Кедры, БГЦ и романтика
Эстафету Вавилова — научную и гражданскую — подхватил Владимир Николаевич Сукачев.
У них было много общего. Беспредельная преданность науке. Любовь к России. Упорство в достижении цели. Мужество и стойкость в отстаивании научной истины. Товарищеское отношение к коллеге, кем бы он ни был, — от лаборанта до академика. Непримиримая ненависть к шарлатанству и лженауке.
И тот и другой были собирателями выдающихся коллективов исследователей. И тот и другой внедряли науку организационно всюду, куда бы их ни забрасывала судьба. В этом сказывалось и понимание практического назначения науки в обществе, и та общественная жилка, которая свойственна русским ученым вообще.
Цель — практика
Вавилов едет в Саратов — организует филиал Географического общества. Командируется в Америку и там создает Бюро по интродукции растений в РСФСР.
Сукачев, попав в Курск, создает биологическую станцию — заповедник «Лес на Ворскле». Поручают ему преподавательскую работу в Ленинградском университете — организует кафедру геоботаники ЛГУ. Переезжает в Москву — и тут рождается кафедра биогеографии МГУ.
Общественные интересы, организаторский талант выдвинули обоих в президенты коллективов, известных выдающейся ролью в общественной жизни отечественной науки. Вавилов возглавил Географическое, Сукачев — Ботаническое общество.
Вавилов был зачинателем генетического высшего образования в стране. Сукачев организовал первые Географические курсы.
Круг интересов у Сукачева-исследователя не менее широк, чем у Вавилова. Сукачева также считают своим люди многих профессий. Ботаник и географ — он сделал много для лесоведения и дендрологии, для систематики культурных растений и палеонтологии.
Оба прославились как дарвинисты, натуралисты широкого профиля.
Но Вавилов шел к постановке общебиологических идей от частного, от иммунитета растений к закону гомологических рядов, к теории центров культурных растений. Путь его от факта к теории стремителен. Не больше десяти лет отделяют первые эксперименты от создания вавиловской теории обновления земли. Факты других наук, факты, которые охотник за растениями собрал в экспедициях, только подтвердили верность его теорий.
Сукачев был прежде всего теоретиком. Правда, начинал он «от чужой печки». От морозовского учения о лесе и лесных сообществах. От биосферы (пленки жизни на Земле) геохимика В. И. Вернадского. От зон природы почвоведа В. В. Докучаева. Но принцип его четок: идти от теории к факту. Именно к факту, ибо запросы практики представляли для ботаника Сукачева основу деятельности. Выступая в 1914 году в Вольно-экономическом обществе в защиту организации Амурской экспедиции, Владимир Николаевич говорил:
«Ботанические работы в конце концов должны преследовать практическую цель. Иметь в виду, только чисто научные интересы ботаники не имеют права, основное направление работ, программа и объем их должны в значительной мере определяться именно практической целью…»
Развивая морозовское учение о лесе как сообществе, Сукачев не ограничивается чистой ботаникой. Лес есть растительное сообщество (фитоценоз). Это живой организм, теснейшим образом связанный с условиями среды, где он произрастает. Значит, надо знать почву, где он растет, климат, рельеф и многое другое.
Поступательное движение Сукачева в науке не похоже на блестящие вавиловские взлеты. И если вавиловские мысли кое-кому поначалу казались фантазией, сказкой, то сукачевская фитоценология представлялась порой слишком обыденной и скучной.
Сукачев продвигался вперед трудно, но широким фронтом, вбирая в фитоценологию данные соседних, а также не очень родственных наук — геологии, геоморфологии, гидрологии, ландшафтоведения, палеонтологии. От его ботанико-географических исследований в Бузулукском бору (1904 г.) до создания законченной собственной теории — основ биогеоценологии — прошло 60 лет. Итак, от теории к факту, а от фактов к теории — девиз Сукачева.
Создание фитоценологии — отрасли знания, представляющей выдающийся интерес для всей мировой биологии, — тесно связано с экологией — наукой, которой, как помните, почти полностью посвящены последние месяцы творческой жизни Вавилова.
Экологические ряды, составленные Сукачевым для сосновых лесов, относятся, правда, еще к двадцатым-тридцатым годам. Но, пожалуй, только в 1943-м, после смерти Вавилова, академик Сукачев вплотную подходит к постановке широких проблем экономики природы.
За деревьями — лес
Незадолго до кончины Сукачев опубликовал воспоминания о Георгии Федоровиче Морозове — основателе современного учения о лесе. В этих мемуарах есть и такие слова: «Морозов принадлежит к числу тех немногих ученых, работы которых не только не теряют своего значения по мере того, как мы удаляемся от времени их появления, — напротив, ценность их становится все более и более ощутимой». Слова эти вполне применимы к самому Сукачеву.
Но прежде несколько слов о Морозове и его учении о лесе.
Созданное в начале века, оно поразило не только лесоводов. Его книгой зачитывались почвоведы, ботаники, географы. От Морозова начался новый взгляд на природу — на биосферу, сферу жизни на земле. Грубо говоря, наука впервые увидела за деревьями лес во всем его единстве и многообразии. И когда много позднее, в 1943 году, на президиуме Академии наук зашла речь о создании Института леса, известный металлург академик Байков, руководивший заседанием, на память процитировал морозовское определение леса.
Идеи Морозова получили блестящее развитие в трудах Сукачева. И если мы связываем с именами, скажем, Галилея — механику, Ньютона — законы тяготения, Эйнштейна — теории относительности, а Бора — квантовую механику, то вклад академика Сукачева в науку можно охарактеризовать одним словом — биогеоценология. Био — жизнь. Геос — земля. Ценоз — сообщество. В переводе на русский это означает: наука о жизненных сообществах на земле. Перевод приблизительно передает суть новой науки. Да и насколько она нова?
Ученые на Западе занимаются проблемами экологии примерно столько же лет, сколько Сукачев ценозами в России.
Экология. Помните перевод этого слова? Учение о местообитании.
Есть и другой смысл. В словах «экология» и «экономика» — один и тот же корень. Ойкос — дом, жилище. В другом значении — сообщество. Еще одна наука о сообществах? Это буквальный перевод. По смыслу же лучше перевести так: наука о хозяйстве природы, об экономике природы.
Есть, конечно, некоторая разница в подходе к явлениям у экологов и у биогеоценологов. Но существо подхода одинаково — комплексное. И та и другая наука изучает проявления жизни в лесу, в море, в степи — комплексно. Берет участок жизни на земле в целом. Разве что биогеоценология берет проблемы пошире, помасштабнее, так сказать, глобально. И биогеоценология оказывается в конце концов той же общей биологией, перешедшей еще на один порядок выше.
Но мы еще вернемся к этим тонкостям, важным не столько науке, сколько широкому читателю.
Идея целостности, комплекса, или, как еще говорят, идея интеграции наук, в наше время настойчиво заявляет о себе. Парадоксально, но факт: чем дальше развивается та или иная отрасль знания, чем уже становится специализация, чем глубже уходит человек в проблемы того же лесоведения, тем острей он чувствует потребность сомкнуть свои усилия с ботаником, географом, экономистом, микробиологом, гидрологом. И все чаще биолог жалеет, что он, скажем, не физик, не математик. Не здесь ли скрыто начало новых и новейших наук, возникающих на старых?
Биолог стал одновременно физиком — и родилась биофизика.
Геолог стал химиком — и возникла геохимия.
Примеры можно продолжать. Но принцип остается тот же. Отцом новой науки является новый — комплексный, целостный подход к старым отраслям знания, а точнее выражаясь, к самим явлениям жизни. Именно так и родилась биогеоценология. Своим рождением она обязана лесу, и потому мы сначала услышали о лесной биогеоценологии.
Казалось бы, чего проще: увидеть за деревьями лес? Для этого надо немного отойти от леса, оторваться от него и посмотреть на него со стороны. Вот это «немного» нужно художнику. Он уверенно наносит мазки на полотно, и мы потом восхищаемся мастерски найденными деталями, полутонами и переходами. Но чтобы увидеть и оценить картину в целом, мы должны «немного» отойти от холста. И тогда исчезают детали, исчезают мелочи — мы видим все сразу, мы понимаем идею художника.
Нечто подобное произошло и с биогеоценологией.
Сукачев сумел подняться над разрозненной массой деталей, смог увидеть и нарисовать картину леса, картину природы всю сразу — единую и монолитную. Он привлек к созданию своей теории научный инструментарий целого ряда наук — не только ботаники и географии, но и почвоведения и микробиологии (между прочим, его первая печатная работа была посвящена роли бактерий в лесном хозяйстве).
Это настойчивое желание знать о предмете все, не по обрывкам, а в целом, и определило сукачевский путь в науке. Оно собирало вокруг него самых разных ученых. Оно помогало подниматься над фактами, абстрагироваться от частностей и прокладывать новые пути в науке.
Однако начнем с начала.
Остается в силе
Памятной весной 1918 года, в дни короткой передышки от боев, в Москву, в Совнарком, съезжались работники с мест. Среди них были не только профессиональные революционеры, губернские и уездные комиссары. Простые крестьяне, рабочие, учителя, врачи, инженеры постигали новую для себя науку — науку управлять.
В эти дни в кабинет Г. М. Кржижановского, ведавшего в ВСНХ Комитетом государственных сооружений, вошел загорелый, широко улыбающийся мужчина.
— Володя? Откуда?
— Из Пишпека.
Они обнялись. Председатель Пишпекского уездного Совета солдатских и крестьянских депутатов В. А. Васильев приехал по делам службы. Орошение — вот что волновало председателя Совета. Пишпек (ныне Фрунзе), захудалый, уездный городишко, нуждался в ассигнованиях на строительство ирригационной системы.
