Лето: Секреты выживания растений и животных в сезон изобилия

Молодой дятел-сосун у типичного флоэмного источника сока на березе в конце лета

Типичный ксилемный источник на сахарном клене весной. Обратите внимание на дырку наверху в середине (сделана в этом году) и две дырки ниже справа (сделаны в предыдущем году)

В основном эта дробь – порой по 10–15 минут подряд – доносилась из одних и тех же мест, начинаясь вскоре после рассвета и стихая за полчаса до темноты. Другие дятлы в это время не барабанили. Но сейчас я слышал стук: одна птица была к западу от меня, одна – к северу, а третья присоединилась на востоке. Стук в такое время, когда птенцы уже вылетели? Любопытно. Птицы уже давно поделили территорию и образовали пары еще в мае. Может, они заявляли права на источники сока?

Я рад, что познакомился с дятлами-сосунами поближе. Теперь они будут для меня особенными. Похоже, я нашел новых соседей. А они показали мне разнообразие жизни на нашем общем летнем «водопое», и летние леса стали для меня богаче.

15. Смерти и воскрешения

5 августа 2006 года. В ноздри мне ударяет запах гниющей плоти, и найти источник оказывается легко – это останки молодого дикого индюка, которого убил и частично съел койот или ястреб. Койоты в мэнском лесу ведут ночной образ жизни, а индюк погиб, когда принимал пылевую ванну возле муравейника у кленовой рощи, значит, его убили днем. К тому же койот утащил бы добычу. Стало быть, индюка мог убить один из пары краснохвостых сарычей, живущих поблизости. Я приподнимаю тушу и вижу на ней остатки мяса. К своему удивлению, я также вижу полчища блестящих черных жучков, которые, разбежавшись, зарываются в слой мертвой травы и гниющих листьев. Жучки гладкие, обтекаемые и быстрые. Пошарив в листьях палкой, я, кроме того, нахожу два вида жуков-могильщиков яркой оранжево-черной расцветки. Оказавшись на воздухе, они подтягивают под себя ножки и прикидываются мертвыми. Это моногамные жуки, которые заботятся о своих личинках, выращивая их в маленьком в гнездышке. Родители собирают мясо и в ответ на сигналы личинок отрыгивают для них полупереваренную пищу. Отец отпугивает вторженцев, в основном других самцов могильщика, которые пытаются убить расплод и спариться с самкой, чтобы она отложила новую кладку – уже от них.

Некоторые из жуков, найденных возле туши индюка

Я продолжаю копать, но в почве нет никаких следов черных жучков. Зато обнаруживается еще два вида мертвоедов. На этот раз это круглые приплюснутые черные жуки с шероховатыми верхними поверхностями; у одного вида грудной отдел окаймлен желтым, а у другого – оранжевым. Не столь многочисленны, но тоже заметны два вида стафилинид, или коротконадкрылых жуков. Эти гибкие продолговатые насекомые с челюстями-щипцами не похожи на жуков, потому что надкрылья у них закрывают лишь небольшую часть спины. Крылья компактно складываются и убираются под эти небольшие надкрылья. Один вид стафилинид был черный, другой – коричневый с блестящими золотисто-желтыми крапинками. В полете они порой напоминают ос.

Когда через 20 дней я вернулся к туше, мясо было уже съедено, и жуки-кожееды явились взять свою долю подсыхающих остатков шкуры и костей. Других жуков видно не было, но в земле я откопал драгоценность – красиво переливающегося блестящего лилового навозника, какого я никогда раньше не видел.

Каждое лето на этом холме рождается множество млекопитающих самых разных размеров, от карликовой бурозубки весом 2 грамма до лося. Значит, на холме и умирать должно в среднем столько же животных тех же видов. Большинство мелких млекопитающих и птиц быстро оказываются в земле: мертвую особь хоронит пара жуков-могильщиков. Это летняя работа. Крупные животные умирают в основном зимой, их провожают в иной мир другие помощники. Я думаю о старом лосе. Судя по свежим следам, он проковылял по сосновой роще и упал в снег возле каменной стены почти в пределах видимости моего домика.

Сначала тушей покормились вскрывшие ее койоты, а потом на ней попировали несколько десятков воронов. Когда весной сошел снег, все еще оставалась пища для жуков и мух. Но через месяц вместо лося я увидел лишь кучу шерсти и костей. Гаички – да наверняка и другие птицы – прилетали собирать здесь шерсть для выстилки гнезд, а за несколько следующих лет кости постепенно сгрызли дикобразы, белки и мыши. Ничто не пропало зря.

Недавно я получил письмо от друга, бывшего студента из Калифорнии. Он написал:

Привет, Бернд!

У меня диагностировали серьезное заболевание, и я хочу отдать последние распоряжения на случай, если все кончится быстрее, чем я надеялся.

Я хочу «похороны Эбби»[20]. Зеленые похороны – да и вообще не похороны, потому что похороны придумали те, кто не до конца понимает, что такое смерть.

