оноров-берез, чем тогда, когда находились на солнце. Углерод, будто под горку, перетекал между растениями – от изобилия к дефициту.
Открытия Симард поразили многих. Ее работу принял журнал Nature, и редактор обратился к Риду с просьбой написать отзыв. В своей статье «Связующие узы» (The Ties That Bind) Рид высказывал мысль о том, что изыскания Симард «мотивируют нас исследовать лесные экосистемы с совершенно новой позиции». На обложке журнала была напечатана крупным шрифтом фраза, которую Рид придумал во время беседы с редактором журнала: «Вселесная паутина» (Wood Wide Web).
До появления исследований Рида, Симард и других авторов в 1980–1990-х годах растения воспринимали как более или менее самостоятельные величины. Давно было известно, что корни одного дерева иногда сливаются с корнями другого, то есть имеет место своего рода прививка. Однако это считалось явлением маргинальным, и большинство растительных сообществ представлялись состоящими из самостоятельных растений, соперничающих друг с другом за источники питания. Открытия Симард и Рида заставляли задуматься о том, что считать растения такими уж самостоятельным не стоит. Как писал Рид в своей заметке в журнале Nature, вероятность того, что ресурсы передаются между растениями, наводит на мысль, что «нам следует скорее ориентироваться на распределение ресурсов внутри растительного сообщества, а не сосредоточиваться на конкуренции между отдельными растениями».
Симард опубликовала свои результаты в очень важный для развития современной «сетевой» науки момент. Сеть кабелей и роутеров, образующая глобальную паутину, расширяется с 1970-х годов. Интернет как система веб-страниц и переходов между ними стал возможным благодаря особому оборудованию в 1989 году; он стал общедоступен двумя годами позже. Когда Национальный научный фонд США отказался от управления интернетом в 1995 году, тот начал разрастаться бесконтрольно и оказался лишен центра. Как объяснил мне Альберт-Ласло Барабаши, спецалист по «сетевым» наукам, «именно в 1990-х годах сети стали проникать в общественное сознание».
В 1998 году Барабаши с коллегами предпринял попытку нанести на карту всемирную паутину. До этого момента у ученых не было методов анализа структуры и свойств сложных сетей, хотя они и преобладают в жизни людей. В рамках раздела математики, ответственного за моделирование сетей, – теории графов – нельзя описать поведение большинства сетей в реальном мире, и многие вопросы так и повисли в воздухе. Почему эпидемии и компьютерные вирусы распространяются так быстро? Почему некоторые сети продолжают функционировать, несмотря на массовые нарушения? Благодаря исследованию всемирной паутины, проведенному Барабаши, появились новые математические методы и инструменты. Оказалось, что широкий диапазон сетей, от половых отношений человека до биохимических взаимодействий внутри организмов, управляется несколькими ключевыми принципами. Всемирная паутина, как заметил Барабаши, «имеет больше сходства с экосистемой или системой клеток, нежели со швейцарскими часами». Сегодня невозможно скрыться от сетевой науки. Выберите любую научную область – от неврологии, биохимии, экономики, теории эпидемий, алгоритмов поисковых систем или машинного обучения, на которых основан ИИ, до астрономии и науки о Вселенной, космической сети, испещренной линиями газов и звездными скоплениями. Вполне возможно, и она использует сетевую модель, чтобы разобраться в предмете.
Как объяснил мне Рид, вдохновленный статьей Симард и побуждаемый такой привлекательной концепцией «вселесной паутины», «понимание общих микоризных сетей безмерно расширилось», попав в конечном итоге в фильм «Аватар» Джеймса Камерона. Если помните, там фигурировала сияющая живая сеть, которая объединяла под землей все растения. Работы Симард и Рида подняли ряд новых волнующих вопросов. Что еще, помимо углерода, может передаваться между растениями? Насколько распространено это явление в природе? Может ли влияние этих сетей распространиться на целые леса или экосистемы? И что они меняют?
Никто не отрицает, что общие микоризные сети широко распространены в природе. Они неизбежны, учитывая свободные нравы растений и грибов, а также готовность микоризных сетей сливаться друг с другом. Однако не все убеждены в том, что они приносят какую-либо существенную пользу.
С одной стороны, после статьи Симард 1997 года в журнале Nature многие исследователи попробовали оценить трансфер веществ между растениями. Эксперименты показали, что кроме углерода по грибным сетям могут проходить азот, фосфор и вода в значительных количествах. В работе 2016 года приводилась информация о том, что между деревьями по грибным каналам может переноситься 280 килограммов углерода на гектар леса, то есть 4 % всего углерода, забираемого из атмосферы тем же гектаром леса за год. Этого достаточно, чтобы снабжать энергией и теплом дом средних размеров в течение недели. Эти выводы указывают на то, что общие микоризные сети играют важную экологическую роль.
С другой стороны, ряду исследователей не удалось зафиксировать трансфер веществ. Само по себе это не значит, что микоризные сети не играют никакой роли: только начавшему развиваться ростку, который сумел «подключиться» к большой наличной грибной сети, не понадобился бы углерод для выращивания с нуля собственной микоризной сети. Тем не менее не стоит использовать универсальный подход к разным экосистемам или разным типам грибов. Представляется, что во многих ситуациях общая микоризная система делает для каждого из своих растений-партнеров не больше, чем сделал бы один – «частный» – микоризный партнер.