— Местное население задыхается от бесхлебья, от безводья. А тут такие плантации можно развернуть! Свекла, яблоки не хуже алма-атинского апорта, коноплю можно посеять, табак.
— Сколько денег надо? — спросил Глеб Максимилианович.
— Миллион! — бухнул Васильев и — осекся.
Кржижановский усмехнулся, подумал.
— Вот что, пойдем-ка к Ильичу. Он последний месяц туркестанскими делами пристально интересуется. На Совнаркоме не раз разговор шел. Иваново-Вознесенску, его фабрикам, нужно сырье, хлопок. Где сейчас его купишь? Война… А ты все-таки спец, существо дела знаешь.
…Выпускник Петербургского политехнического института инженер В. А. Васильев в 1910–1913 годах прошел Чу от истоков до низовий, поднимался к ледникам, питающим реку, произвел тысячи съемок, наблюдений, вычислений, собрал сотни гербариев, образцов почв. Он стер немало белых пятен с географической карты долины. Наконец труд «Проект орошения долины р. Чу» готов. Выпущенный в свет отдельным изданием, он поражал новизной замыслов, смелым решением сложнейших гидротехнических проблем.
О проекте заговорили. Из Египта его автору прислали приглашение… на должность главного ирригатора Нила; заграничные гидротехнические журналы посвятили проекту лестные отзывы. Управляющий отделом земельных улучшений князь В. И. Мосальский наложил на проект резолюцию: «В архив. Кому нужен проект орошения какой-то долины, населенной какими-то киргизами?»
Однако князь неожиданно изменил свое отношение к проекту. Васильев, в то время мобилизованный в армию, был срочно переведен в Пишпекский гарнизон и назначен начальником работ по орошению.
Васильев недоумевал: «К чему бы это?» Оказалось, князь проигрался в карты. И стройка была затеяна титулованным чиновником с единственной целью: урвать из правительственной казны куш посолиднее. Их сиятельство оказался заурядным авантюристом и казнокрадом. Ассигнования скоро прекратились…
Даст ли новое правительство теперь?
— Так вы, говорите, вместе учились? — Ленин протянул руку Васильеву, потом Кржижановскому. — Приятно вспомнить студенческие годы…
Усаживая гостей в кресла, он с любопытством посмотрел на Васильева, спросил:
— Значит, вы, инженер и дворянин по происхождению, за Советскую власть?
— Целиком и полностью.
…Васильев стал коротко излагать суть дела. Но Ильич попросил рассказать поподробнее, задавал вопросы, уточнял и быстро что-то отмечал у себя на листке. Когда Васильев кончил, Ленин встал и заходил по кабинету.
— Богатый край, какой богатый край! — взволнованно заговорил он. И вдруг какая-то тень легла на его лицо. — А народ, говорите, живет плохо, бедствует без воды?
— Очень бедствует, Владимир Ильич, особенно казахи, перешедшие к оседлой жизни.
— Передайте им, товарищ Васильев, что Советская власть возьмется за освоение края и обязательно его освоит. Кое-что предпримем уже сейчас. Сколько нужно денег? Миллион? Дадим вам три миллиона!
…Через несколько дней, 17 мая 1918 года, Владимир Ильич Ленин подписал декрет Совнаркома об организации оросительных работ в Туркестане. Не только о Чуйской долине идет в нем речь. Ленин ознакомился со многими материалами (в том числе и с проектом мелиорации Средней Азии, подготовленным Д. Д. Букиничем — спутником Вавилова по Афганистану) и решал проблему с настоящим революционным размахом. Декрет предусматривал:
«…Утвердить план работ по увеличению обеспечения русской текстильной промышленности хлопком, заключающийся:
а) в орошении 500 тысяч десятин Голодной степи;
б) в орошении 10 тысяч десятин Уч-Курганской степи Ферганской области и в урегулировании там же туземного водопользования на площади в 20 тысяч десятин;
в) в устройстве водохранилища… на реке Зеравшан для освобождения путем регулирования речного стока реки Зеравшан около 100 тысяч десятин под культуру хлопчатника;
г) в окончании постройки ирригационных систем в долине реки Чу на площади 94 тысячи десятин».
Каждая копейка у рабоче-крестьянской казны была в ту пору на учете. И, несмотря на это, Совнарком считал необходимым отпустить на орошение пустынь Средней Азии 50 миллионов рублей. Более того, декрет в одном из пунктов уточнял:
«Отпустить из общеассигнуемой суммы 26 770 000 руб., причитающихся на первую треть (май, июнь, июль), в срочном порядке».
В срочном порядке, тотчас после подписания ленинского документа, в Москве были сформированы «оросительные эшелоны». В Туркестан направлялись специалисты-ирригаторы с оборудованием и машинами для поисковых и проектных работ. Фронт преградил им дорогу в Самаре, но одному эшелону все же удалось прорваться в Ташкент.
Почему Ленин придавал такое большое значение ирригации? Ответ на этот вопрос можно найти в одном из его более поздних писем: «Орошение больше всего нужно и больше всего пересоздаст край, возродит его, похоронит прошлое, укрепит переход к социализму».
В апреле 1921 года, в преддверии засухи в Поволжье, Ленин подписывает еще один документ — постановление Совета Труда и Обороны:
«Признать борьбу с засухой делом первостепенной важности для сельскохозяйственной жизни страны и мероприятия, предпринимаемые в этом направлении — имеющими боевое значение».
Революция сделала инженера В. А. Васильева одним из руководителей отечественной ирригации, гидротехники и гидроэнергетики. Главный технический руководитель комиссии Совета Труда и Обороны, член Госплана, затем главный инженер ГИДЭП — он деятельно работает в коллегии «Иртур» — ирригация Туркестана, претворяя в жизнь ленинский декрет; председательствует в бюро «Чубалх» (ирригация Чу-Илийского бассейна), совместно с виднейшими учеными Г. М. Кржижановским, Б. Е. Веденеевым, А. В. Винтером, Г. О. Графтио принимает самое активное участие в составлении плана ГОЭЛРО, названного Лениным «второй программой партии», руководит работами по орошению Муганской степи в Азербайджане, дает «путевку в жизнь» проектам Волховской ГЭС, каскада Рионгэс.
Каждая точка на карте — веха революции. Революции в социальном строительстве, в технике и науке. Возьмем в руки карту и пройдем по следам ленинского декрета. Не будем вдаваться в подробности, назовем только главные цифры и факты.
Давно превзойдены намеченные декретом масштабы освоения земель в Дальверзинской и Уч-Курганской степи, в долинах Чу и Зеравшана. Только за последние десять лет посевы хлопчатника в Средней Азии расширены на полмиллиона гектаров. Произведено 50 миллионов тонн хлопка-сырца — половина всего хлопка, выращенного в стране за годы Советской власти. Чуйская долина стала одним из крупнейших сахарных центров планеты.
Проекты орошения, созданные на заре революции, выполнены, но ленинский декрет остается в силе.
Мелиорация, борьба с засухой… Какое, однако, отношение ко всему этому имеет Сукачев и его биогеоценология? Самое прямое — и в 1918 и в 1968 году. В сущности говоря, биогеоценология (в тех случаях, когда речь идет о ценозах, создаваемых в природе человеком) — это и есть теория мелиорации.
Вернемся на некоторое время в кабинет Кржижановского.
Так это начиналось
Ленинская поддержка окрылила инженера Васильева. Он поделился с Глебом Максимилиановичем планами. Изложил и просьбы. Одну из них назвал весьма срочной.
— Очень нужно издать полезную книгу. Она касается проблем орошения Чуйской долины.
— Кто автор?
— Сукачев, младший ботаник Академии наук. Я пригласил его в позапрошлом году руководить работами по изучению растительности долины.
— Из Петровки?
— Нет, из Петроградского лесного института.
— Лесовод? Хорошо! Этот народ, как правило, дружно работает с Советской властью. А что представляет собой твой протеже?
— В юности сидел в Крестах за участие в студенческих беспорядках. Ввиду неблагонадежности за пятнадцать лет не дослужился даже до доцента. А вообще романтик, как и все ученики Морозова. Отлично знает свое дело, главное — беззаветно его любит. Я глубоко верю в ценность и успех его работ. Он изучает растительность методом экологии.
— Что это такое?
— Наука о взаимоотношениях растений и условий среды. Названием своим она обязана Эрнсту Геккелю…
Найденные документы не позволяют восстановить других деталей беседы. Но, задавшись вопросом, как Сукачев встретил Октябрь, мы получим ответ, обратясь к фактам.
7 ноября 1917 года ассистент Лесного института Сукачев направляет в хозяйственную комиссию института просьбу «предоставить квартиру по причине весьма плохих жилищных условий». Ответа нет. Тогда ученый занимает квартиру явочным порядком, так же как это делали в первые дни революции жители рабочих кварталов.
Обосновавшись в новом жилище, Сукачев берется за перо. Позади — пятнадцать лет, проведенных в экспедициях и командировках. Изучены леса родной Харьковщины и Северного Урала, пески Придонья и новгородские болота, нерчинские степи и луга Псковщины, кедровники Забайкалья и Якутии, Карская тундра и полупустыня Семиречья. Накоплены факты, которые позволяют сделать кое-какие обобщения.
Словом, революцию Сукачев встретил делом. Декабрь 1917-го, январь, февраль, март, апрель 1918-го — каждый месяц он относит в издательства и редакции новый научный труд.
Назовем только два из них. Один опубликован в бюллетене академии: «Биометрические исследования над хризантемой». Биометрия — это математика применительно к биологии. Математика привела ботаника к установлению одной любопытной генетической закономерности: разные расы хризантем по-разному реагируют на климатические факторы, причем эта способность у каждой расы закреплена наследственно. (Помните, к такому же выводу пришел Вавилов, изучая иммунитет у злаков?)