Как всякий толковый эколог, я смотрю на смерть как на переход в другие формы жизни. Смерть, помимо всего прочего, это чистое торжество обновления, и наша плоть – хозяин праздника. В дикой природе животное остается лежать там, где оно пало, и попадает в распоряжение падальщиков. В конце концов концентрированные питательные вещества из его тела рассеивают по округе мухи, жуки и прочие существа. Похороны же – это все равно что закупориться в норе. Лишить природу человеческих питательных веществ, с учетом населения в 6,5 млрд[21], – значит обречь Землю на голодание. Таковы последствия захоронений в гробах. Кремация тоже не годится: это выброс парниковых газов, да и сколько топлива нужно сжечь, чтобы три часа горело тело. В общем, может быть, придется организовать похороны на частной территории. Ты, наверно, уже догадываешься, к чему я клоню… Как ты смотришь на то, чтобы приютить в своем лагере старого друга? Сейчас я отлично себя чувствую, прямо как никогда. Но времени всегда меньше, чем кажется.

Билл

Для меня в его чувствах говорит та единственная религия, которую я готов признать с чистой совестью. И я ответил:

Мой старый друг, я отлично понимаю тебя. И как удивительно прочесть твое письмо как раз сейчас, когда я сам, найдя в лесу тушу индюка, размышлял и писал о тех же вещах. Тушу закопали в землю и переработали прекрасные жуки. Я поддался порыву их всех зарисовать, чтобы точнее ухватить суть происходящего, хотя, когда придет моя очередь, оставил бы искусство в пользу экологии. Никогда не думал о кремации с точки зрения расходования ископаемого топлива. Спасибо, что напомнил. Следует жить более этично по отношению к Земле, к Творению, и жаль, что сожжение на дровяном костре больше не практикуется. Гроб же для тебя, как и для нашего героя Эдварда Эбби, неприемлем, потому что в нем молекулы твоего тела оказались бы заточены как в клетке – а ведь они должны быть свободными, вечно переходить из одной структуры в другую и заново встраиваться в экосистемы Земли.

Я бы тоже не хотел фарса, разве что пришли бы те, кто пел когда-то Maine Stein Song[22] – пусть и пели они так, что хоть живых выноси.

Кажется, я также написал ему, что меня смущают практические аспекты его желания, в первую очередь потому, что перенаселение с рождения до могилы ставит под угрозу все наши свободы. В прошлом все было не так. Мой участок уже стал приютом для множества друзей, может быть, в том числе из людей. Как-то я нашел обработанный обломок кремня на пригорке у ручья, возле бобровой запруды, куда мы ходим купаться. Он обнаружился на голой земле, по которой я незадолго до того протащил бревно. Этот обломок попал сюда в то время, когда человек еще признавал себя частью природы. Он был одного племени с карибу и медведями. А что мы теперь?

Ни один охотник не ссорился с оленем из-за леса и с уткой из-за болот. Пропасть, которой в сознании человека «мы» отделены от «них», заодно духовно отсекла нас от собственной природы и происхождения, причем произошло это только в последнее время, в один из самых недавних моментов человеческой истории. Это случилось из-за сельского хозяйства, заборов, а теперь еще и технологического прогресса, который угрожает обрубить последнюю связующую нить. Мы отгородились от природы. Мы чертим границы и возводим барьеры. Вместо того чтобы пожинать мясо в огромных стадах бизонов в прериях, прерии мы уничтожаем, чтобы выращивать коров и кур в загонах исключительно на убой. Мы разрушаем прерии, пойменные леса и вообще все живое, чтобы растить кукурузу и сахарный тростник для заправки машин. А потом думаем, что отдали долг, объявив прерии и пойменные тропические леса священными и обнеся забором пару клочков земли. Мы высаживаем деревья рядами и устраиваем стерильные плантации, потому что нельзя забирать деревья из лесов – только лесов в результате становится все меньше, а плантаций и ферм – все больше. Гроб – последняя попытка человека отгородиться от природы.

Этика, как мне кажется, говорит нам не только как поступать с другими, но и как быть с другими. Осенью меня соединяет с природой олень, летом рыба и ягоды; и да, я собираю плоды с деревьев и поддерживаю красоту леса. Единственная религия, которую я готов признать с чистой совестью, растет вокруг земли, по которой мы ходим, поддерживает нашу физическую связь с ней и укрепляет наше благополучие. В основе этой религии – почтение и уважение к Творению, чьим бы вы его ни считали или ни хотели считать.

Как заключил мой друг из Калифорнии: «Отдать себя воронам, когда придет время, – вот высшее проявление религиозности для меня».

16. Экстремальное лето

19 мая 2006 года. Яблони сегодня были в полном цвету, и краснозобые колибри, шмели и балтиморские иволги прилетали на цветки за нектаром. Мошка тоже была в ударе, пока светило солнце. Но это длилось недолго, а вскоре после заката разразилась гроза. Она прошла всего за полчаса, но фейерверк был что надо. По всему небу сверкали молнии, то и дело на секунду становилось светло как днем. Гремел гром. Земля дрожала, дом ходил ходуном. Затем, после небольшой паузы, сквозь деревья хлынул проливной дождь и застучал по крыше. Не представляю, как такое удается пережить птице. Как птенцы граклов на болоте не замерзают?

Лето – время жизни и смерти, а организмы в эту пору, взаимодействуя друг с другом, образуют единый оркестр. Но условия летом определяются двумя ключевыми переменными из внешней среды: температурой и влажностью. Одно влияет на другое. Грозы часто приходят издалека, откуда-то, где жара вызвала испарение и образовались тучи. Дождь начинается, когда облака охлаждаются ниже точки росы и вода конденсируется – переходит из газообразного состояния в жидкое, благодаря чему объем воздуха уменьшается и падает атмосферное давление. Перепад давления вызывает ветер, а тот перераспределяет влагу и заставляет температуру воздуха меняться по всему земному шару.

