хность планеты уже не менее восьми миллионов лет, и на протяжении большей части этого периода они были гораздо более многочисленны, чем сегодня. Бобровые плотины могут протянуться на более чем 800 метров, превышать два метра в высоту и строиться веками. Как пишет Бен Голдфарб в своей красноречивой книге «Нетерпеливые» (Eager), «бобры – это не что иное, как силы природы континентального масштаба, в значительной степени ответственные за формирование земли, на которой мы, американцы, строим свои города и выращиваем пищу. Бобры сформировали экосистемы Северной Америки, ее человеческую историю, ее геологию. Они сформировали наш мир».
Об этом свидетельствует та роль, которую бобры играют в восстановлении прибрежных экосистем Йеллоустоунского заповедника – роль, которую слишком часто приписывают исключительно волкам. Длительная история истребления волков привела к резкому росту популяций лосей и других травоядных животных, что резко сократило обилие прибрежной растительности – ивы, осины и тополя. Без закрепляющей роли корней этих влаголюбивых растений берега рек разрушались, а почва размывалась. Возвращение волков в 1990-х годах сократило популяцию лосей и способствовало возобновлению роста ивы, которая, в свою очередь, дала пищу бобрам. Параллельно с этим был реализован масштабный проект по переселению бобров, в результате которого полуводные грызуны вернулись в пределы Йеллоустоуна. Когда волки и бобры вернулись в парк, их совместное влияние вновь наполнило водой и оживило многие сухие и нарушенные долины.
Аналогичные цепочки преобразований происходят в атмосфере и океане. Киты постоянно перемещаются между океаническими глубинами и освещенной солнцем поверхностью, где они испускают так называемые фекальные шлейфы, удобряющие фотосинтезирующий планктон – жизненно важный компонент углеродного цикла планеты. Киты также переносят огромное количество углерода в морские глубины. Когда кит умирает в открытом океане и тело его опускается на морское дно, оно превращается в подводный оазис, его обильная плоть и кости поддерживают жизнедеятельность разнообразных червей, угрей, крабов и осьминогов, никогда не покидающих пучину. Даже ежедневные движения китов – их плавание, ныряние и выныривание – поддерживают более равномерное распределение питательных веществ в морской воде. По некоторым оценкам, движение обитателей океана перемешивает морскую воду не хуже, чем ветер и приливы.
Прямо над волнами стаи перелетных морских птиц сбрасывают огромное количество богатого азотом гуано на скалы и острова, где они гнездятся. Это обеспечивает важную питательную связь между сушей и морем. В Арктике бактерии расщепляют гуано, в результате чего выделяется аммиак, который, взаимодействуя с другими соединениями в атмосфере, образует мельчайшие частицы, благоприятствующие зарождению облаков. Облака в свою очередь отражают свет и тепло. Таким образом, морские птицы помогают сохранить прохладу в Арктике.
В традиционной геологии считается, что реки переносят питательные минеральные вещества из разрушенных горных пород в моря, где их потребляют обитатели океана. Когда некоторые из этих существ умирают и погружаются в осадочные породы морского дна, на них оказывают влияние тектонические процессы. Породы плавятся и перерабатываются, в конечном итоге возвращая содержащиеся в них питательные вещества на поверхность планеты.
«У нас создается впечатление, что круговорот веществ между смежными территориями происходит только лишь через атмосферу или гидросферу, и что животные играют лишь пассивную роль потребителей питательных веществ», – пишет Крис Доути, эколог из Университета Северной Аризоны, и его коллеги в одном из исследований. Он и другие ученые выяснили, что это сильное упрощение. Животные играют необыкновенно важную, даже уникальную роль в круговороте питательных веществ на планете. Хотя с точки зрения биомассы животные не столь многочисленны, как растения, но они гораздо более подвижны и динамичны[28].
Доути и другие экологи создают новое представление о жизни планеты, в рамках которого животные помогают питательным веществам поступать из океанских глубин на сушу. Киты, медузы и другие морские обитатели переносят питательные вещества к поверхности моря, питая планктон, который, в свою очередь, служит пищей для рыб и морских птиц. Передвижения морских птиц и рыбы, поднимающейся в реки для нереста, возвращают питательные вещества на континенты. Медведи, выдры и орлы поедают нерестящуюся рыбу и уносят ее останки вглубь материка – там они разлагаются и питают леса. Роющие животные в лесах и других наземных экосистемах улучшают состояние почвы, принося пользу растениям. Растения разрушают земную кору на минеральные компоненты, ускоряя возвращение питательных веществ в море. Без подобных экологических круговоротов питательные вещества с гораздо большей вероятностью оседали бы на одном месте, ограничивая жизнь небольшими и изолированными друг от друга участками планеты.