Другой труд Сукачева — «Растительность долины реки Чу» — увидел свет буквально через несколько недель после разговора у Кржижановского. Срочный заказ выполнила Петроградская военная типография.
Для Владимира Николаевича Сукачева выход книги стал этапным по двум причинам. Во-первых, в ней подводился итог его длительным наблюдениям за природой. Мысли, высказанные ранее в нескольких статьях, вылились в четкую теорию — учение о растительных сообществах. Родилась сукачевская фитоценология.
Во-вторых, теория его сразу получила признание на практике, о чем свидетельствуют и само издание книги под эгидой ВСНХ и предисловие инженера Васильева, руководителя ирригационных работ в долине реки Чу.
«Планируя оросительную сеть, надо знать, сколько воды потребно на полив растений», — писал Васильев. Ответ на этот вопрос мелиоратору помогла получить сукачевская наука.
Для нас важна еще одна деталь. «Причисленный к лесному ведомству» по образованию, да и по долгу службы, Сукачев долгое время считался только лесоводом. Растениеводы, агробиологи косо, порой враждебно смотрели на его теории: фитоценология вышла из леса — пусть-де она там и остается.
Такое утверждение, мягко говоря, не очень правдиво. Вспомним сукачевские «Болота», так понравившиеся Ленину. Болотоведение — это отнюдь не лесоводство, это особый, комплексный взгляд науки на природу. Болота Сукачев рассмотрел как «тип земной поверхности, где факторы литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы в своем взаимодействии создают одно целое, один определенный ландшафт».
Далее. Какое отношение к лесу имела растительность Чуйской долины? Никакого. Однако богара — засушливые предгорья Тянь-Шаня — дала ботанику Сукачеву ценнейший материал для наблюдения травянистых растительных сообществ. В Семиречье он изучает злаки, сорняки и другие дикие травы — объекты, с которыми имеют дело агробиологи.
Болотоведение плюс фитоценология — вот два краеугольных камня науки, основы которой Сукачев заложил к началу революции. Время требовало от ученых немедленного участия в делах общества. Особая ответственность падала на деятелей лесной науки.
Наследием несчастной войны остались в лесах громадные площади оголенных мест — вырубки, пожарища. Поставить на ноги хозяйство, поправить крестьянские дома, починить разрушенные цехи, шахты, мосты — значило еще больше вырубить.
Беспокойство за судьбу русского леса — вот лейтмотив речей делегатов съезда лесоводов страны, собравшегося в сентябре 1917 года. Выход один, сказал на съезде Г. Ф. Морозов, — передать весь лес в собственность государства.
Революция так и поступила.
Ломая саботаж чиновничьей бюрократии, большевики разогнали почти весь аппарат министерств и ведомств. Исключение составил Лесной департамент. Когда бюрократия объявила забастовку в банках и на транспорте, вице-директор Лесного департамента Н. Д. Суходский (добрый знакомый Сукачева) призвал сослуживцев не прекращать работу, памятуя о родине и пользе русскому народу.
Съезд московских лесоводов в начале января 1918 года постановил: «Вступить в сотрудничество с представителями нового правительства. Мотивы: мы, лесоводы, должны отстаивать лес, не отходить от него до последней крайности, вести себя, как капитан на корабле».
Победивший пролетариат платил своим новым сотрудникам взаимностью. В Петроградский Совет избирается профессор Лесного института почвовед Константин Каэтанович Гедройц. Другой лесовод — А. А. Барнацкий, действительный тайный советник (генерал!), начальник управления государственных имуществ — на I губернском съезде рабочих и крестьянских депутатов единогласно утверждается в прежней должности и входит в Олонецкий губисполком.
Но случалось и так. Однажды в Петроград пришла победная реляция из Херсона: «Управление организовано по-новому, с полным устранением представителей лесной специальности».
Один случай, другой, третий…
Ленин вызвал к себе наркома земледелия. В тот же день на места было разослано циркулярное письмо.
Владимир Николаевич Сукачев с глубоким волнением читал ленинское письмо. Оно было обнародовано во втором номере только что созданного журнала «Леса республики» и подписано 5 апреля 1918 года. Сам выход этого журнала на другой день после подписания Брестского мира ошеломил и обрадовал лесоводов. Характерная деталь. Документ был не просто перепечатан. Он был воспроизведен факсимильным способом — и ленинская подпись и даже гербовая печать, на которой красовался (правда, без короны) двуглавый орел за неимением нового герба.
Ленин дал понять, что новая власть не допустит увольнения лесных специалистов (настроение «вытурить» лесничих из добротных домов было повсеместное), что заменить лесоводов другими без ущерба для леса и тем самым для всего народа нельзя, что правительство будет не в состоянии провести в жизнь все требования народа без поддержки знатоков лесного дела и, что, наконец, все леса нужно привести в известность (то есть учесть, или, говоря языком спецов, провести лесоустройство).
Как видим, вождь революции набросал и для лесной науки и для Советской власти в этой сфере целую программу действий.
«С момента революции лесоводы не оставляли своих постов, — подчеркивал Ленин, — не прекращали работы, продолжая связь с центром и давая тем самым государственному лесному хозяйству действовать».
Оставить без внимания этот ленинский курсив не могли ни ученые, ни местная власть.
Заглядывая вперед, Ленин дает указание всем Советам рабочих, крестьянских и солдатских депутатов:
оголенные места «в интересах народа немедленно засадить и засеять лесом…».
Союз лесной науки и революции, заключенный де-факто, был оформлен и де-юре.
На месте конфискованных помещичьих, царских и частных лесов создавался единый государственный лесной фонд. Подготовить кадры для будущих лесничеств призваны были лесные факультеты. Они открылись в Тимирязевке и Казанском университете. А Москва получила новый институт. Все это было в 1918–1919 годах.
Лес должен дать народному хозяйству полную отдачу, а не только пиловочник да дрова. Стране нужны канифоль, скипидар. 5 миллионов золотом тратит пока что Россия ежегодно на покупку в Америке канифоли.
Ленин подписывает и еще один декрет. В Вахтане (ныне Горьковская область) организуется канифольно-скипидарный завод. Лесохимики? И они у нас будут свои: в Петроградском лесном открывается специальный факультет.
Ленин читает присланную ему из Англии книгу Уэллса «Россия во мгле» и уверенно подчеркивает в ней слова, которые в устах фантаста звучат лишь фантастикой: «В России будет новое небо и новая земля».
Будет! Ленинское отношение к природе было не только данью, которую каждый человек платит земле, где родился. Глубокое понимание экономики природы, ее значения для экономики общества — вот что руководило Лениным, когда он подписывал законы о лесах, декреты об организации кедровых хозяйств в Сибири и первого заповедника в Астрахани, постановление об охране лесов от пожаров, приказ об аресте злоумышленника, срубившего ель…
Лес нужно беречь, чтобы общество могло непрерывно пользоваться его богатствами.
Такова основная идея ленинских документов о природе. Эта идея совпадала с научными взглядами большинства русских лесоводов. А единство взглядов неизменно ведет к единству действий.
Кедровник рододендроновый и пр.
Программная статья журнала «Леса республики» отражает тот порыв творческого духа, которым озарена вся первая весна новой России. «Прекрасные задачи стоят перед нами. Они прекрасны тем, что направлены к решительному и неуклонному искоренению последствий бюрократизма, канцелярщины и мещанства в лесном деле Советской республики… Лесное дело — только один уголок всероссийской разрухи. Началась она не вчера, не в Октябре, не с Февральской революции — разруха лесного дела началась с того момента, когда к нему вместо живых людей подошли манекены в вицмундирах и мелкий лесопромышленный торгаш. Не было ни плана, ни системы».
Теперь предстояло леса привести в известность, описать. Но по какой системе? Ее нет. И Сукачев берется разработать лесную типологию.
Государство точно должно знать, где и что оно сможет взять — где осину на спички, где березу на дрова, а где сосновую стойку на крепеж. А где лес ни в коем случае нельзя трогать, чтобы не лишиться его полезностей — пушнины, орехов, грибов, родников, липового меда.
В основу практического лесоводства Сукачев предлагает положить учение о растительных сообществах (фитоценозах). Каждый фитоценоз имеет свои типичные черты. Тип леса, например, складывается из двух-трех основных признаков. Входя в лес, специалист сразу обращает на них внимание. Скажем, мы находимся в горах Сихотэ-Алиня. Высота — 600 метров. Главная порода, составляющая здесь лес, корейский кедр. Подлесок состоит в основном из рододендрона амурского. Кедровник рододендроновый — так называется этот тип леса. Специалист делает себе практические выводы: промышленной ценности такой кедровник не имеет — древесина в нем разномерна и разновозрастна, «брать» ее неудобно. Зато велико почвоохранное значение такого леса, защищающего склоны гор от эрозии.
А вот неподалеку рябинолистниковый кедровник. О чем говорит нам этот тип леса? О том, что почвы здесь мощные, что эрозии можно не бояться, что древостой плотный и лесопромышленная ценность его весьма высока.
В начале двадцатых годов, когда Сукачев сформулировал основные принципы лесной типологии, мы, по существу, не знали наших лесов. Хорошо, если десятая часть их была обследована. Нанести на карту все типы леса лесоводы своими силами не могли. Мало установить, какая порода в лесу главная: дуб или кедр. Определить тип подлеска столь же важно, но куда более трудно. Для этого надо отлично знать лесные почвы, надо уметь точно выбрать растение-индикатор, по которому легко определить и характер травянистой растительности в лесу и свойства самих почв. Отсюда необходимость: привлечь к созданию типологии и ботаников, и почвоведов, и других специалистов.
Эту линию — на комплексность исследований — Сукачев проводил в жизнь трояко.