На локальном уровне жара напрямую воздействует на живую природу. Чем выше температура воздуха, тем больше воды он может впитать и удержать, следовательно, тем сильнее сушит. В некоторых очень обширных областях Земли – пустынях – дождя почти не бывает, осадки скудные и обычно выпадают редко. Растениям и животным приходится справляться с сухостью, которую вызывают высокие температуры, что особенно сложно, если им нужно сохранять в теле температуру ниже температуры воздуха, а еще больше тепла они получают в виде солнечного излучения. В более влажных регионах летнее тепло стимулирует рост организмов, а солнечный свет дает необходимую энергию. Но в пустынях и того и другого слишком много, а вот дефицит воды мешает, а порой и вовсе не позволяет преобразовать избыток солнечной энергии в химическую, которая нужна для жизни.

Живые организмы в пустынях сталкиваются с экстремально жесткими условиями, хотя и находятся среди невероятной красоты. Жизнь здесь существует только благодаря сложным поведенческим и физиологическим приспособлениям. Полевые экспедиции в пустынях Мохаве и Анза-Боррего в Южной Калифорнии открыли мне глаза на эту среду с ее экзотическими животными, которых я видел через призму исследований, проведенных нами с Джорджем Бартоломью в лаборатории моей аспирантской alma mater – Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Бартоломью в свою очередь познакомил меня с исследованиями и записями Кнута и Бодил Шмидт-Нильсен, Рэя Коулза и в конечном счете многих других ученых более поздних лет. В этой главе мне было бы толком нечего сказать, если бы не их открытия.

Мало кому удалось описать пустыни, особенно на юге Калифорнии, лучше, чем пионеру таких исследований, натуралисту Рэймонду Коулзу по прозвищу Док. Коулз вырос в Зулулэнде в Южной Африке, приехал в Калифорнию в 1916 году в возрасте 20 лет и в конце концов стал преподавать в Калифорнийском университете. Он изучал терморегуляцию у рептилий и стал «научным дедушкой» многих аспирантов и профессоров, которые продолжили заложенную им традицию.

Коулз считал, что безмятежность и суровость пустынного пейзажа превращают человека, который погрузился в одиночество пустыни, в мыслителя. Ученый видел природу и экологию человека целостно, рассуждал о значении дикой природы для общества и сокрушался об опыте, который становится недоступен людям. Он оставил друзьям напечатанную карточку, подписанную 1 ноября 1971 года. Там сказано: «Рэймонд Бриджман Коулз, родившийся 1 декабря 1896 года в поселке Адамс Мишн, Наталь, Южная Африка, завершил свою службу в [тут он оставил пустое место] и вступает в вечную всеобщую игру в переработку. Сим он уведомляет о том, что его имя следует удалить из списков рассылки [репринтов]». Одна из его дочерей позже вписала дату его смерти: 7 декабря 1975 года.

Рэй Коулз, во многом и мой «научный дедушка», провел полвека в пеших и воображаемых экспедициях по пустыням, а потом написал «Пустынный дневник» (Desert Journal), опубликованный посмертно в 1977 году. В нем он вспоминает «бесчисленные бивачные костры, жертвенник, на котором каждый вечер поднимался ароматный дымок от тлеющего дерева». Затем его, «к несчастью, уведомили, что такая роскошь, такое почтение к богам открытого неба теперь недопустимы по соображениям экологии», и сказали, что «отныне добросовестный натуралист и его студенты должны довольствоваться тем, чтобы наслаждаться своим братством и почитать природу, собравшись вокруг шумно шипящей керосинки, до тех пор, пока еще есть запас этой формы бывшей солнечной энергии». Коулз хотел засвидетельствовать «почтение богам» таким же образом, который, как мне недавно напомнил мой калифорнийский друг, даже в мэнских лесах уже невозможен.

О любви Коулза к костру, когда в нем потрескивают и дымятся поленья, и о радости, которую приносила ему жизнь в пустыне, говорится в следующем пассаже из главы «Пустынного дневника» под названием «Вокруг костра»:

И летом, и зимой всегда есть что-то особенное в закате, в наступлении ночи, – так же было и на моих стоянках в пустыне. Дело было и в том, что я заканчивал работу, возвращался в лагерь, в том, как собирал скудные дрова в те менее людные времена. Я часто использовал остовы кактусов, корни и стебли чахлых кустарников. Скоро мой лагерь наполнялся благоуханием. У пищи, которую готовишь на ароматном дыму от собранной в пустыне древесины, на чистом свежем воздухе, появляется привкус, незнакомый людям за пределами этого сурового мира. Задолго до того, как сядет летнее солнце, вылетают летучие мыши, чаще всего мелкие нетопыри Pipistrellus со светло-серебристым телом, с черными крыльями и ушами. Они мелькают в небе у реки Колорадо, устремляясь к воде, чтобы восполнить влагу, которую потеряли за день, хоть и провели его в своем сравнительно прохладном каменистом убежище.

Вскоре после того, как начинает спадать жара, появляются сотни козодоев. Они порхают и планируют к реке, чтобы впервые за день попить. В мае и июне, когда многие из них еще высиживают яйца или парят возле них так, чтобы закрыть их от усиливающегося солнечного жара, они сначала пьют, а потом ищут пищу. Козодои гнездятся, а точнее, просто откладывают яйца на голой земле. Весь день нещадно палит солнце. Температура воздуха и земли может держаться выше 50 °C несколько часов подряд; прямые солнечные лучи делают условия непереносимыми для большинства живых существ. Благодаря оперению козодой изолирован от жары, и каждой птице достается собственный тенистый и уютный уголок. Оперение защищает кожу и кровеносные сосуды от высоких температур так же эффективно, как удерживает тепло в холодную погоду.

