узкие ступени к точке наверху. Эти этапы должны изображать, как энергия течет через экосистемы в природном мире, и соответствующий способ, которым биологические инвестиции — коллективная масса всех организмов, использующих эту энергию, — уменьшаются на каждом этапе. Трофическая пирамида — удобный и интуитивно понятный способ рассказать людям о двух важных идеях, лежащих в основе экологии[280]. Во-первых, она показывает, что энергия проходит через пищевые сети; во-вторых, выстраивает иерархию ролей, которые играют организмы, и показывает относительное количество игроков на каждом этапе. В трофической пирамиде базовый слой представляет основные источники энергии, начиная с организмов, преобразующих солнечный свет в ходе фотосинтеза, таких как растения или гораздо более распространенный в океанах фитопланктон. Над первичными производителями находится следующий слой, первичные потребители (консументы), например зоопланктон, который питается непосредственно преобразователями солнечной энергии, а над ним выстраиваются следующие слои консументов, пока их не увенчают главные потребители других органических организмов — в основном крупные харизматические позвоночные, но также, возможно, и люди[281]. Главный потребитель других организмов в биосфере — это мы[282].
В морских экосистемах биомасса распределяется не так, как на суше. На суше обычны ступенчатые структуры узкой пирамиды с очень широким основанием, морские пирамиды как бы перевернуты у основания: масса зоопланктона в них гораздо больше, чем масса фитопланктона[283]. Разница в основном связана с высокой скоростью оборота фитопланктона — в любой данный момент организмы на более низком уровне не так устойчивы к окружающей среде (то есть живут не так долго), как организмы, находящиеся на уровень выше, и потому количество их биомассы в экосистеме ниже. Криль — это зоопланктон, он находится на втором уровне трофической пирамиды, на шаг выше фитопланктона, который превращает солнечный свет в биомассу. Поэтому ученые часто говорят, что киты питаются «за два шага» от солнечного света: при наличии у них средств, позволяющих эффективно (используя китовый ус) питаться этой частью трофической пирамиды. Киты могут извлечь выгоду из более многочисленной добычи и минимизировать потерю энергии на более высоких уровнях. Крупные усатые киты сразу оказываются на вершине пирамиды как главные хищники, потому что их, по сути, никто не может убить, разве что стая косаток, иногда нападающих на взрослого кита. Киты, которые едят криль, не могут быть высшими хищниками в том же смысле, что косатки, но их вполне справедливо можно назвать основными потребителями в океане.
На протяжении десятков лет исследования неопровержимо показывали, что бурный рост и спад первичных продуцентов в океане (фитопланктона) явно соответствует по времени и по месту появлению китов. Другими словами, киты следуют за пищей. Планктон распределен по океанам неравномерно, его наличие обусловлено крупномасштабными океанографическими процессами, такими как апвеллинг. Поэтому экологи утверждают, что экология китов контролируется снизу вверх: более низкие трофические уровни оказывают определяющее влияние на верхние[284].
Но есть и примеры трофических взаимодействий сверху вниз, которые противоречат такой точке зрения[285]. Классический пример нисходящих трофических механизмов — водоросли у тихоокеанского побережья США. Морские ежи поедают морские водоросли, а каланы (морские выдры) очень любят есть морских ежей[286]. После более чем столетия чрезмерной охоты, в основном из-за меха, каланы вновь стали обычными у побережья Тихого океана, и только тогда ученые заметили влияние, которое эти животные оказывают на физическую структуру и протяженность водорослевых лесов. Там, где вновь появились каланы, восстановились и водоросли, освободившись от экологических ограничений, создаваемых морскими ежами.
Теперь добавим к общей картине косаток. В 1998 г. морской эколог Джим Эстес и его коллеги утверждали, что переключение косаток на другие виды добычи на юго-востоке Аляски имело непредвиденные, но очевидные экологические последствия для потребителей и производителей нижних трофических уровней, таких как морские звезды и водоросли[287]. Джим с коллегами видели, как косатки едят каланов вместо тюленей и других морских млекопитающих или рыб, что заставило исследователей задуматься: ведь для косаток — это все равно что предпочесть попкорн обильному шведскому столу. Логика была такая же, как и в первоначальном исследовании морских ежей и водорослей: смена диеты у организма на вершине трофической пирамиды отражалась на всех прочих уровнях до самого низа. Это предположение вызывало дискуссии среди экологов о распространенности взаимодействия «сверху вниз» и «снизу вверх» в пищевых сетях. Большая часть дебатов, однако, не учитывала недавнюю историю — в данном случае нерешенный вопрос о том, что ели косатки до начала китобойного промысла на Аляске и в других частях света. Он коренным образом изменил число крупных потребителей пищи в океанах (включая многие виды крупных китов, которые, вероятно, служили добычей косаток).
Вопрос о том, что происходило в морских пищевых сетях — на кого косатки охотились до китобойного промысла, еще до того, как появилась наука экология, — подчеркивает, возможно, самую важную идею современной экологии: мы все поддались логической ошибке: нельзя считать, что размер базовых популяций животных, которые мы видим сегодня, всегда был таким. Изменение базовых уровней — это концепция, описывающая нашу коллективную культурную амнезию насчет того, каким мир был раньше[288]. Эта амнезия случается, когда мы пытаемся измерить систему, которая переживает масштабную деградацию, и в то же время забываем, где прежде были ее границы, из-за чего «нормальные» показатели последовательно сдвигаются от поколения к поколению. Ученые, изучающие улов рыбы, впервые применили этот термин при описании следующего явления: в результате чрезмерного вылова рыбы ожидания от улова все уменьшаются. В результате за многие годы резко изменилось само понятие «хорошего улова» — теперь «хорошей» считается все более и более мелкая рыба и все меньшее ее количество. С тех пор эта идея получила широкое распространение среди биологов, занимающихся охраной окружающей среды, так как она очень