Во-первых, лично изучая тот или иной объект своей науки с позиций ботаники, географии, палеонтологии.
Во-вторых, организационно. Намечая, например, программу работ по лесоустройству, он входит в Петроградское лесное общество с предложением объединить усилия лесоводов и геоботаников. Организуя геоботанические исследования в районе Волховстроя, он собирает в экспедиционной партии ботаников, почвоведов и экономистов.
И в-третьих — педагогически. Эта линия характерна для преподавательской манеры профессора. Стране остро не хватало научных кадров. Единое государственное лесное хозяйство, где создавалось 600 новых лесничеств, требовало тысяч специалистов. Нужда была не только в лесных инженерах и лесоводах. В науке возникали новые идеи и направления, которые подхватить и двинуть вперед должны были люди новых профессий.
Продолжая читать лекции по фитосоциологии в Лесном институте, Сукачев принимает предложение ректора нового Географического института А. Е. Ферсмана вести с осени 1918 года курс географической ботаники. А в Ленинградском университете Сукачев организует кафедру морфологии, систематики растений и дендрологии. Широту своих научных интересов Владимир Николаевич стремился передать ученикам. Одного подталкивал к систематике, другого — к проблемам лесной гидрологии, третьего — к изучению фитоклимата.
Уже через 10–15 лет эта линия оправдала себя: ученики Сукачева, по существу, образовали разносторонний, многогранный научный коллектив, способный комплексно решать сложнейшие задачи практики.
Вокруг молодого профессора собрались в те годы молодые талантливые силы. Луговод Щенников, дендролог Поварницын, ботаник Лавренко — нынешний президент Ботанического общества, географ Сочава, лесоведы Мелехов и Правдин, почвовед Гаель, геоботаник Соколов, болотовед Пьявченко.
Профессор Сукачев требовал от своих последователей не только углубления в науку, воспитывал в них деловитость и практичность.
Он говорил: «Вы должны привести геоботанические исследования в такую форму, чтобы результаты их могли быть легко использованы агрономами и мелиораторами».
Несмотря на свою внешнюю рассудительность и неторопливость, Владимир Николаевич был человек увлекающийся и заражал своей увлеченностью других. В 1923 году он заложил опытную плантацию под Псковом. Задачи исследования поначалу были скромны: найти породу ивы, годную для быстрого разведения в лесных хозяйствах. Ивовый прут имел тогда хороший спрос и за границей, и у наших торговых организаций, применявших ивовые корзины как тару.
Нужное дерево нашли поблизости, в ивняках Северо-Запада, и Быстрецовская промышленная плантация, созданная Сукачевым, стала прообразом лесных плантаций нашего времени.
Профессор не остановился на этом. Он вовлекает в опыт растения со всей страны, пишет и находит солевыносливые, засухоустойчивые породы ивы, осуществляет гибридизацию отдаленных ее разновидностей и выводит 20 новых сортов ивняка! Плакучей ивой профессор «заразил» своего студента Л. Ф. Правдина, впоследствии автора монографии, приобретшей мировую известность — «Ива, ее культура и использование».
В 1929 году ученики и коллеги Сукачева посвятили своему профессору сборник трудов по фитосоциологии. По этому поводу академик И. П. Бородин написал Владимиру Николаевичу:
«Ни минуты не сомневаюсь в том, что этот сборник не простая дань уважения к научным и общественным заслугам Вашим. Не меньшую роль играли здесь Ваши высокие глубоко симпатичные качества как человека. Ваша изумительная скромность, незлобивость, снисходительность к другим при строгости к себе, готовность помочь другим своими знаниями, прямота и удивительно ровный характер — все это образует такое прекрасное сочетание, такую духовную форму, которая невольно влечет к вам сердце, и популярность, которой вы никогда не искали, среди чуткой молодежи Вам обеспечена…».
Любовь и уважение… Далеко не каждый преподаватель способен внушить эти чувства молодежи. Популярность Сукачева среди студенчества была поистине всесоюзной: на конкурсе «Комсомольской правды» ученый получил даже премию за педагогическую работу.
Фито + зоо = био
Среди наград и почетных званий, которых Сукачев удостоился за свою долгую жизнь — от золотой медали за студенческую работу до Золотой Звезды Героя Труда — есть редкостная регалия. При жизни ученых ею, как правило, не отмечают. Для русского натуралиста было сделано исключение. Накануне VIII Международного конгресса ботаников Парижский монетный двор получил заказ — выбить именную медаль в честь выдающегося естествоиспытателя Сукачева.
Ботаники никогда не отделяли себя от лесного дела, а в данном случае они подчеркнули исключительное значение сукачевских исследований именно в этой области науки.
С завидным постоянством — сорок лет подряд — он приезжает в гости к археологам на Грязновскую стоянку. Ботаника интересует пыльца растений, погребенная «в пыли веков». Археолог поднимает своими инструментами пласты истории человека. А палеоботанику отложения пыльцы и отпечатки листьев рассказывают историю растительности.
Постоянство Сукачева — принцип его жизни, его поисков. И дело не только в привязанности к одному научному объекту. Постоянство — это, если хотите, метод работы Сукачева. Двенадцать весен подряд, как только сходили снега, Владимир Николаевич появлялся на Княжьем Дворе под Новгородом. Здесь был его штаб стационарного изучения лугов.
— В экспедиции от нас многое ускользает, — говорил ученый. — Мы схватываем один определенный момент жизни природы. А что было раньше? Что будет потом? Стационар дает возможность подсмотреть жизнь в развитии, и тогда мы замечаем мелочи, которые оказываются совсем не мелочами.
Работа на стационаре совсем не романтична. Считай изо дня в день, какие травы растут на лугу, когда зацветают, сколько их… Скучное, поди, занятие. Но именно в такой обыденщине накапливаются факты, дающие пищу мыслителям.
Тому пример труд В. Н. Сукачева «К вопросу о борьбе за существование между биотипами одного и того же вида» (1927 г.). О чем в нем речь?
…На опушке — густой травостой. Марь белая. Сорняк как сорняк. Что тут особенного?
Ученый вбивает четыре колышка по углам, натягивает между ними белую ленту. Квадратный метр луга — перед пристальным взором ботаника. У ботаника в руке блокнот, карандаш и конторские счеты. Шаг за шагом (если можно так сказать, когда ты ползешь по траве на коленях) идет подсчет растений. Всего на квадратном метре природа посеяла 1250 экземпляров растений. Никаких других видов — одна белая марь. Однако все растения разные. В центре травинки длиною всего 2 сантиметра. Чуть подальше к краю — 30. Те, что в центре, даже не зацвели. Средние дали семена, правда, немного. А вот на краю квадрата гиганты — 205 сантиметров. Они в 100 (!) раз крупнее своих собратьев. И потомство у них бесчисленное.
Вывод: между растениями одного и того же типа идет интенсивная борьба за существование. Былинка окружена в центре сотнями своих собратьев, они лишают ее солнца, не дают ее корням вырваться на простор и взять из земли свою долю пищи. Краевые растения получают вдоволь и света, и влаги, и питательных веществ. Они побеждают.
Почему так важно было это установить?
В науке того времени под влиянием крупных социальных сдвигов возникла мода — переносить некоторые явления общественной жизни на биологические явления. Наука, которой занимался Сукачев, не избежала тех веяний, какое-то время она именовалась фитосоциологией — учением о растительных обществах.
Перенос социальных характеристик на природу очень опасен. В обществе действуют известные силы, действуют сознательно и планомерно. В природе работают силы стихийные, иной раз неизвестные человеку, действуют закономерности невскрытые и законы непознанные.
Можно ли с одинаковой меркой подходить к таким разным явлениям? Простой перенос — это еще не доказательство. Это подмена доказательства, совершаемая априори, то есть без фактов и обобщений.
Сукачев не раз говорил своим ученикам: соедините в себе двух человек — скрупулезнейшего исследователя и самого въедливого оппонента по отношению к собственным идеям. Соедините мужество поиска с мужеством признания своих заблуждений. Лишь тогда ваш труд будет успешным.
Опыты с марью белой заставили его пересмотреть некоторые свои идеи. Прежде всего лесовод отказался от употребления термина фитосоциология. Казалось бы, пустяк: заменить в своем лексиконе всего полслова. Но, введя в научный оборот слово «фитоценология», ботаник прощался с заблуждениями, которые он сам окрестил механическим материализмом.
До сих пор ученый выделял в растительном сообществе как главное то, что объединяет растения, — общность происхождения, сходство жизненных условий, единство реакции на внешний мир. Опыты с марью белой показали ему, как обманчива лесная тишина, какая суровая борьба за место под солнцем идет между деревьями одного вида, какие междоусобицы разыгрываются на лугу, сплошь покрытом одуванчиками.
К чести ученого, он не шарахнулся тут же в другую крайность, как это иногда случается. Энгельсова «Диалектика природы» подсказывает Сукачеву: «Взаимодействие живых существ включает сознательное и бессознательное сотрудничество, а также сознательную и бессознательную борьбу».
Диалектика — единство противоположностей. Следовательно, фитоценоз — это единство взаимопомощи и борьбы его населения.
А разве население кедровой рощи состоит из одних только кедров и прочей растительности? Птицы, зверье, насекомые — какую роль они играют в фитоценозе?
Чем внимательнее всматривается ученый в схему растительного сообщества, созданную им самим, тем больше проблем перед ним возникает.
Поначалу эта схема складывалась так.
Растительное сообщество состоит из следующих компонентов:
Атмосфера. Температура и влажность воздуха. Осадки. Испаряемость. Ветер.
Почва. Физические свойства и механика составных частиц. Химия грунта. Мертвый покров. Микробиология.
Растительный мир. Деревья. Кустарники. Трава. Мхи и водоросли.
Животный мир.
