Другие исследователи смотрят на проблему с другого угла. Если люди по недомыслию вывели сорта зерновых, образующие непродуктивные симбиотические связи с грибами, мы наверняка можем сделать обратное и вывести зерновые, которые станут эффективными симбиотическими партнерами. Филд развивает именно это направление и надеется создать готовые к сотрудничеству разновидности растений – «новое поколение суперзерновых, которые смогут создавать потрясающие союзы с грибами». Кирс также интересуется такими возможностями, но занимает позицию грибов. Вместо того чтобы выводить более склонные к кооперации растения, она работает над созданием грибов, которые бы вели себя более альтруистично: штаммы, которые будут меньше запасать питательных веществ для себя и, возможно, даже больше заботиться о потребностях растений, чем о своих собственных.
В 1940 году Говард пророчески утверждал, что у нас нет «окончательного научного объяснения» для микоризных отношений. Толкования остаются по-прежнему далеко не полными, однако перспективы работы с микоризными грибами для преобразования сельского и лесного хозяйства и восстановления окружающей среды становятся все радужнее по мере усугубления экологического кризиса. Микоризные отношения возникли для преодоления жестких условий жизни на пустынной и продуваемой всеми ветрами планете в первые дни жизни на суше. Вместе растения и грибы создали некий принцип ведения сельского хозяйства, хотя сказать, кто кого научился выращивать – грибы растения или растения грибы, – практически невозможно. Как бы там ни было, мы стоим перед необходимостью изменить свое поведение, чтобы грибы и растения могли культивировать друг друга. Вряд ли мы продвинемся далеко вперед, если не пересмотрим некоторые из привычных категорий. Представление о растениях как о независимых индивидуумах с четко очерченными границами ведет к беде. «Давайте рассмотрим слепого с тростью, – писал теоретик Грегори Бейтсон. – Где начинается индивидуальность слепого? На конце трости? На рукояти? Или где-то посередине?»
Философ Морис Мерло-Понти 30 годами ранее использовал такой же мысленный эксперимент. Он пришел к выводу, что трость человека перестала быть просто предметом. Трость расширяет его ощущения и становится частью его сенсорного аппарата, чувственным протезом. Где начинается сам человек и где он заканчивается – не такой простой вопрос, как могло бы показаться с первого взгляда. Микоризные отношения ставят нас перед подобной дилеммой. Можем ли мы воспринимать растение вне связи с микоризной сетью, которая оплетает все вокруг и стремится наружу – от корней растения дальше в почву? Если мы последуем по запутанным лабиринтам мицелия, который расползается от корней растения, где мы должны остановиться? Должны ли мы думать также о бактериях, проносящихся сквозь почву по слизистой пленке, окутывающей корни и грибные гифы? Учитывать ли нам соседние грибные сети, сливающиеся с грибными сетями нашего растения? И – возможно, самое озадачивающее из всего – брать ли нам в расчет другие растения, чьи корни делят ту же самую грибную сеть?
Глава шестая«Вселесная паутина»
Постепенно наблюдатель осознает, что все эти организмы связаны друг с другом не линейно, а в сетеподобное, сложно переплетенное полотно.
На северо-западном побережье Тихого океана леса преимущественно зеленые. Поэтому меня поразили кустики ослепительно-белых растений, пробившихся сквозь опавшую хвою. У этих растений-призраков[24] нет листьев. Они похожи на глиняные курительные трубки, поставленные вертикально на кончики мундштуков. Там, где должны были бы расти листья, стебли украшают чешуйки. Они вырастают в сильно затененных уголках, пробиваясь из лесной подстилки, где не сможет выжить ни одно другое растение, и собираются тесными группами, как обычно делают некоторые грибы. Ведь и вправду, если бы их не венчал цветок, можно было бы принять их за грибы. Их зовут вертляницами одноцветковыми, Monotropa uniflora, и это растения, делающие вид, что ими не являются.
Вертляницы давным-давно отказались от дара фотосинтеза, а с ним и от листьев и зеленого цвета. Но как? Фотосинтез – одна из древнейших особенностей растений. В большинстве случаев это обязательная характеристика представителей растительного мира. И все же вертляница оставила ее. Представьте себе, что вы обнаружили вид обезьян, которые не едят бананы, а вместо этого собирают в шерсти фотосинтезирующие бактерии и за их счет получают энергию от солнечного света. Кардинальное отклонение от нормы.
Разгадка здесь – грибная. Вертляницы – как и большинство зеленых растений, – чтобы выжить, полагаются на своих микоризных партнеров. Но их поведение в симбиозе отличается от поведения других растений. «Нормальные» зеленые растения поставляют своим грибным партнерам богатые энергией углеродные соединения, липиды или углеводы, в обмен на минеральные вещества из почвы. Вертляницы нашли способ уклониться от обмена. Вместо этого они получают и углерод, и минеральные вещества от микоризных грибов и, кажется, ничего не дают взамен.