Время от времени козодой открывает свой огромный рот, а горловой мешок у птицы трепещет, чтобы испарилось немного скудной телесной влаги и можно было удержать температуру крови и тела ниже опасного уровня. Но воды так мало, а день такой длинный, что, если птица будет охлаждаться таким способом долго, у нее настанет обезвоживание. Тем не менее я не знаю никакого другого животного, включая терпимых к солнцу ящериц без перьевой изоляции, которое могло бы так долго оставаться на прямом солнце. Многие мелкие ящерицы в таких условиях не прожили бы и нескольких минут. Однако козодои, теплокровные птицы, чье тело генерирует тепло, проводят инкубационный период и заботятся о молодняке в условиях жестокой жары, пока птенцы не смогут улететь вместе с родителями.

Только в этих трех абзацах Рэй Коулз предвосхищает тома исследований, которые были написаны после него. Чтобы развить тему, я могу добавить лишь несколько подробностей: птицы преадаптированы к тому, чтобы обходиться меньшим количеством воды, чем млекопитающие, поскольку они выделяют излишек азота в виде белой пасты из мочевой кислоты и не нуждаются в больших объемах воды, чтобы вымывать его; они также экономят воду, которая иначе пошла бы на охлаждение тела за счет испарения, благодаря тому что температура у них на 1–2 °C выше, чем у нас. Египетский бегунок (Pluvianus aegyptianus), чтобы держать яйца в прохладе, пошел на шаг дальше: птица приносит воду и смачивает яйца, чтобы охладить их. Похожим образом у африканской саджи на грудке есть специальные перья, в которые она набирает воду, чтобы донести до гнезда. Птенцы пьют воду с концов перьев, как детеныши млекопитающих сосут материнскую грудь.

Как пишет Коулз, вероятно, наиболее эффективно животные могут защититься от жары и сэкономить драгоценную воду с помощью поведенческих приспособлений. Птицы в пустыне активны в основном ранним утром и вечером, а в середине дня устраивают долгую сиесту, хотя некоторые из более крупных птиц – во́роны, грифы и ястребы – могут парить высоко в воздухе, где температуры ниже, чем у самой земли. Ночью прохладнее, и большинство грызунов, многие рептилии и насекомые, чтобы избежать жары, стали ночными животными и пережидают жаркий день в прохладных норах. Дневные грызуны, такие как суслик, ненадолго нагреваются, когда решаются пробежаться по горячему песку, но, быстро вернувшись в норку, они прижмутся брюшком к прохладной земле и сбросят температуру.

Перейдя на ночной образ жизни, чтобы избежать жары, можно также смягчить нехватку воды. Относительная влажность в норке высокая, поэтому влага не испаряется ни с кожи, ни из легких при дыхании. Смерть в пустыне редко случается от жары как таковой. Она происходит от обезвоживания, когда животное пытается сохранить прохладу. Австралийские аборигены переняли у животных некоторые приемы выживания. При долгих переходах в жаркой местности они стараются двигаться по ночам, а на день зарываются в песок, чтобы не потеть и не умереть от жажды. Элизабет Маршалл Томас упоминает похожую стратегию, которой она научилась в сезон жары и засухи у бушменов Калахари. Бушмены рано утром отправляются собирать многолетние растения, у которых листья отсыхают, чтобы терять меньше воды, а подземные клубни приспособлены, чтобы ее запасать. Клубень можно найти по остаткам засохшего стебля на земле, и тогда его выкапывают, выскребают из него мякоть и выдавливают оттуда питьевую воду. Чтобы пережить жаркий сухой день, люди закапываются в ямы, вырытые в тени. Ямы выстилают очистками клубней, которые вновь наполняют влагой, только из мочи, чтобы вода для испарения поступала не из драгоценных запасов тела. В сумерках, когда температура падает, бушмены снова отправляются на поиски клубней (Thomas, 1958. P. 103).

Мы можем переносить очень высокую температуру воздуха (но не тела), как было показано (Schmidt-Nielsen, 1964. P. 3) больше 225 лет назад, когда доктор Блоджен, тогда секретарь Лондонского королевского общества, провел некоторое время с друзьями, собакой и бифштексом в помещении, нагретом до 138 °C. Они оставались там 45 минут, за это время бифштекс испекся, но люди и собака не пострадали (их ноги не касались пола). Если бы воздух был насыщен водой, то их тела не охлаждались бы за счет испарения, и тогда все участники наверняка испеклись бы вместе с бифштексом.

Проблема не столько в жаре, сколько в недостатке воды. В книге «Охотник или дичь» (The Hunters or the Hunted) Ч. К. Брейн отмечает, что в Юго-Западной Африке все готтентотские деревни в пустыне Намиб разбросаны строго вдоль реки Куйсеб. Здесь люди копают колодцы, из которых берут воду, когда река пересыхает. Птицы «пьют», поедая насекомых, а большинство насекомых получает воду из живых растений. Но есть исключение – группа намибских жуков из семейства Tenebrionidae (чернотелки). Некоторые из них сохраняют в организме водный баланс, хотя едят только сухие растительные остатки, которые носит ветер.