Сукачев рассматривает сообщество как единое целое. Его интересует не только структура фитоценоза, но и динамика развития растительной массы. Как влияет на это развитие борьба за существование внутри ценоза? Какова роль человека, вторгающегося в него прямо или косвенно — топором, стадом, дорогой? Наконец, как само сообщество влияет на среду — на климат внутри и вне ценоза, на образование почвенного покрова, на гидрологию?
В начальной схеме фитоценоза еще немало пробелов. Наука еще не расшифровала многих деталей. Вот животный мир. Его связи с растительностью только-только устанавливаются. Насколько они важны, свидетельствует хотя бы история, рассказанная Сукачеву весной 1918 года энтомологом Холодковским.
Основоположник школы лесных энтомологов Николай Александрович Холодковский заведовал кафедрой в Лесном институте. Его специальность весьма узка — борьба с насекомыми, вредителями деревьев. Круг его научных интересов значительно шире. Наблюдая за хермесами, паразитирующими на хвойных, энтомолог не выпускал из поля зрения и прочих обитателей леса, в особенности птиц. Это естественно: птицы — ассенизаторы леса, они очищают его от мириад вредных насекомых.
Ознакомившись с сукачевской схемой фитоценоза, Холодковский подошел к своему младшему товарищу:
— Весьма любопытные обобщения намереваетесь сделать. Наша кафедра готова помочь. Смею заметить, коллега, что раздел «Животный мир» не так уж пуст, как у вас обозначено. Наши бабочки вам кое-что подскажут.
…Еще в 1700 году знаменитый энтомолог Реомюр (он же физик, «коллега» Цельсия и Фаренгейта) открыл в природе любопытное явление. Он обнаружил, что у капустной бабочки, точнее — у ее гусеницы, есть злейший враг — апантелес. Энтомологи заинтересовались этим явлением. Взаимоотношения насекомых, попав под увеличительное стекло науки, показали, что каждому вредителю растений противостоит энтомофаг — пожиратель этого вредителя. К началу нынешнего столетия возникла идея использовать энтомофагов для биологической борьбы.
Первым шестиногим союзником человека стала божья коровка — родолия.
Когда в Калифорнию случайно попал желобчатый червец, он стремительно стал размножаться. Этому способствовали более благоприятные, чем на его родине, в Австралии, условия. Апельсиновые рощи Калифорнии оказались под угрозой съедения.
Почему же червец не вредил хозяйству в Австралии? Энтомологи установили, что там его держала в черном теле божья коровка. Ее незамедлительно доставили в США. На пересылку и разведение родолии были затрачены немногие сотни долларов, но спасла она фермерам многие миллионы.
О чем говорит эта история? О том, что отношения между организмами в живом сообществе уравновешены и завязаны в железную цепь закономерностей. Апельсиновое дерево — червец — родолия. Это всего три звена из цепи, а вся она составлена из десятков и даже сотен звеньев. Надо точно знать роль и место остальных звеньев. Не набросится ли божья коровка, покончив с червецом, на других насекомых, полезных в фитоценозе? Дать ответ на этот вопрос можно, лишь досконально изучив отношения полезных и вредных организмов в искусственном сообществе, в данном случае в апельсиновой роще.
В естественных, природных, сообществах эти связи еще более сложны. От насекомых цепочка тянется к птицам, к животным.
Проследим простейшую цепочку питания в природе. Заглянем в каракумский саксаульник. Ранней весной он кишит насекомыми — чернотелки, долгоносики, муравьи. Невзрачными листиками саксаула не брезгуют грызуны — песчанки, тушканчики. Песчанка — лакомство змей и беркута. Эта птица не откажется и от дневной ящурки, питающейся муравьями. Беркут вьет гнезда в пустыне только на деревьях. Итак: дерево — насекомое — животное — птица — дерево. Цепь эта свидетельствует, что растительные сообщества теснейшим образом связаны с сообществами животных.
Профессор Холодковский увлекся идеями Сукачева и уже через три года опубликовал работу «Сожития и общества животных». Она существенно дополнила схему фитоценоза, заставив взглянуть на него не только как на нечто целое, но и как на часть какой-то еще более сложной системы.
В начале тридцатых годов по инициативе В. Н. Сукачева Академия наук СССР организует ряд экспедиций в Сибирь и на Дальний Восток. Это было время, когда в лексикон страны входили такие слова, как Ангарстрой, Комсомольск, Черемховоуголь.
Топор строителей врубался в кедровые рощи Забайкалья.
Геологи рыскали по тайге в поисках бокситов, угля, олова.
Костры первопроходцев освещали самые глухие закоулки сибирских лесов.
Иногда случалась беда: спичка или окурок, брошенный под крону кедра, порождали в тайге сплошную стену огня. Годы проходят после пожара, прежде чем кедр вернется на старое место.
И тут ботаник, приводящий лес «в известность», должен приглядеться к нему повнимательнее. Кедр в лесу не один. Есть у него враги, должны быть и друзья. Да и сами деревья живут дружным сообществом. А всякому лесному сообществу, как и всякому живому существу, свойственна тенденция к развитию. Все движется в природе, все взаимосвязано.
Миллионами лет механизм естественного отбора и борьбы за существование создавал очень запутанную сеть разного рода устойчивых связей.
Вот кедровка. Эту птицу считали вредной: она-де расхищает кедровые орехи. Под языком кедровки есть мешочек, куда умещается до 70 орехов. Однако именно кедровка первая обживает сгоревшие участки тайги. Дело в том, что «расхитительница» очень запаслива, но забывчива. Она создает в земле на гарях кладовки и часто забывает про них. По весне орехи прорастают. На голом месте поднимаются ростки будущих кедров.
Эти тайники выручают зимой лесных мышей. Голодные, они приходят стадами. За мышами (за своей основной пищей) — соболь. Оживает, заселяется тайга. Следовательно, кедровка — полноправный и необходимый член лесного сообщества. От нее зависит будущее кедровых лесов.
Мы вскрыли только одну связь в тайге: кедровка — кедр. А какая цепочка за одним этим звеном потянулась! Кедровка — кедр — мыши — соболь. От кедра зависит и жизнь белки. А белка играет ту же роль в лесу, что и кедровка. Она тоже имеет привычку прятать свои запасы — и в дупле, и в пнях, и зарывает кое-где в землю. Стоит ей забыть про свои припасы, как весной на их месте появляются ростки будущих деревьев. А в реестры науки заносится следующий вывод: «Заросли кедра и кедровка образуют прочный биоценоз. Если каким-нибудь посторонним влиянием нарушается один из элементов этого биоценоза, разрушается и все сообщество».
Так возникает целый комплекс проблем. И значит, к лесу надо подходить с комплексных позиций.
Впрочем, только ли к лесу? Луг, озеро, болото — сложные природные комплексы. Нельзя изучать их только по частям (хотя без этого не постигнешь целого). Надо видеть все связи, все взаимоотношения.
Ботаник в лесу тоже не одинок. Рядом с ним трудятся микробиологи, постигая тайны микромира. Суетятся энтомологи, изучающие жизнь насекомых. Притаились в засадах орнитологи, наблюдавшие повадки птиц, и зоологи — знатоки животного мира.
Лес есть сообщество растений. Но жизнь лесного фитоценоза тесно переплетена с жизнью других сообществ. В лесу существуют сообщества насекомых, птиц, зверей — зооценозы; сообщества бактерий, грибков, одноклеточных водорослей — микробоценозы. Следовательно, фито + зоо + микробо = био.
Биоценология. Так стала называться сукачевская наука в середине тридцатых годов. Учение о растительных сообществах переросло в учение о живых сообществах вообще.
Теоретические изыскания профессора не были, разумеется, самоцелью.
Проблема преодоления времени
В 1933 году вышел первый номер академического журнала «Советская ботаника». Время было подъемное, перспективы перед страной открывались вдохновляющие и грандиозные. Это нашло отражение и в настроениях академиков, подготовивших программные статьи для первого номера. Освоить субтропики! Продвинуть земледелие за Полярный круг. Пшеницу — в Сибирь! Хлопок — в Киргизию! Страна расширяла плацдармы социализма на всех параллелях и меридианах. Перед ботаникой вставали сугубо практические задачи.
Вдохновляющий пример ВИР, работы Тулайкова и Суса в Саратове, доказавшие, реальную возможность осилить засуху лесополосами и орошением, не могли пройти мимо лесной науки. В науке, между прочим, тоже действует закон цепной реакции. Начало этой реакции дают люди, энтузиасты науки. Они движут науку иной раз не столько личным вкладом, сколько тем, что поднимают на новое дело других. Они управляют душевными порывами людей, зажигают их своим горением, своей мыслью, своей убежденностью и пионерными исследованиями.
Есть такое понятие у мелиораторов — пионерная траншея. Его применяют строители каналов. Авангардная машина прорезает в земле узкую траншею, а затем в образовавшийся забой подается вода. Теперь на место экскаватора можно поставить более совершенную технику, скажем — земснаряд. Продвижение вперед ускоряется в несколько раз.
Так и в науке. Проложить пионерную тропинку стоит иной раз неимоверных усилий, но зато тот, кто идет следом, легко и уверенно поднимает мощные пласты знания.
Открыв генетику для селекции в земледелии, Вавилов подсказал надежный путь и лесоводам. Эта идея нашла живой отклик в статье Сукачева, опубликованной в № 1 «Советской ботаники».
Он предлагает взять на вооружение лесной науки генетику и ее новейшие методы — отдаленную гибридизацию, полиплоидию, гетерозис, получать новые породы (мутации) деревьев с помощью рентгена, радия, химических веществ.
Главная проблема земледелия — повышение урожайности всех культур. Главной проблемой в лесоводстве Сукачев назвал «преодоление времени».
