Вырубая все больше лесов, загрязняя воды и сжигая ископаемые топлива, человек способствует отнюдь не жизни, а смерти. В Европе кислорода расходуется в 2,5 раза больше, чем его могут производить ее зеленые пояса, в США — в 2 раза. При этом промышленность все больше загрязняет воздух веществами, которые убивают деревья. К постоянному уничтожению лесных массивов ведет строительство шоссейных и железных дорог. Дефицит кислорода в нашей атмосфере растет угрожающими темпами, и никакой другой источник, кроме растительности лугов, лесов и морей, не может этот недостаток возместить…
Растения производят не только кислород. Люди, как и все другие живые существа, целиком зависят от растительной пищи. Только зеленые растения обладают способностью поглощать солнечную энергию и накапливать ее в органической пище, которую потребляют живые существа. Этот процесс (фотосинтез) предполагает соединение углекислого газа с водой, при котором образуются углеводы и высвобождается кислород, необходимый для жизни человека.
Растения развиваются в почве, в которой, как мы видели, живут различные микроорганизмы, поддерживающие их рост. Таким образом возникает симбиоз организмов, который имеет четыре основных цикла.
1. Углеродный цикл. Зеленые растения в процессе фотосинтеза поглощают из атмосферы углекислый газ, из которого строятся углеводы. Животные поедают растения, и органические вещества попадают в их тела. Углекислый газ возвращается в атмосферу: какую-то его часть выдыхают животные и растения, а какая-то часть выделяется бактериями при разложении углеродных соединений, остающихся в телах умерших живых организмов.
2. Азотный цикл. Растения поглощают азот из почвы в форме нитратов и, соединяя их с углеводами, создают белки. Животные, питаясь растениями, получают эти белки. В почву азот возвращается уже после того, как бактерии разложат остатки растений и животных, а также экскременты последних. В конечном итоге азот превращается в различные формы нитратов. В отличие от растений, которые не могут поглощать азот непосредственно из атмосферы, ряд почвенных бактерий такой способностью обладают. Они связывают азот, образуя соединения, которые растение уже может поглощать.
3. Фосфорный цикл. Фосфор — еще один элемент, необходимый для деятельности живых клеток. Растения потребляют его из почвы в форме фосфатов. Возвращается в почву фосфор в результате разлагающей деятельности бактерий.
4. Водный цикл. Вода испаряется с поверхности морей и океанов, из почвы, из пресных водоемов и из живых организмов. Позже в почву, моря и реки путем конденсации возвращаются пар и осадки. Все растения и животные на земле и в пресных водах вовлечены в этот цикл.
Таким образом, — все проявления жизни взаимосвязаны. Поэтому всякий загрязнитель, который серьезно угрожает хотя бы одному из этих проявлений, одновременно угрожает и всей жизни на нашей планете, всей интегрированной системе нашего космического корабля.
Каждый отдельный вид растений или животных имеет специфическую чувствительность к загрязнению окружающей среды. Ведь у каждого вида свои собственные требования, так как в процессе развития он приспособился и может существовать лишь в определенных физико-химических и биологических условиях. Цветковые растения, например, развились вместе с насекомыми, и поэтому они зависят друг от друга. Определенные виды растений предоставляют питательные вещества для определенных видов насекомых, а сохранение этих видов растений зависит от того, произойдет ли опыление их с помощью насекомых. Миллион видов животных прямо или косвенно зависит от растений; кроме того, многие виды животных зависят, правда в различной степени, от других видов животных (например, многие виды паразитов).
В природных экологических системах количество видов и число особей, составляющих каждый вид, различны. Уже давно было замечено, что виды, которые входят в системы с малым числом видов (например, арктическая тундра), часто нестабильны. И наоборот, виды, которые входят в состав системы с большим числом видов (например, влажные тропические леса), весьма стабильны. Многие виды, однако, могут жить лишь в стабильных системах, следовательно, для жизни на Земле характерна комплексная взаимозависимость видов.
В интересах экспериментального анализа биологи часто упрощают ситуацию. Например, они конструируют простые математические модели для воспроизведения отдельных явлений. Но при этом никогда нельзя забывать, что в действительном мире отдельные элементы последовательно взаимосвязаны.
Новейшие опыты показали, что у всех растений в областях, загрязненных промышленными отходами, рано или поздно проявляются различного рода структурные видоизменения. Вегетативные системы слабеют, и растения гибнут. Особенно чувствительны ели. Во Франции исследовали их устойчивость к отходам, содержащим фтор (таких отходов особенно много у алюминиевых заводов). На 700 га еловых лесов было обнаружено 16 565 мертвых деревьев, Погибали деревья на склонах и вершинах холмов и гор, так как ветер поднимал смертоносные вещества на высоту до 1700 м.