Чернотелка из пустыни Намиб приподнимается выше самого горячего слоя у поверхности почвы

Чернотелка из пустыни Намиб, стоя вниз головой, ловит воду из влажного ветра с Берега Скелетов. Вода конденсируется у нее на спине в капельки, которые затем сливаются и стекают ко рту жука

Это наземные жуки, обычно крупные и черные (меланин поглощает тепло, но он необходим для защиты от ультрафиолетовых лучей). Они живут на песке. У тех, что живут на самых горячих песках, ходулевидные ножки, которые позволяют уменьшить нагрев снизу. Другие получают меньше тепла сверху, от солнца, благодаря светлому восковому налету на черных спинках. Но и тогда нужно найти способ получить достаточно воды, а эти жуки активны, когда нет ни стоячей воды, ни дождя. Днем вокруг очень сухо, но ночью температура в Намибе обычно падает, и ветер с Атлантики может принести воздух с влагой. Тогда жуки становятся на песчаные дюны вниз головой и брюшком кверху. Вода конденсируется на спинке жука и стекает каплями ко рту.

Удивительное поведение этих жуков в эволюции сложилось на основе строения и поведения, у которых ранее были другие функции. На спинах у чернотелок находятся модифицированные надкрылья, а крыльев под ними больше нет – надкрылья физически защищают само тело. У них появилась дополнительная, особенная, новая функция. У всех чернотелок надкрылья имеют различный рельеф. На них есть бугорки, расположенные так, что надкрылья хорошо улавливают молекулы пара, собирая их в мелкие капельки. Благодаря покрытым воском углублениям между бугорками капельки воды сливаются и скатываются в рот жука. Я припомнил, что видел похожих чернотелок в пустыне Мохаве на юго-западе США, где этих жуков иногда насмешливо называют «головозадыми», потому что здесь они тоже стоят кверху задом. Но в данном случае они делают стойку на голове с другой целью: для защиты. При этом становится видна железа на конце брюшка, откуда жук может выпустить вонючую жидкость, которая растекается у него по всей спине и способна отпугнуть большинство хищников. Возможно, поведение намибских жуков, позволяющее им собирать воду, выросло из похожего защитного поведения, которое стало действовать в совокупности с морфологией тела.

Хотя я часто видел «головозадых» жучков в Мохаве, мне не довелось понаблюдать, как ловят росу африканские чернотелки, когда мы с аспирантом Джеймсом Марденом изучали пустынных насекомых в Намибии. Мы жили на станции научно-исследовательского института Намиб в Гобабеб на «берегу» реки Куйсеб. Русло реки тогда пересохло, но оставалось единственным местом, где можно было найти деревья и тень. Древесные корни дотягивались до грунтовых вод, и эти воды питали фауну насекомых. Мы видели бесчисленных жуков-чернотелок, которые торопливо бегали, в основном парами, причем впереди всегда была самка. Джим сделал это любопытное явление предметом своего исследования.

Мы не видели никаких следов открытой воды. Но во время Второй мировой войны два немецких геолога из близлежащего Виндхука – Хенно Мартин и Германн Корн – с их собакой Отто два с половиной года прятались здесь, чтобы не попасть в лагерь для военнопленных. Они вели жизнь Робинзона Крузо, и потом Мартин написал об этом книгу. В ней он рассказывает, как вода влияет на жизнь в пустыне. Мартин и Корн несколько лет переживали засуху в Намибе, но однажды ночью они услышали гром:

Я никогда в жизни раньше не слышал [такого грома] и не видел, чтобы так разверзались небеса, а теперь выжженная и потрепанная живая природа снова поднимала голову – за несколько часов на кустах, выглядевших мертвыми, появились зеленые побеги, а в тени скал папоротники стали разворачивать нежные светло-зеленые листья. Пустыня ожила повсюду: семена, которые годами лежали как бы во сне, проснулись и пробили корку земли; почти за одну ночь кусты мопане покрылись зелеными листочками, как молодые березки; первые желтые цветы открыли солнцу свои лепестки, и мы нашли среди травы и камней пестрые яйца перепелки; а теплая вода в лужах кишела мелкими членистоногими, чьи яйца пережили годы сухости и на палящем солнце.

В число адаптаций, которые позволяют растениям жить в пустыне, входят периоды покоя и разнообразные особенности строения и «поведения». Большинство пустынных растений опирается на стратегию, связанную с маленьким размером. Это однолетники, которые появляются из спящих сухих и устойчивых к жаре семян. Некоторые семена могут ждать до полувека, прежде чем активируются. Задача растения – достаточно быстро отреагировать на дождь и успеть образовать семена до того, как земля опять просохнет, но и не сорваться на фальстарт, когда воды еще недостаточно, чтобы можно было созреть и дать новые семена. Некоторые растения, чтобы соблюсти такой тонкий баланс и «пройти над пропастью», «измеряют» количество выпавших осадков. В их семенах находятся вещества, препятствующие прорастанию, и, чтобы вымыть эти вещества, нужен некоторый минимум влаги. У других растений нужно механически процарапать семенную оболочку, чтобы семя намокло достаточно для прорастания, а это может произойти, только когда их смывает потопом в русла рек, где они и растут. В пустыне Негев есть растение, которое высвобождает семя из жесткой капсулы, только если вода действует на механизм, похожий на римскую баллисту. Два внешних чашелистика генерируют боковое давление, которое могло бы выкинуть семена из плода, но их удерживает внутри запорный механизм на верхушке плода. Однако, если чашелистики достаточно увлажнить, давление повышается до такой степени, что запорный механизм раскрывается, капсула «взрывается» и высвобождает семена (Evenari et al., 1982. P. 399).