Индустрия бурно и стремительно развивается. Нужен лес, нужна древесина, нужно сырье для лесохимии. Но большинство древесных пород растет черепашьими темпами. Как ликвидировать эту диспропорцию? Прежде всего методом отбора. Отобрать лучшие быстрорастущие породы: тополь, лиственницу; привлечь там, где можно, заморские деревья, скажем — эвкалипт. Хорошенько поискать скороспелые породы среди старых видов.
С незапамятных времен народ отбирал мощные экземпляры сосны, чтобы взять с них семена для посадки. Их называют «плюс-деревья».
Выдающийся советский геоботаник Е. В. Вульф (он погиб в ленинградскую блокаду — осколок снаряда попал ему в сердце) сказал однажды, что Сукачев «воспел лиственницу».
Действительно, пожалуй, никто — за исключением ученика и сотрудника Владимира Николаевича, доктора биологических наук Н. В. Дылиса — не сделал так много для ее изучения и пропаганды.
Лиственницу академик справедливо считал «плюс-деревом» наших будущих лесов. Растет она быстрее сосны в три раза. Плодоносить начинает не через полвека, как большинство хвойных, а уже через 12–15 лет. Технологические свойства древесины поразительны: когда на Урале разбирали плотину, простоявшую два века в воде, инструмент крошился о лиственничные сваи!
Словом, лиственница самой природой призвана решать проблему преодоления времени в лесоводстве.
В 1938 году академик ВАСХНИЛ Александр Сергеевич Яблоков наткнулся на участок исполинских осин в Шарьинском лесхозе Костромской области. Запас древесины на гектаре, занятом исполинами, был в 2 раза выше обычного. Не 300, а почти 600 кубометров. Гигантскую осину нашли затем и на Курщине и в Сибири. Вот кому решать задачу преодоления времени в лесоводстве!
Когда гигант попал в поле зрения микроскопа, стало ясно: найдена осина-полиплоид.
Полиплоидия давно привлекает внимание естествоиспытателей. И вот почему. Известно, что каждому биологическому виду соответствует строго определенное число хромосом. Клетки такого организма, как капуста, содержат в своих ядрах 18 хромосом. У гречихи их — 16. Исчезни по каким-то причинам та или иная хромосома — и нормальная деятельность клетки и организма затрудняется или становится невозможной. А если в одной клетке соединятся два набора хромосом, получится новый организм. Это удвоение и есть полиплоидия. При трех наборах клетки называются триплоидными, при четырех — тетраплоидными, при шести — гексаплоидными и так далее.
В чем соль полиплоидии? Она в огромной роли ядра и особенно хромосом в обмене веществ клетки. Полиплоидная клетка имеет удвоенное ядро. Самолет с двумя моторами устойчивее в полете. Два мотора — это большая надежность, большая скорость. В нашем случае как бы два мотора работают и в клетке. Энергия жизнедеятельности полиплоида, упрощенно говоря, в два раза выше.
Увидеть это можно простым глазом. Цветки и листья у полиплоидного клевера крупнее. Зерна у такой гречихи тоже больше весят.
Если в клетке в два раза больше хромосом, следовательно, и ДНК и РНК в ней соответственно больше. Дезоксирибонуклеиновая кислота, как мы знаем, является средоточием генов. Но тогда и пластичность, изменчивость полиплоида тоже должна повыситься: организм легче должен приспосабливаться к изменениям условий жизни. Больше ДНК — больше информации, передаваемой по наследству. ДНК — мозг клетки, и несомненно, что у двойного мозга творческие способности выше.
Иное внутреннее строение определяет иные свойства полиплоидов — этих «живых полимеров». Как правило, это более ценные в хозяйственном отношении сорта. Не случайно полиплоиды растительного мира вышли победителями в борьбе за существование: они захватили всю планету и составляют две трети ее флоры. Многие полиплоиды обладают непревзойденной устойчивостью к разной хвори.
Почему обычная осина в загоне? Потому что она часто болеет, быстро гниет. Иное дело — триплоидная осина.
Что там тетра- или гексаплоиды?! Найдена гигантская кормовая шелковица, у которой 300 хромосом. Это 22-плоидный вид с листьями тройной толщины, стойкий и к холодам и к болезням. Найдена — это значит отобрана среди десятков тысяч деревьев.
Полиплоиды, пропущенные через сито отбора и выращенные на лесных плантациях, забудут, что такое гниль и червоточина. Короче: будущее в развитии лесного хозяйства принадлежит селекции.
Селекция — старый метод, он проверен в деле растениеводами. Не стоит, однако, игнорировать и новые веяния, те приемы, которыми успешно пользуются агрономы. Быть может, стоит удобрять леса? В Швеции, например, применили мочевину в посадках лиственницы, и деревья стали расти в два раза быстрее.
Война помешала реализовать на практике все эти идеи.
Война же заставила обратить на них самое пристальное внимание.
Вослед Вавилову
В сорок третьем году ушел из жизни Вавилов. Смерть его глубоко потрясла Сукачева. Покойный был еще молод, а Сукачеву тогда уже шел седьмой десяток. Много лет они проработали рука об руку — и в стенах ГИОА, и в Ботаническом обществе. Оба, выражаясь словами Николая Ивановича, «творили общее большое всесоюзное дело». Общей была не только цель, но и научные интересы и методы исследования. Правда, Вавилов искал по всей планете лучшие сорта культурных растений, а Сукачев лучшие породы деревьев, лучшие образцы дикой флоры. Вавилов мечтал обновить землю, Сукачев мечтал облагородить леса. Формально оба они считались членами одного профсоюза — Союза работников земли и леса.
Будучи в эвакуации, Сукачев вернулся к старой проблеме. Предмет его исследований — болота Зауралья. Сапропели — болотный ил — дешевый источник удобрений, кормов. Занимаясь ими, ботаник помогал тылу решить одну из острейших хозяйственных проблем. Но практика не отвлекла его от теории. Напротив, еще и еще раз убеждаясь, что «основной причиной заболачивания лесосек и пожарищ является самый факт уничтожения леса», Сукачев входит в лесной биоценоз с новой стороны. Со стороны болота? Пожалуй. Точнее говоря, со стороны того комплекса геологических, географических условий, каковым болото является…
Откуда берется на пожарище болото? Это нетрудно понять, зная, что каждое дерево — мощный живой насос. В еловом уральском лесу выпадает примерно 490 миллиметров осадков. А испаряет лес (не считая травы и кустарника) 430 миллиметров. Выключите насос, который откачивает почвенную и дождевую влагу в атмосферу, и вы тотчас увидите, как «раскисает» земля. Естественно, что там, где это происходит, геология и география биоценоза коренным образом меняется.
Биоценоз — дитя земли. И наоборот, лицо земли создано биоценозом. Коренные перемены в жизни леса ведут к изменениям в почве, гидрологии, климате.
Вот почему биоценология, включив в себя приставку гео (земля), должна непременно стать биогеоценологией, решает Сукачев.
Вскоре он получает возможность всесторонне проверить свою заново сформулированную теорию.
В сорок третьем году Владимир Николаевич назначается научным руководителем Южно-Киргизской комплексной экспедиции — ЮКЭ. В экспедиции принимали участие три академика и 12 докторов наук, среди них крупнейшие ученые — геоморфолог Герасимов, почвовед Прасолов, геоботаник Лавренко.
Реликтовые леса Киргизии — ценнейший дар природы человеку. Грецкий орех, фисташка, дикие яблоки, слива, барбарис… Это то, что видно, так сказать, невооруженным глазом. Через несколько месяцев после начала работ академик Белорусской академии Лупинович докладывал в ЦК о том, что могут дать эти леса стране, госпиталям, фронту: три тысячи тонн орехов, две тысячи тонн яблок, сотни тысяч тонн алычи, фисташки… На Старой площади оценили работу ученых как существенный вклад в дело победы.
Теоретические выводы, к которым пришла экспедиция, были еще важнее. Вся деятельность ЮКЭ лишний раз подтвердила преимущества коллективного метода исследований.
Дикие сады южной Киргизии изучались комплексно, со всех сторон «глазами» географии, гидрологии, почвоведения, зоологии… И вот этот общий, целостный взгляд на горный лес позволил сформулировать важнейшие положения, которыми должны руководствоваться не только лесоводы, но и те, кто ставит плотины на среднеазиатских реках, и те, кто выращивает хлопок в долинах.
В Средней Азии говорят: горный лес — сердце воды. Именно в горах особенно ясна водоохранная роль леса. Лес аккумулирует влагу атмосферы и тающих снегов, он запасает ее весной и отдает в засушливую пору потокам, бегущим в долины.
Начинается рубка леса в горах — и начинается цепная реакция: весной — потоки, которым не за что теперь задержаться, устремляются беспрепятственно по склонам, они смывают почву, вызывают наводнения и оползни.
Вывод? Вот он. «Таким образом, сохранение водных ресурсов, орошающих восточную Фергану, является жизненной основой этого базиса и находится в тесной связи с сохранением плодовых лесов. Будут сведены леса — иссякнут родники, питающие долину, а оставшиеся сменят режим стока — максимум будет весной, а летом они не обеспечат поля, нуждающиеся в поливе».
Рекомендации ЮКЭ не остались незамеченными. СНК СССР принял постановление об охранных лесах — в горах, по берегам рек, вокруг городов.
Злободневность работ ЮКЭ очевидна и для наших дней. Сделать такие дальновидные выводы мог только коллектив ученых, дополняющих своими исследованиями друг друга. Объединять и собирать подобные коллективы и умел и любил Владимир Николаевич. Мне кажется, что это было у него внутренней потребностью. И потому, что он любил встречаться с разными людьми, и потому, что суть его теории требовала общения со специалистами разного профиля.
