никовому периоду. По этой причине некоторые ученые утверждают, что антропоцен – геологическая эпоха, которая отличается сильным влиянием человечества на планету, – начался где-то в промежутке между 50 000 и 10 000 лет назад, совпав по времени с периодом вымирания мегафауны.
В основе грандиозной теории Сергея лежит простое наблюдение: злаки, основной растительный компонент холодных плейстоценовых степей, не похожи на большинство растений. Многие виды растений защищаются от травоядных толстой корой, колючками, они ядовитые или невкусные. Некоторые просто растут вне пределов досягаемости. Когда злаки появились между 100 и 70 миллионами лет назад, их стратегия выживания была совершенно иной. Сергей и другие ученые утверждают: вместо того чтобы полагаться на надежную защиту, некоторые злаковые травы вступили в союз, своеобразное экологическое партнерство, с крупными травоядными. Эти травы предоставляли пасущимся животным бесконечные поля нежных зеленых листьев, которые быстро восстанавливались, стоило их сорвать. В обмен на этот постоянный источник пищи мамонты и другие представители мегафауны вытаптывали, съедали и иным образом сдерживали основных ботанических конкурентов трав – кустарники и деревья – и удобряли поля навозом. Вместе, согласно этой теории, злаки и мегафауна создавали и регулировали экосистему мамонтовой степи.
Чем больше Сергей думал об этом симбиозе, тем больше осознавал его мощь. Симбиоз трав и пасущихся животных мог изменить далеко не только сами ландшафты. В плейстоцене, как и сегодня, под поверхностью Арктики лежали толстые слои замерзшей почвы. Она находилась в состоянии вечной мерзлоты и скрывала в себе огромный запас углерода в виде сохранившихся останков древней жизни. Если климат менялся и температура поднималась достаточно высоко, то вечная мерзлота начинала таять, позволяя микробам разрушать органические вещества и высвобождать парниковые газы, такие как углекислый газ и метан, в количествах, достаточных для потепления планеты. Мамонтовая степь, по мнению Сергея, могла противостоять этому глобальному потеплению.
Поскольку злаки обычно бледнее деревьев и многих других растений, их отражательная способность гораздо выше: они отражают больше света и тем самым охлаждают Землю. Кроме того, злаки забирают огромное количество углерода из атмосферы и накапливают его в корнях, которые впитывают бо́льшую часть воды из почвы, сохраняя ее сухой и твердой. Зимой мамонты и другие крупные травоядные избавлялись от поверхностных, сохраняющих тепло слоев снега, просто ступая по земле всем своим весом, а также раскапывая снег, чтобы найти там растения и клубни. Таким образом, они подвергали не прикрытую снегом почву с вечной мерзлотой под ней воздействию низких зимних температур, обеспечивая гарантию, что она останется в замершем состоянии. Когда люди уничтожили бóльшую часть мегафауны, они не только сократили биоразнообразие Земли, но и нарушили ее способность регулировать климат планеты.
Сложные экологические связи между пасущимися животными, лугами и климатом возникают в результате одного из самых важных трансформационных процессов на Земле – коэволюции. В самом простом понимании коэволюция означает совместное развитие. Это взаимная эволюция двух или более существ, влияющих друг на друга. Цветы и опылители – наглядный пример, упомянутый еще Чарльзом Дарвином в книге «Происхождение видов». На протяжении десятков миллионов лет цветки и их опылители формировали строение и поведение друг друга. У многих насекомых, птиц и млекопитающих развились крылья, хоботы, рты, пасти, глаза и мозг, лучше приспособленные к тому, чтобы найти цветочную пыльцу. Параллельно с этим цветы стали более яркими, благоухающими и замысловатыми по форме. Некоторые цветы хранят нектар в настолько длинных и узких трубочках, что дотянуться до него может лишь мотылек единственного вида – с таким же длинным хоботком. Орхидеи из рода Офрис обманывают самцов ос, заставляя их спариться с цветком, имитирующим форму, цвет, запах, ворсинки и даже блеск крыльев самки осы. Когда самец осы энергично совокупляется с тем, что он считает своей парой, к его голове приклеиваются липкие мешочки с пыльцой. Другие примеры коэволюции – это хищники и жертвы, а также хозяева и паразиты.
Хотя под коэволюцией обычно понимают взаимодействие видов живых существ, она может происходить и между другими объектами. Например, мемы, технологии и культура могут развиваться совместно. Жизнь и окружающая среда тоже эволюционируют вместе. Классическая эволюция путем естественного отбора происходит через изменение генетического состава популяций, члены которых различаются по своим признакам. Особи, способные выживать и размножаться в конкретных условиях, оставляют после себя самое большое потомство и передают гены, кодирующие те самые признаки, которые сделали их столь способными к выживанию. Поколение за поколением эти гены и признаки распространяются в популяции все больше. Таким образом виды приспосабливаются к окружающей среде.