Вполне естественно ожидать от общих микоризных сетей нестабильного поведения. Существует много разных типов микоризных отношений, и разные группы грибов могут вести себя совершенно по-разному. Более того, поведение симбионтов внутри союза гриба и растения может меняться в зависимости от обстоятельств. И все же разнородность экспериментальных данных породила разнобой мнений в исследовательском сообществе. С точки зрения некоторых, имеющаяся информация свидетельствует, что общие микоризные сети делают возможными особые формы взаимодействия и могут оказать глубокое влияние на состояние экосистем. Другие исследователи трактуют имеющиеся результаты иначе и приходят к выводу, что общие микоризные сети не создают уникальных экологических возможностей. Для растений же они не важнее, чем общее корневое или воздушное пространство.
Вертляницы помогают не погрязнуть в этих спорах. На самом деле они, оказывается, эти споры разрешают, ведь их зависимость от общих микоризных сетей абсолютна. Я обсудил этот предмет с Ридом, который занял недвусмысленную позицию: «Мысль о том, что трансфер веществ между растениями по грибным каналам ничего не значит, заведомо абсурдна». Вертляницы – постоянные потребители, яркое, живое доказательство того, что общие микоризные сети могут обеспечить уникальный образ жизни. Они относятся к так называемым микогетеротрофам. «Мико-», потому что зависят от грибов, доставляющих им питание; «гетеротрофы» (дословно – «питающийся за счет другого»), потому что сами они не преобразуют солнечный свет в энергию и должны раздобыть ее в другом месте. Не очень приятное название для таких харизматичных растений. В Панаме я дал им кличку «микогеты», хотя, признаю, это немногим лучше.
Вертляница и войрия, или растение-призрак, не единственные поклонницы такого образа жизни. Так же живут примерно 10 % видов растений. Подобно отношениям внутри лишайника и микоризным связям, микогетеротрофия является эволюционным рефреном и возникала независимо в процессе эволюции у по крайней мере 46 родов растений. Некоторые микогеты, такие как вертляницы и войрии, фотосинтезом не занимаются. Другие ведут себя как микогеты в молодости, но, взрослея, превращаются в доноров и начинают фотосинтезировать. Такой подход Кейти Филд назвала «берете сейчас, платите потом». Как Рид указал в разговоре со мной, все 25 000 видов орхидей – самое большое и, пожалуй, самое процветающее растительное семейство на поверхности Земли – являются микогетами на определенном этапе своего развития, берут ли они сейчас и платят потом или берут сейчас и продолжают брать потом. То, что микогеты научились раз за разом «взламывать сеть и подключаться к ней» ради собственной пользы, говорит о том, что это, вероятно, не такой уж и сложный трюк. И вправду для Рида и ряда других ученых микогеты – неизолированная категория. Они находятся на крайнем полюсе симбиотического континуума; потребители, потерявшие способность отдавать. Орхидеи, берущие сейчас и платящие потом, находятся где-то ближе к центру, как и ростки ели, изучаемые Симард.
Микогеты поразительны. Броские, ни на что не похожие, они выделяются из окружающей их растительности. Не имея причины быть зелеными или обзаводиться листьями, они свободны и могут позволить эволюции нести их в новых эстетических направлениях. Существует полностью желтая разновидность войрии. Снежный цветок – саркодес кроваво-красный (Sarcodes sanguinea) — «подобен пылающему огненному столбу», как писал американский натуралист Джон Мьюр в 1912 году. Им «восхищаются больше, чем любыми другими [растениями] в Калифорнии <…>. Его цвет напоминает нам о нашей собственной крови». (Мьюр размышлял о «тысячах невидимых струн», связывающих Природу в единое целое, но не мог знать, что в случае саркодеса так оно и было.) Крохотные как пылинки семена войрии поразили меня, когда я увидел под микроскопом, как они набухают, превращаясь в мясистые узелки. Марк-Андре Селосс, лектор в Национальном музее естественной истории в Париже, рассказал мне, что его пожизненное увлечение симбиозом зародилось именно тогда, когда он, 15-летним подростком, увидел ослепительно-белую орхидею-микогетеротрофа. Она напомнила, насколько неразделимы жизни растений и грибов. «Воспоминание об этом растении остается со мной на протяжении всей научной карьеры», – заметил он с нежностью.
Меня микогеты интересуют из-за того, на что указывают в подземной жизни грибов. Среди всего буйства растительной жизни в джунглях только войрии были верным признаком действующей общей грибной сети; именно взламывая «вселесные паутины» и подключаясь к ним, микогеты способны выжить. Войрия позволила мне, не прибегая к трудновыполнимым экспериментам, вычислить, переносится ли между растениями достаточное количество углерода. Идея пришла мне в голову во время разговора с друзьями-грибниками из Орегона, собиравшими грибы мацутаке. Мацутаке – микоризный гриб, плодовые тела которого иногда собирают еще до того, как они выглянут наружу из лесной подстилки. Часто имеется подсказка, указывающая на место, где их стоит искать. Мацутаке устанавливают связи с микогетом – кузеном вертляницы, стебель которого в красно-белую полоску напоминает сладкую карамельную тросточку. Это