Отчасти благодаря расширению и ускорению круговорота питательных веществ, развитие крупных высокомобильных животных сделало Землю более пригодной для жизни. «Теперь ясно, что увеличение способности Земли поддерживать жизнь и особенно ее растущая способность поддерживать сложную, многоклеточную жизнь в значительной степени являются следствием биологических процессов, – пишут ученый-почвовед из Стэнфордского университета Джонатан Пейн и его коллеги. – Эти процессы включают в себя естественный отбор организмов с большей способностью выживать в условиях изменений окружающей среды, но, что более важно, отбор сложных и стабильных экосистем, а также организмов, которые сохраняют баланс всевозможных связей на Земле».
Животные меняют структуру и химический состав земной коры с момента своего появления. 600 миллионов лет назад большая часть океанического дна, вероятно, была покрыта цианобактериальными матами[29], пронизанными сидячими, похожими на листья папоротников организмами, которые мирно покачивались в воде. На этих первобытных лугах скользили и паслись и другие существа, напоминающие бронированных слизней или рифленые блины – настолько причудливые, что никто не знает, относить ли их к животным или к чему-то другому. Под матами находился твердый, лишенный кислорода субстрат, в котором не было никакой жизни, кроме бактерий. Около 540 миллионов лет назад, во время бурных эволюционных процессов, известных как кембрийский взрыв, появились другие существа: роющие норки черви, жукоподобные трилобиты, гигантские креветки-динокариды с зазубренными ротовыми придатками и умопомрачительное создание, метко названное галлюцигенией (Hallucigenia), которое современный наблюдатель мог бы описать как результат неудачной встречи хот-дога с дикобразом.
В один геологический миг большинство странных организмов, эволюционировавших до кембрийского взрыва, вымерли. Некоторые палеонтологи утверждают, что новые, более ловкие кембрийские животные превзошли своих эдиакарских предшественников[30], которые рассматривались как «неудачные эволюционные эксперименты». Последние данные, однако, свидетельствуют о другом. Это кембрийские существа вызвали массовое вымирание эдиакарской фауны, поскольку кардинально изменили параметры среды обитания. Увеличение количества хищников в кембрийский период подстегнуло эволюцию защитных приспособлений – у животных появились щетинки, шипы и раковины. Эта новая минерализованная защита позволила животным гораздо эффективнее, чем когда-либо прежде, нарушать спокойствие дна океана, закапываясь в него, чтобы спрятаться, или копаясь в нем в поисках пищи. Все эти древние черви и членистоногие разрывали бактериальные маты, вздымали огромное количество осадка, который забивал фильтрационные системы прикрепленных существ, и пронизывали морское дно вертикальными и горизонтальными ходами, которые ученые сравнили с «системой вен и артерий».
Цианобактериальные маты на протяжении геологических эпох покрывали значительную часть океанического дна, но теперь кислород и питательные вещества стали свободнее поступать вглубь осадочных пород, позволяя жизни проникать в их многочисленные слои. По мере того как новые группы организмов приспосабливались к беспокойной жизни морского дна, эволюционируя в разнообразные новые виды, обитатели бактериальных матов вымирали. Отчасти благодаря этому крупному экологическому сдвигу, известному как кембрийская субстратная революция, современный океан стал гораздо более разнообразным и пригодным для жизни. Хотя бактериальные маты все еще существуют, они в основном обитают в экстремальных условиях, таких как гиперсоленые лагуны и бедные кислородом воды, где не могут жить животные, разрушающие осадочные породы.
За всю историю существования Земли способность животных формировать поверхность суши была особенно заметна в Африке, где обитают самые крупные виды наземных животных. В конце 1880-х годов, пытаясь завоевать Эфиопию, Италия снабжала свою армию индийским скотом: он был как едой, так и рабочей силой. Прибыв в порт Массауа, этот скот принес с собой инфекционное вирусное заболевание, известное как чума крупного рогатого скота, которое быстро распространилось по всей Восточной и Южной Африке. Болезнь убила более 90 % домашнего скота и огромное количество диких травоядных животных, в результате чего треть жителей Эфиопии и две трети народа масаи в Танзании умерли от голода. Численность антилопы гну, одного из самых важных животных, пасущихся в регионе Серенгети, сократилась с более чем миллиона до четверти миллиона. Без привычного давления со стороны травоядных рост травы и кустарников стал бесконтрольным, вызывая все более масштабные и частые лесные пожары. До 80 % территории Серенгети сгорало каждый год, в результате чего в атмосферу поступало большое количество углекислого газа. Молодые деревья сгорали, не успев вырасти достаточно высокими, чтобы избежать пламени. Серенгети долгое время представлял собой мозаику саванны и лесных угодий. Но к 1980 году многие районы, прежде заросшие лесами, остались без деревьев.