Вавилов не раз говорил, что научная работа в СССР переживает переход от индивидуального творчества к творчеству коллективному. Вировская коллекция — выдающийся образец такого творчества.
Академик Сукачев организовал в 1943 году крупное научное учреждение, стиль работы которого во многом напоминал «старый» ВИР.
Владимир Николаевич поставил перед Академией наук, перед правительством вопрос о создании Института леса в трудное время. Шла война. Почти вся Украина и вся Белоруссия были под сапогом врага. Страна напрягала усилия, помогая фронту. Каждый человек, каждый рубль на счету. А тут предлагают заниматься теорией леса, ботаникой. Непрактично, не правда ли? Впрочем, посмотрим, какие доводы выдвигал Сукачев. Главное его опасение — что в условиях военного времени, когда не хватало угля, мазута, вообще топлива, хозяйственники и население начнут рубить лес как попало, что полегче, что поближе, что под рукой. Это ставило под угрозу такие леса, которые ни в коем случае трогать было нельзя, — леса водоохранные и почвозащитные.
Что касается военных соображений, то они не были обойдены. Настойчивость, с которой академик добивался организации института, была продиктована жизненной необходимостью. Западные наши леса немало пострадали от войны. Надо было восстанавливать лесное хозяйство в освобожденных районах, надо было заглянуть вперед, — подумать о послевоенных лесах строек.
Доводы были убедительны, и правительство приняло решение создать новый научный центр.
Структура Института леса почти полностью копировала структуру ВИР. Сходство это имело принципиальный характер: лесоводы тем самым подтверждали верность идеям и организационным принципам, выдвинутым в свое время растениеводом Вавиловым. Лесоведение, физиология и экология древесных пород, лесное почвоведение, болотоведение, лесная микробиология, энтомология и фитопатология, древесиноведение — таковы основные направления научной работы института, повторяющие вировский комплекс. Отдел экономики — новинка в структуре академического института — тоже в какой-то степени возрождал принципы ВИР: еще в 1931 году Н. И. Вавилов разделил свой институт на три автономные хозрасчетные единицы. В новом отделе развернул свою деятельность профессор П. В. Васильев, один из первых экономистов, кого В. Н. Сукачев ввел в круг проблем биоценологии. Чуть позже начал работу отдел полезащитного лесоразведения, выполнявший примерно те же функции, что и отдел интродукции ВИР.
И конечно же, был в Институте леса и отдел генетики, селекции и семеноводства. Его возглавил Леонид Федорович Правдин. (Заметим себе, что его опыты по интродукции грецкого ореха и пробкового дуба на Кавказе в начале тридцатых годов высоко оценил сам Вавилов.)
Генетика, ее принципы, ее терминология и методы никогда не были чужды Сукачеву. Еще в 1918 году он выдвинул идею об «онтогенетическом ряде сообществ», а в 1922 году на Всероссийском совещании по лесомелиорации поставил вопрос: отбирать среди древесных пород мутации, способные послужить продвижению лесов в степи, пески и полупустыни.
Не будучи сам генетиком, директор нового академического института энергично поддержал исследования в этой области. Знамя, выпавшее из рук Вавилова, попало в надежные руки.
Подхватив эстафету великого естествоиспытателя, Сукачев унаследовал и его оппонентов.
Сверхнаука?
1946 год многие помнят как год жесточайшей засухи. Пыльные бури сожгли урожай не только в Поволжье и на Украине. Даже Кубань, полвека не знавшая недорода, заметно пострадала от суховеев. Суровое испытание заставило срочно заняться защитой полей: многие вспомнили тогда слова Менделеева, называвшего борьбу с засухой делом однозначным с обороной отечества.
Блистательные эксперименты Докучаева и Высоцкого, Турского и Суходского убеждали, что засухе можно противопоставить надежный заслон. Лес, посаженный в степи, верное средство борьбы с пыльными бурями, эрозией почвы.
Опыт русской науки, осуществленный в Каменной степи, Хреновском бору и Велико-Анадольском массиве, предстояло перенести на территорию, равную площади десятка европейских государств.
Разработку научных основ преобразования наших степей возглавил Институт леса Академии наук СССР. Это было вполне закономерно: ведь именно здесь родилась биогеоценология. А что такое лес в степи? Это биогеоценоз, созданный человеком, или, применяя терминологию Сукачева, культурценоз. (Некоторые авторы именуют искусственные сообщества артоценозами. Мы же условимся для удобства чтения называть далее природный биогеоценоз сокращенно: БГЦ, а искусственный, или культурный: к-БГЦ.)
Беда, грозившая повториться через три-четыре года, подхлестывала ученых и практиков. Уже через полтора года родился гнездовой способ посадки леса в степи. Его авторы — агробиологи, люди, далекие от лесной науки, — уверяли, что благодаря новому методу лес вырастет почти молниеносно.
Сейте лес погуще. Хотите, чтобы побыстрее выросла дубрава, сажайте в лунку по шесть желудей. Через пять-семь лет на этом месте встанет лесная полоса и защитит посевы от суховеев.
Академик Сукачев, верный своему принципу — «самое доброжелательное отношение к другим научным суждениям», — призывал не спешить с «гнездовой» посадкой. Весь опыт лесоводства говорил, что в гнездах деревья растут медленнее. Им будет тесно в одной лунке. И света всем не хватит, и влагу, которая есть в почве, придется разделить на шестерых. Можно ли сбросить со счетов природы внутривидовую борьбу?
Оппоненты Сукачева объявили внутривидовую конкуренцию выдумкой буржуазной биологической науки. Они утверждали:
«Внутривидовой конкуренции нет в природе. Существует лишь конкуренция между видами: зайца ест волк, но заяц зайца не ест — он ест траву. Пшеница пшенице также не мешает жить. А вот пырей, лебеда, осот являются представителями других видов и, появившись в посевах пшеницы или кок-сагыза, отнимают у них пищу, борются с ними».
Кок-сагыз был упомянут не случайно: один (единственный!) опыт, проведенный агробиологами, убедил их, что внутри одного и того же вида растений царят мир и согласие. Но можно ли один факт возвести в абсолют? Сукачев, сам прошедший через подобное заблуждение (об этом говорилось выше), усомнился в достоверности опыта. Да и можно ли данные по одному из видов одуванчика переносить на все видовое многообразие трав, кустарников, деревьев? Проверить точность эксперимента взялся физиолог Д. А. Сабинин.
Он подверг опыт с кок-сагызом элементарной математической обработке. Изучил цифровые данные опыта, построил по ним графики. Статистика показала, что внутри каждого гнезда кок-сагыза идет интенсивная борьба. Следовательно, теория, отрицающая соревнование особей одного вида за лучшее место под солнцем, построена на неверном факте.
Почему так произошло? Пьер Симон Лаплас как-то сказал: «Нетерпеливо стремясь познать причину явлений, ученый, наделенный живым воображением, часто находит эту причину раньше, чем наблюдения дадут ему основание видеть ее. Предубежденный в пользу правильности созданного им объяснения, он не отбрасывает его, когда факты ему противоречат, он уродует работу природы, чтобы заставить ее походить на работу своего воображения, не думая о том, что время закрепляет только результаты наблюдений и вычислений».
Живая жизнь и вычисления? Журнал «Агробиология» категорически запротестовал: «Биологические закономерности нельзя подменять математическими формулировками. Применение математики отводит нас, естествоиспытателей, от познания природы».
Мотивировка отказа заниматься математикой была облечена агробиологами в марксистские одежды. Вот какой увесистый довод они выдвинули: «Марксизм указывает, что одна из причин физического идеализма — широкое применение в физике математических приемов. Именно математики привели к тому, что „материя исчезает, остаются одни уравнения“. Биологи должны преграждать распространение идеализма, и поэтому математика должна быть исключена из биологических исследований».
Обвинение в «немарксизме» обрушилось на Сукачева вместе с требованиями немедленно доказать практичность биогеоценологии.
Вы отрицаете гнездовой посев, уважаемый академик, а что предлагаете взамен? Сажать лес по старинке? Разве ваши собственные расчеты не говорят, что лесополосы дадут прибавку урожая хлебов не раньше, чем через 8–10 лет? Кому нужна такая сверхнаука, которая берет от всех наук понемногу — от ботаники, от почвоведения, от метеорологии и т. д. и т. п.? Нужно ли объять необъятное?
Да, отвечал Сукачев, биогеоценология не обещает сиюминутной отдачи. Да, лесополосы в степи будут стоить немало. Да, мы утверждаем, что одними посадками деревьев ограничиться нельзя, — нужно решать проблему в комплексе, со всеми вытекающими отсюда и удорожающими работы обстоятельствами — уход, удобрение, новая техника…
В эту пору, пору метаний в биологии, академик проявил удивительную душевную стойкость. Он заражал ею других и в критические минуты многих колеблющихся удержал от неверного шага в науке. Стойкость эту нетрудно объяснить: за спиной Сукачева была, во-первых, марксистско-ленинская теория, а во-вторых, факты.
К гнездовой теории вполне применимы следующие слова Ленина:
«Это самый наглядный признак метафизики, с которой начинала всякая наука: пока не умели приняться за изучение фактов, всегда сочиняли apriori, общие теории, всегда остававшиеся бесплодными. Метафизик-химик, не умея еще исследовать фактически химических процессов, сочинял теорию о том, что такое за сила — химическое сродство? Метафизик-биолог толковал о том, что такое жизнь и жизненная сила?.. Прогресс тут должен состоять именно в том, чтобы бросить общие теории и философские построения… и суметь поставить на научную почву изучение фактов…»
Факты и еще раз факты. Их нельзя заменить словами, как бы гладко это ни выглядело на бумаге или на ученой кафедре.
Перед лицом фактов агробиологи выдвинули новый тезис, чтобы спасти от критики сделанные кое-где гнездовые посевы дуба.