Во влажных регионах, где дождь предсказуем (хотя и не всегда обилен), мы помогаем сельскохозяйственным растениям улавливать осадки, разрыхляя почву, чтобы вода легче проникала в нее и, соответственно, попадала к корням. Если земля вспахана, меньше всего воды утекает и больше всего впитывается. Но это не работает в настоящей пустыне вроде Негева. Там дождь идет редко, и из вспаханной земли только испарилось бы больше и без того дефицитной влаги. Народы, населявшие Негев в прошлые столетия, решали эту проблему с помощью дождевого стока. Фермеры наловчились использовать устремляющуюся в овраги воду от внезапных наводнений, перехватывая ручьи, и строили для этого не только террасы, но и большие цистерны, в которые направляли воду, чтобы расходовать ее в будущем. Остатки этих конструкций все еще существуют.

Способы сохранять воду изобретали и другие пустынные организмы, но в основном с помощью изменений в строении тела. Многие растения, особенно кактусы и молочаи, способны накачивать запасы воды в корни или стебли. Вероятно, наиболее известен кактус сагуаро, или карнегия гигантская (Carnegiea gigantea) из пустыни Сонора на юго-западе Америки. У него поверхностная корневая система, которая распространяется во все стороны на расстояние, примерно равное его высоте, – 15–17 метров. За один дождь корневая система может впитать и переправить в высокий ствол около 750 литров воды. Ствол складчатый, как гармошка, и может раздуваться, чтобы вместить годовой запас жидкости. У кактуса нет листьев, но зеленый стебель способен фотосинтезировать и производить питательные вещества, а не только хранить воду. Стратегия выживания сагуаро такова, что расти он должен чрезвычайно медленно. Но и живет этот кактус целый век или даже дольше.

Некоторые пустынные животные запасают воду похожим образом. Лягушка Cyclorana platycephala из пустынь Северной Австралии наполняет и сильно растягивает мочевой пузырь, чтобы использовать его как мешок для воды, прежде чем закопаться в почву, где она проводит большую часть года в ожидании следующего дождя. Находясь в земле, она сбрасывает кожу и формирует вокруг себя почти водонепроницаемый кокон, похожий на полиэтиленовый пакет, и так снижает потери воды при испарении.

Ряд видов муравьев (по крайней мере из семи разных родов), которые обитают в американских и австралийских пустынях, называют «медовыми муравьями» за эволюционное решение, позволяющее запасать и воду, и энергию. Муравьи часто кормят друг друга, при этом некоторые крупные рабочие особи могут принять больше жидкости, чем другие, а остальные работники приносят новые порции воды. Те, кто принимает жидкость, пьют, пока не растянут брюшки до размеров виноградины, – к этому времени они уже не могут двинуться с места. Тогда они группами от десяти до сотен особей подвешиваются к потолку камеры в муравейнике, где превращаются в особые «медовые бочки», и отрыгивают жидкость, когда другие члены колонии уже не носят влагу, а сами нуждаются в ней. На западе Северной Америки воду и сахаристые выделения, которые муравьи собирают из тлей, цветочного нектара и других растительных источников, пока погода еще щадящая, научились запасать 28 видов одного рода – Myrmecocystus.

Люди тоже пользуются решениями, которые пустынные животные выработали, чтобы выжить в экстремальных летних условиях. В Австралии аборигены в качестве крайнего средства на черный день научились находить набравших воды и зарывшихся в почву лягушек. В Центральной Австралии у вида медовых муравьев Camponotus inflatus такие большие «медовые бочки», что аборигены их широко используют. «Муравьи-бочки» Myrmecocystus mexicanus на юго-западе Северной Америки запасают воду, мед или и то и другое, и их тоже использовало местное население (Conway, 2008). Бушмены Калахари не употребляют жидкость из лягушек и муравьев, а применяют в качестве подземного резервуара для воды скорлупу страусиных яиц; но, когда эти запасы кончаются, они переходят на воду, запасенную растениями в подземных клубнях, о чем говорилось ранее.

Цикада апач активна летом в самое жаркое время дня, когда большинство животных старается укрыться от жары

Если решить проблемы с водой, пустыня может стать надежным пристанищем. Народам, жившим на юго-западе Америки, в Намибе и в Негеве, пустыня часто служила укрытием от преследований. Что, кроме крайней необходимости, может сподвигнуть людей на такую изобретательность и такое трудолюбие, чтобы заставить пустыню цвести и давать урожай? Зачем жить там, где ваша физиология подвергается экстремальным испытаниям? Где еще животные могли бы в ходе эволюции развить подобную выносливость? Цикада Diceroprocta apache из пустыни Сонора в Аризоне – одно из таких животных. Она не только может вынести суровое лето, она тянется к жаре.

Как и у цикад из Новой Англии и многих других мест планеты, личинки Diceroprocta apache живут под землей, в относительной безопасности, и в принципе могут выбирать, в какое время выходить взрослой форме. В Новой Англии они ждут позднего лета, когда по местным меркам устанавливается приятная температура. У Diceroprocta apache в Таксоне, штат Аризона, все по-другому. Они появляются в самую жаркую часть лета и становятся активными в самое жаркое время дня, при температуре от 43 до 47 °C.