Тогда откуда берется углерод, который получают вертляницы? К микоризным грибам углерод поступает от зеленых растений. Это значит, что углерод, дающий энергию для жизни вертляниц и составляющий большую часть материи, из которой они состоят, должен в конечном итоге попадать к ним от других растений через общую микоризную сеть. Если бы углерод не проходил по общим грибным связям от зеленого растения к вертлянице, она не смогла бы выжить.
Вертляницы уже давно озадачивают биологов. В конце XIX столетия русский ботаник, пытавшийся понять, как эти странные растения вообще могут существовать, первым предположил, что вещества способны переходить от растения к растению по грибным связующим каналам. Идея не прижилась. Это была мимолетная догадка, затерявшаяся в малоизвестной статье, и она исчезла, не оставив и следа. Тайна вертляниц оставалась таковой еще 75 лет, пока до нее не добрался шведский ботаник Эрик Бьёркман, который ввел в деревья радиоактивные изотопы углерода и смог продемонстрировать, что радиация накапливалась в расположенных поблизости вертляницах. Это было первое доказательство того, что вещества могут перемещаться между растениями по грибным путям.
Вертляницы заманили ботаников в неисследованную область биологии. С 1980-х годов стало понятно, что вертляницы вовсе не являются аномалиями. Большинство растений свободны в своих связях и могут иметь много партнеров-грибов. Микоризные грибы также достаточно вольно относятся к своим отношениям с растениями. Отдельные грибные сети могут объединяться друг с другом. Каков же результат? Огромные, сложные, взаимосвязанные системы микоризных сетей.
Вертляница одноцветковая (Monotropa uniflora)
«Тот факт, что это все соединено между собой под землей, куда бы мы ни шли, просто взрывает мозг, – восторгалась Тоби Кирс. – Она [сеть] огромна. Я поверить не могу, что ею занимаются не все». Я разделял ее чувства. Многие организмы взаимодействуют друг с другом. Если схематично изобразить, кто с кем связан, получится громадная система. Однако грибные сети образуют физические, реальные связи между растениями. Это примерно как знакомство с 20 людьми против знакомства с 20 людьми, связанными единой системой кровообращения. Эти микоризные сети – в профессиональной литературе называемые common mycorhyzal networks («общие микоризные сети») – воплощают главный экологический принцип взаимодействия организмов. «Сетеподобное, сложно переплетенное полотно» было метафорой, которую Гумбольдт использовал для описания «всего живого» в природе – комплекс взаимоотношений, которыми организмы неразрывно связаны. Микоризные связи превращают и сети, и полотно в реальность.
Одним из тех, кто подхватил вслед за Бьёркманом расследование в отношении вертляниц и увлекся им, был Дэвид Рид – выдающийся британский ученый-миколог и соавтор авторитетного учебника по этому предмету. За работу над микоризными связями Рид был посвящен в рыцари и стал членом Лондонского королевского общества. Известный среди коллег в США как сэр Чувак (Sir Dude), Рид славится своим обаянием и остроумием; коллеги же называют его «настоящим». В 1984 году Риду и его соратникам первым удалось убедительно доказать, что углерод может поступать от растения к растению по грибным каналам связи. С 1960-х годов, когда началось изучение вертляниц, ученые выдвигали гипотезы о том, что подобный обмен может существовать. Но никому не удалось продемонстрировать, что углеводы не просачиваются в почву из корней одного растения и не впитываются из нее корнями другого. Иными словами, никто не сумел доказать, что углерод переходит непосредственно от растения к растению по грибному каналу.
Рид придумал метод, позволивший воочию убедиться в реальности переноса углерода от растения к растению. Он вырастил растения-доноры и растения-реципиенты рядом друг с другом, одни с микоризными грибами, другие без них. Через шесть недель он ввел растениям-донорам радиоактивный, меченый, углекислый газ. Затем он собрал растения и сделал рентгеновские снимки их корневых систем. Там, где не было микоризных грибов, радиация была видна только в корнях растений-доноров. Там, где грибным сетям дали возможность сформироваться, радиацию можно было увидеть в корнях доноров, в грибных гифах и в корнях растений-реципиентов. Результаты Рида произвели сенсацию. Он доказал, что трансфер углерода между растениями не был характерен только для вертляницы одноцветковой. Однако оставались и более серьезные вопросы. Рид провел эксперимент in vitro, и ничто не указывало на то, что обмен углеродом между растениями может происходить за стенами лаборатории, в естественных условиях.
Тринадцатью годами позже, в 1997 году, канадская докторантка Сьюзан Симард опубликовала первое исследование, в котором высказывалось предположение, что растения могли передавать друг другу углерод в естественных условиях. Она подвергла воздействию радиоактивных молекул углекислого газа пáры молодых деревьев в лесу. Через два года она обнаружила, что углерод передавался от берез к елям, делившим одну микоризную сеть, но не между березами и кедрами, которые не имели микоризных связей. Количество углерода, полученного елями, – в среднем 6 % меченого углерода, полученного березой, – Симард посчитала значимым: можно было ожидать, что со временем это количество углерода изменит жизнь деревьев. Более того, оказавшись в тени – это уменьшало объем фотосинтеза и сводило на нет запасы углерода, – ростки ели начинали получать больше углерода от д