Но за подобными примерами нет нужды отправляться во Францию. В Чехословакии отходы промышленных предприятий и тепловых электростанций повредили сотни тысяч гектаров плодородной земли и лесов, повлияв на рост сельскохозяйственной производства. Высокие Татры и другие заповедные области очень быстро превращаются в городские бульвары: выхлопные газы множества машин и автобусов наносят значительный вред лесам.
К уничтожению лесов приводит и все возрастающая добыча древесины. Уже к 1962 г. она достигла невероятных объемов — 1 млрд. кубометров, а к 1980 г. ее предполагается удвоить. Это грозит нашей планете лишением ее лесного убора. А что случится потом — нетрудно угадать. В Апеннинах следствием уничтожения лесов на площади в 50 тыс. кв км явилась эрозия почвы. Река Арно ежегодно уносит в море 26 млн. ц плодородной земли.
За последние столетия на Земле исчезли многие виды растений. Швейцарские ботаники подсчитали, что в их стране только в одном кантоне исчезло 360 видов растений, из которых 200 были уничтожены при осушении болот, то есть при мелиоративных работах.
Было ли так всегда? Мы видели, что в очень отдаленные времена на земном шаре проживало около 300 млн. человек, иными словами, на каждого жителя приходилось, бесспорно, больше деревьев, чем теперь. И все же мудрые и прозорливые греки уже — тогда организовали первый общественный парк. Римлянам закладывать рощи и сады предписывала их религия. Варварское средневековье с его противоречиями и раздорами, наоборот, замыкало людей в тесные городские строения с маленькими личными садиками. И вопреки тому, что некоторые просвещенные урбанисты, например Баджио Россетти, еще в XV в. при строительстве Феррары предлагали сооружать в городах обширные зеленые пояса, человечество еще должно было ждать четыре столетия, прежде чем забота о парках стала официально признанной. В XIX в. в больших городах Англии и Италии возникают первые общественные парки, такие, как Риджентс-парк и Белфорд-сквер или Касерта и дель Валентино, в создании которых проявилась не только тяга человека жить ближе к природе, но и осознанные гигиенические требования.
Однако развитию «зеленых легких» уже в то время стал угрожать новый опасный враг. Техническая революция нуждалась в энергетике. Начал развиваться железнодорожный транспорт, который требовал большого количества угля. В воздух стало попадать все больше и больше двуокиси серы, мышьяка, фтора и других ядовитых веществ. Зеленые массивы уничтожались уже не только топором лесоруба, но и этими отходами.
Так как все виды ископаемого топлива состоят не из чистого углерода, всюду, где сжигают уголь, нефть или природный газ, в воздух попадает двуокись серы. Вблизи большинства энергетических предприятий воздух, как правило, содержит более 0,1 % этого газа, что превышает допустимую для жизни растений норму. Окисляясь или растворяясь в воде или в водяных парах, двуокись серы образует серную кислоту. Если двуокись серы проникает только в листья, разрушая хлорофилл и снижая фотосинтез, то капельки серной и сернистой кислот этим не ограничиваются — они отравляют деревья еще и зимой, когда те лишены листвы.
Сернистая кислота проникает в листья, и они задыхаются. Листья от середины начинают приобретать коричневый, желто-коричневый, красно-коричневый цвет, бледнеют, скручиваются и отпадают. Иглы хвои желтеют с конца. Красно-коричневая смерть по мере увеличения концентрации яда доходит до их оснований, и дерево гибнет.
Лабораторные опыты показали, что к двуокиси серы даже при низкой ее концентрации чувствительны все растения. Так, на листьях томатов сначала появляются пятна, потом сухие островки (особенно между прожилками листьев).
Американские исследователи демонстрировали на клевере, как двуокись серы наносит растениям невидимые раны. При кратковременном воздействии на взрослое растение концентрированным газом наблюдалось резкое снижение процесса фотосинтеза. После окончания воздействия растение регенерировало.
Правда, не все растения и деревья одинаково чувствительны к двуокиси серы. Вечнозеленые хвойные деревья наиболее ранимы, наверное, потому, что их иглы подвергаются загрязнению гораздо дольше, чем опадающие листья. Опыты, проведенные во Франции, показали большую чувствительность белой примулы и клевера. В то же время кукуруза и горох проявили значительную стойкость к этому яду. По мнению швейцарских специалистов, к двуокиси серы особенно чувствительны клевер, овес, пшеница, ревень, шпинат, табак и капуста. Яблони и персиковые деревья менее чувствительны, а на гладиолусы, розы и лилии она влияет еще в меньшей степени.
Растения реагируют на соединения серы в зависимости от стадии своего развития. Опыты показали, что зерновые хорошо противостоят им на ранних стадиях. Позже растение становится очень ранимым, что проявляется в частом повреждении листьев. После следующей фазы устойчивости ранимость опять повышается, особенно перед цветением. Хвойные деревья, например сосна, наиболее чувствительны в период нарастания новых игл.