Большинство насекомых известны своей способностью сохранять воду. Там, где другие животные погибают от жажды, насекомые остаются обводненными благодаря водонепроницаемому внешнему скелету, покрытому слоями водоотталкивающих липидов и восков, а также за счет того, что азотные остатки они выделяют в виде мочевой кислоты и им нужно ничтожно мало воды, чтобы вымывать их. У Diceroprocta apache в хитине есть настоящие дырки с железами, которые выделяют воду. Если ничего больше не знать, можно подумать, что насекомое неправильно выбирает время для активности и физиологически непригодно для жизни в экстремальных летних условиях. Кажется, этот вид устроен странно и неэффективно.

Разгадать загадку цикады удалось двум биологам, Джеймсу Хийту из Иллинойского университета и Эрику Тулсону из Университета штата Аризона, – как выяснилось, это история об исключительно элегантной адаптации к жизни в пустыне. Хийт заключил из своих исследований, что в то странное время, когда активна Diceroprocta apache, все потенциальные хищники (птицы и осы) прячутся, потому что не выносят жары. Тулсон обнаружил, что цикады этого вида могут выдержать высокую температуру благодаря железам, которые функционируют как потовые и в крайних случаях обеспечивают охлаждение через испарение – например, когда самцы в огромном напряжении оглушительно кричат, чтобы привлечь самок для спаривания.

Цикады не могли бы противостоять летним температурным крайностям и таким образом спасаться от хищников без постоянного надежного источника влаги. Как и члены отряда равнокрылых (Homoptera) – тли и их родственники, – цикады преадаптированы к тому, чтобы добывать воду. Около Таксона цикады Diceroprocta apache летом весь день сидят в тени ветки дерева пало-верде[23] в овраге-арройо и сосут воду из глубин почвы. До воды они добираются с помощью глубоко уходящих корней этого растения: те проникают в почву на 20 метров и достигают водоносного слоя. Вода поступает в ветки, откуда цикады высасывают сок.

Насекомые также могут использовать тепло как оружие в битвах друг с другом. Азиатская восковая пчела Apis cerana japonica противостоит серьезному хищнику, гигантскому шершню Vespa mandarinia japonica. Шершни-разведчики вторгаются в ульи и в случае успеха призывают сородичей явиться туда всей толпой и опустошить улей. Шершень слишком велик и хорошо защищен, чтобы пчелы, которые гораздо мельче, могли его убить. Но пчелы нашли способ компенсировать разницу в размерах. Они зажимают шершня, собираются вокруг него сотнями и образуют шар, а потом начинают дрожать и вырабатывать тепло, так что температура в центре шара, где находится шершень, поднимается до 48 °C. Шершень при такой температуре погибает, а пчелы все еще могут ее выдержать (Ono et al., 1995).

Немного иная история разыгрывается летом рядом с моим домом в Вермонте и в лесах Мэна. В данном случае на температуре основана стратегия пятнистых ос (или шершней) Dolichovespula maculata, о чьих летних колониях я уже рассказывал. Летом в течение дня у нас часто бывает жарко, но в начале и конце лета температура по ночам может опускаться до 3 °C и ниже и ранним утром еще оставаться на этой отметке. При такой низкой температуре многие мелкие насекомые, на которых охотятся осы, не могут летать. Осы летают над листвой и бросаются на любой контрастный объект, который мог бы оказаться мухой или другим ничего не подозревающим насекомым. Больше всего шансов на успех у ос именно тогда, когда у добычи заторможена реакция, или она не может улететь, или то и другое; так бывает как раз ранним утром, пока еще холодно. В это время осы, чья мышечная температура близка к человеческой, стаей покидают теплые изолированные бумажные гнезда, чтобы охотиться. Они крупнее своей добычи, и при низких температурах у них есть дополнительное преимущество: их телодвижения, как в полете, так и при подготовке к нему, когда насекомые дрожат, позволяют им сохранить больше тепла, чем может произвести гораздо более мелкая жертва.

На мой взгляд, самой экстремальной стратегией в термической войне пользуются серебристые муравьи-бегунки рода Cataglyphis. Эту стратегию замечательным образом описали Рюдигер и Сибилла Венер с соавторами из Цюрихского университета, Швейцария. Муравьи-бегунки Cataglyphis из Сахары примечательны тем, что выходят за продовольствием преимущественно в середине дня, когда температура на поверхности почвы достигает 63 °C. Они переносят очень высокую температуру тела в 54 °C, но из-за крохотного размера могут разогреться до смертельного уровня всего через несколько секунд после того, как выйдут из подземных гнезд и ступят на песок. Муравьи слишком малы, чтобы использовать испарение влаги, и вместо этого часто останавливаются и охлаждаются, забираясь на сухие стебельки, которые служат им убежищем от жары. Вопрос: почему они не выходят по ночам, как большинство других обитателей пустыни, когда они бы не перегревались так легко и им не грозила бы опасность погибнуть от перегрева?

Как выяснили Рюдигер и Сибилла Венер, ответ связан с охотничьей стратегией муравьев. Они движутся быстро, но недостаточно, чтобы догнать живую добычу. Они специализируются на насекомых, которые были обездвижены или убиты жарой. Но загвоздка в том, что муравьи не могут позволить себе выйти из безопасных гнезд, пока песок не нагреется настолько, чтобы исчезли их главные враги – ящерицы. В результате муравьям приходится ждать у выхода из гнезда, не рискуя выйти массово, пока не станет достаточно жарко, чтобы ящерицы удалились с поля боя, но все же не настолько, чтобы погибли сами муравьи.