Физическая среда обитания тоже не остается неизменной и подвержена не только геологическим изменениям. В ходе эволюции живые существа сильно меняют свою окружающую среду. Некоторые из этих изменений сохраняются и влияют на последующую эволюцию. Таким образом, живые существа влияют на собственную эволюцию. Жизнь и окружающая среда постоянно формируют друг друга и Землю в целом.
В некотором роде Сергей – наследник российского минеролога Владимира Вернадского, которого можно назвать одним из основных предшественников Джеймса Лавлока. Несмотря на то что на Западе он остается малоизвестным, на родине Вернадского почитают: его изображения украшают российские марки и памятные монеты. В Киеве ему поставлен огромный памятник, а в Москве в его честь назван проспект. Также его имя носят минерал вернадит, несколько горных вершин, вулкан, лунный кратер и один из видов водорослей.
Вернадский – один из первых ученых, признавших жизнь главной геологической силой на планете. Эту идею он развил в своей книге 1926 года «Биосфера и ноосфера». Геолог Эдуард Зюсс ввел термин «биосфера» в 1875 году вскользь, но так и не дал официального определения этому понятию и не развил свою мысль. Вернадский же определил биосферу как основной содержащий жизнь слой планеты – оболочку, простирающуюся от земной коры до границы атмосферы. В рамках биосферы живые организмы кардинально преобразуют потоки энергии и материи. По мнению Вернадского, не только организм приспосабливается к окружающей среде, но и среда приспосабливается к нему: «Жизнь рассматривается как случайное явление на Земле, а в связи с этим исчезает из нашего научного кругозора на каждом шагу провляющееся влияние живого на ход земных процессов. <…> Из научного сознания исчезает представление <…> о строении Земли как о согласованном в своих частях механизме, изучение частностей которого должно идти в теснейшей связи с представдением о нем как о целом».
К тому времени, когда Сергей собрал воедино элементы своей теории, был уже конец 1980-х, и он руководил Северо-Восточной научной станцией в Черском. Никита был еще совсем маленьким. Когда Сергей изучил окрестности станции, он увидел замерзшую пустыню. Долговязые лиственницы, кустарники и ковры мха покрывали вечную мерзлоту. По сравнению с лугами это была вялая и бедная питательными веществами экосистема. В мамонтовой степи ледникового периода травоядные поедали растения и переваривали их в горячих, влажных, богатых микробами котлах своих сложных пищеварительных систем. Углерод, азот, калий и другие необходимые элементы быстро циркулировали от растений к животным, в воздух, почву и обратно. Однако в северных лесах современной Сибири хвоя лиственниц и восковые листья кустарников разлагаются в земле десятилетиями. Кроме надоедливых комаров, здесь почти нет представителей дикой природы. Как утверждает Сергей, бóльшая часть Арктики, по сути, превратилась в «сорняки, покрывающие кладбище мамонтовой степи».
Однако он заметил, что там, где огонь или деятельность человека нарушали покой почвы и вытесняли мох, появлялась трава. К тому же есть остров Врангеля с его пастбищами, стадами овцебыков и северных оленей, стаями птиц – все это указывало на то, что в Арктике все еще могла бы существовать большая и разнообразная популяция животных. Тогда Сергей задался вопросом, возможно ли воссоздать мамонтовую степь. Стада травоядных животных поддерживали экосистему плейстоцена сотни тысяч лет. Если он вернет травоядных в Арктику, возможно, они это повторят. Это был бы отличный способ проверить его теорию.
Сергей рассказал о своей идее нескольким коллегам, которые помогли ему представить ее ведущим российским ученым того времени. Впечатленные теорией, они согласились на небольшой полевой эксперимент. За несколько недель рядом с исследовательской станцией в Черском построили загон, и вертолеты доставили туда 25 якутских лошадей крупной сибирской породы, способной выживать без укрытия при температуре до –70 °C, питаясь только замерзшей травой из-под снега. За несколько месяцев лошади вытоптали бóльшую часть мха и уничтожили кустарники в загоне. Начала расти трава, а уровень азота и фосфора увеличился в десять раз. Однако, когда в 1991 году Советский Союз распался, государственная поддержка исследования Сергея прекратилась.
Сергей не сдавался. Он понимал, что для продолжения работы ему придется найти финансирование и убедить международное научное сообщество в значимости своих исследований. Он понял, что его эксперимент может принести гораздо больше пользы, чем одно только восстановление утраченной экосистемы. К 1990-м годам Сергею стало очевидно, что вечная мерзлота в Арктике тает из-за глобального потепления. Некоторые районы Арктики уже превратились в топкие болота. Сергей понимал: если оттает достаточное количество вечной мерзлоты, то в атмосферу просочится огромное количество углекислого газа и метана, что может привести к резкому потеплению и новому периоду климатической нестабильности[23]