Группа Венера исследовала способность муравьев к хомингу – нахождению своего гнезда. Муравьи добывают насекомых, обездвиженных или убитых жарой. Искать приходится на обширной территории, двигаясь по сложным траекториям. Кроме того, когда поход окончен и либо нашлась добыча, либо температура слишком повысилась, муравей должен вернуться. И возможно, муравьишке придется быстро бежать домой, так как песок бывает очень горячим и насекомое не может выносить это долго.

Физиологический запас прочности у муравья зависит от того, насколько быстро он бегает и насколько точно ориентируется в поисках гнезда. Группа Венера определила, что муравьи находят дом в результате удивительного мыслительного процесса. Они постоянно вычисляют, где находятся, соотнося повороты на своем пути и пройденные расстояния («интеграция пути»), а затем вычисляют, в каком направлении расположен дом, используя в качестве компаса местоположение Солнца, которое определяют по тому, как поляризован свет. Ближе к концу пути, поблизости от входа в гнездо, муравьи также используют выделяющиеся на местности объекты, если они есть.

Находиться вне подземного гнезда для муравьев опасно, и они выходят наружу только ближе к концу жизни. Люди действовали бы похоже, если бы набирали в солдаты стариков, которые уже пожили и внесли свой вклад в общество, а не отправляли бы на войну молодых людей, которым еще многое предстоит сделать, многого добиться.

Длинноногий муравей-бегунок Cataglyphis из пустыни Сахара выходит из своего относительно прохладного гнезда, чтобы днем пойти по песку на поиски корма при температуре, близкой к смертельной. Муравей снижает количество прямых солнечных лучей, попадающих на него, поднимая вверх брюшко

Многие антропологи и физиологи отмечают, что человек тоже начал свой долгий эволюционный пусть в условиях экстремального лета. У нас чрезвычайно высокая потливость, как у цикады Diceroprocta apache, сочетается с невероятными способностями к бегу, охоте и ориентированию, как у муравьев Cataglyphis из Северной Африки и Азии (другие виды муравьев в южноафриканских и австралийских пустынях ведут похожий образ жизни). Благодаря этим способностям и воображению наши далекие предки (как и некоторые современные племена) могли и ускользнуть от хищника, и загнать антилопу.

17. Мхи, лишайники и tweedlaarkanniedood

Дрозды и фебы вылетали из гнезд возле нашего дома, будучи уже размером со взрослую птицу, когда их возраст составлял от силы недели две. Сначала птенцы получали тепло, потому что их насиживали родители, а потом стали согреваться от собственного метаболизма. Растения теплыми летними днями росли с такой же впечатляющей скоростью. Рейчел следила за тем, что делается в саду, а я больше обращал внимание на то, что происходит за его пределами. На ежедневной пробежке мимо бобровой запруды меня особенно впечатляло, как быстро появляются новые побеги на пеньках сгрызенных бобрами деревьев. Некоторые побеги ясеня за сезон поднялись почти на три метра, а побеги красного клена выросли на целых 170 сантиметров. Все лето побеги вытягивались почти на 2,5 сантиметра в день. Хотя меня сильно удивила такая скорость роста, еще большее впечатление произвело то, как резко рост остановился. У большинства деревьев ветки перестали удлиняться к середине июня, когда впереди было еще три месяца лета, но лозы и некоторые побеги на пеньках (те, что были на прямом солнце) продолжали расти с огромной скоростью. Тепло и солнечный свет трансформируются в рост, только если и остальных ресурсов хватает. В пустынях тепла и света много, но растет обычно все очень медленно.

В пустынях организмы демонстрируют чудеса выживания, поэтому в экстремальной пустыне – где особенно мало воды и особенно жарко – стоит искать самые удивительные проявления биологической изобретательности. Пустыня Намиб вдоль Берега Скелетов в Южной Африке – кладезь экзотических и странных явлений: это и серебристые муравьи, и стоящие на голове жуки; маленькие растения, мимикрирующие под камни, чтобы терять меньше воды и не попасться голодным и жаждущим влаги травоядным; папоротник, который засыхает, а потом оживает. Папоротники, знакомые мне по Мэну и Вермонту, росли в сырых местах, и когда у них кончалась вода, то кончалась и жизнь. Но в пустыне Намиб я видел папоротник, который мог высохнуть, скрутив вайи в тугой мяч, и снова расправить их, когда появится влага, – и вот перед вами уже живой папоротник, «папоротник воскресающий». Возможно, идеальное комнатное растение для таких, как я. Но я никогда особо не задумывался о нем, пока однажды прошлым летом не полил иргу в Вермонте из садового шланга.

Наша ирга (Amelanchier) похожа на те, что растут в окрестных лесах. Зимой мы иногда вешаем на нее сало для дятлов и синиц. В остальное время мы ее не замечаем – разве что в мае, когда за несколько дней до появления листвы дерево на неделю взрывается массой белых цветов. Это время, когда оттаивает земля и когда люди здесь, в Новой Англии, обычно хоронили умерших и проводили погребальные службы (отсюда местное название дерева – serviceberry, «требная ягода»). К июню ирга покрывается пурпурными ягодами (отсюда другое тривиальное название – Juneberry, «июньская ягода»). Еще не созрев, ягоды привлекают американских свиристелей, а потом, в конце июня и в начале июля, приманивают и странствующих дроздов, красногрудых дубоносовых кардиналов, пурпурных чечевиц, американских лесных дроздов, пересмешников, вертлявых дроздов, острохохлых синиц и кардиналов.