Войдите в лес, сказали они, и вы увидите, что в лесу всегда происходит самоизреживание: во имя сохранения вида часть деревьев уступает по собственной инициативе место другим.
Председатель колхоза, мечтающий защитить хлеб от пыльной бури, не задумается, что с философской точки зрения это разглагольствование — чистейшая телеология, что растениям, в сущности, приписана мыслительная способность. Для него важен практический вывод из такой путаницы: уход за лесом не нужен. Бросьте желуди в землю, и они вырастут сами. Сами собой изредятся, сами защитят себя от всех напастей.
Представим себе, что эта отрицающая реальные факты «теория» взята на вооружение, что на ее основе наука дает рекомендации практике. Вот лесоводам дают указание: «Межвидовую борьбу считать недействительной, ее как бы вовсе нет…»
Академик Сукачев выступил против такой маниловщины. В «Ботаническом журнале», который он редактировал, и в «Бюллетене» Московского общества естествоиспытателей природы, президентом которого его избрали, начинается методическая и, я бы сказал, яростная борьба с прожектерством.
Тут нужно вспомнить, что государством был утвержден план защитных лесных насаждений на 1949–1965 годы. Академия наук поставила Сукачева во главе научного совета по проблеме «Полезащитное лесоразведение». На его плечи легла не только научная, но и моральная ответственность за то, какими средствами этот план будет осуществляться.
План намечался немалый. В засушливых степях предстояло посадить 6 миллионов гектаров леса. Посадить столько деревьев, оставив их без ухода, без учета их борьбы между собой за место под солнцем — значило обречь прекрасный замысел на провал.
Посадить лес в степи, даже не ухаживая за ним потом, стоит денег, и не малых. Семена, пахота, посев. На каждый гектар уйдет тысяча рублей, не меньше, рассуждал академик. Неудача — это 6 миллиардов рублей из государственной казны. Можно ли допустить, чтобы такие средства были выброшены на ветер? И ученый вступил в бой с волюнтаризмом от науки, невзирая на лица, не считаясь с авторитетами.
Дорогостоящие рекомендации в конце концов отменили. Было спасено несколько миллиардов рублей (в старом масштабе цен). Такова цена всякой верной теории применительно к практике, такова цена настоящей науки. Впрочем, истинная наука — неверный термин. Нет двух наук, и не может быть. Есть одна наука — единая и неделимая, основанная на признании объективных закономерностей. Наука сама по себе истинна. Все, что ложь или отклонение от истины, — это уже не наука. А если это отклонение выдают за науку, то тогда оно — спекуляция наукой.
Сукачев по этому поводу говорил так: «Истина — одна, правда — одна. Но пути поиска могут быть длительными и не всегда напоминают гладкую дорогу».
Истина, найденная биогеоценологом, заключается в следующем: лес — это не просто масса деревьев, а сложное единство лесной растительности и той среды, где лес растет. В этом целостном единстве — в биогеоценозе — живут и взаимодействуют деревья, кустарники, трава, почва, птицы, насекомые, микроорганизмы… И конечно же, человек. Он не является компонентом БГЦ, но действует в нем. Человек рубит лес и создает лесозащитные полосы. Он вносит в жизнь природы — в атмосферу, в гидросферу — отходы своей хозяйственной деятельности. Он ставит плотины, меняет русла рек и вместе с тем микроклимат и климат. Только учитывая всю сложность этих взаимосвязей, лесное хозяйство может уверенно вести дело — повышать продуктивность лесов, планировать рациональные способы рубки деревьев. Это, так сказать, узкопрактическая сторона лесной биогеоценологии.
Но значение ее для науки и человека куда шире. Сукачевская наука о лесе прочно поставлена на географическую почву и — что особенно важно в наши дни — тесно увязана с экономикой будущего.
Человечество озабочено. Оно смотрит в свое будущее с надеждой и сомнениями. Борясь за высокие идеалы, оно не забывает о насущных нуждах потомков. Как сложится топливная проблема? Надолго ли землянам хватит запасов газа и нефти?
А перспектива химии! Из каких источников мы будем черпать сырье для химии, когда сожжем и переработаем тот же газ и ту же нефть?
Или пресная вода! Ведь ее запасы на земле катастрофически сокращаются.
Наука настойчиво ищет ответа на эти вопросы. И все чаще мы обращаем свои взоры в сторону леса.
Поднявшись в космос, человечество посмотрело на свою планету как бы со стороны. Многое на земле видится теперь по-иному и политикам, и экономистам, и ученым.
Земля с высоты космического полета
Космический взгляд на явления природы означал настоящий переворот в психологии научного мышления: горизонты науки необычайно раздвинулись. Одно дело — стоять на Земле и упираться взором в горизонт, до которого, как известно, 11 километров. Совсем другое — Землю всю охватывая разом, видеть то, что горизонтом закрыто. И наверное, не случайно именно в годы первых космических полетов академик Сукачев нанес последние мазки в свою картину природы. Через год после запуска первого спутника Земли он говорит лесоводам мира, собравшимся на очередной конгресс:
«Мы не все еще достаточно ясно представляем себе так называемую космическую роль леса, роль его во всей жизни нашей планеты». А позднее развивает эту мысль в монографии «Основы биогеоценологии»:
«…Лесом покрыта третья часть земли. И хотя в нашу жизнь все больше входит синтетика, новые металлы, новые материалы, роль древесины в жизни человечества нисколько не уменьшается».
Размышляя о будущем, Владимир Николаевич оценивает полезность лесов во всем их комплексе.
Сырье для химии? Оно не иссякнет. Ведь ресурсы леса постоянно возобновляются в природе. Да и человек может приложить к этому делу руку — насадить новые леса.
А отходы лесной промышленности? Это та же будущая синтетика, лекарство, наконец, корм для животных и пища для человека. Ведь уже сегодня мы получаем кормовые дрожжи из отходов целлюлозно-бумажной промышленности и сахар (глюкозу) из древесины.
А санитарное значение леса? Он уменьшает шум в городах, очищает воздух от пыли и копоти заводских труб.
Наконец, пресная вода. Гидрологическая роль леса, в котором рождается большинство родников и рек на земле, еще не в полной мере оценена и учеными и экономистами.
Однако не слишком ли мы увлекаемся вслед за Сукачевым и лесом и его полезностями? Не преувеличиваем ли мы роль леса в нашей жизни — и настоящей и будущей? И кому все же нужна биогеоценология?
Такие голоса раздавались не раз.
А она нужна прежде всего лесному хозяйству и лесной промышленности.
Экономисты подсчитали, что ликвидация леспромхозов, которая начинается в некоторых районах Европейской России из-за перерубов леса, дело довольно накладное для государства. Материальная база, дороги, поселки, созданные в этих местах, перестают служить народному хозяйству. Отсюда убытки. За пятилетку набегают миллиарды. Следовательно, надо рассчитать оптимальный объем рубок, чтобы все леспромхозы действовали не 10, не 20 лет, а непрерывно. Заглянуть вперед, «спрогнозировать» и поточнее спланировать — вот главное назначение биогеоценологии.
Она нужна не только лесоводам и заготовителям леса. Мелиоратор, хлопкороб, строитель дорог, городской архитектор, тюменский нефтяник и тихоокеанский рыбак — все они так или иначе должны сталкиваться с этой наукой, с ее практическими приложениями к делу. Во всяком случае, к тому все идет.
Человеку свойственно верить. А слову ученого, слову специалиста он верит вдвойне. Это накладывает на науку особую моральную ответственность: научные рекомендации должны быть реалистическими, возможно более точными.
Биогеоценология, при всей ее широте и кажущейся расплывчатости, всегда давала народному хозяйству, практике весьма точные прогнозы. Они были оптимальными в ту пору, когда слово «оптимальный» было еще не в моде.
Заглянем хотя бы в область мелиорации. Консультируя в свое время проекты строительства водохранилищ на Волге и Дону, академик высказал мысль, что по берегам искусственных морей следует заблаговременно посадить лес. Вода рядом — лесу веселей. Это раз. Лес защищает берега от размыва и эрозии. Это два.
Пожелание ученого было учтено, в проекты внесли дополнения. Началось заполнение Цимлянского водохранилища, но леса вокруг него так и не посадили, хотели на этом сэкономить. Прошло несколько лет, и картографы заметили, что контуры нового моря шире, чем планировалось. Морской прибой методично откусывал землю по всей кромке берега. Усилилась овражная эрозия. В итоге сельское хозяйство потеряло десятки тысяч гектаров плодороднейшей земли.
А вот Катта-Курганское море, загодя опоясанное защитной полосой из фисташки, миндаля, джиды, аккуратно уложилось в проектные отметки.
Геогигиена и ветер западных румбов
Лесоводы всегда романтики. Романтика, которую они исповедуют, не всякому по плечу. Они находят ее в буднях своей профессии. Конечно, и лесовода манит ветер дальних странствий, и он не представляет себе жизнь без костра и утреннего тумана. Но как нелегко мечтать, когда знаешь, что мечта твоя осуществится не через 5, не через 10, а через сотню лет. Одно дело стремительно преодолевать пространства на океанских и воздушных лайнерах. Новые люди, новые края… Совсем иное — делать это, топчась изо дня в день в одном и том же лесу, именуя пространством вырубку, овраг, болото, бархан, заброшенный карьер или еще какое-нибудь неудобье.
Рассчитать свой порыв, свою светлую надежду на полсотни лет вперед не каждый и захочет. Но лесоводы потому и романтики, что они так хотят и так могут.
Самой романтической и самой перспективной назвал свою науку Сукачев. Работать на дальнюю перспективу, предугадывать будущее планеты — разве это не романтично?
Гигиена нашей планеты оставляет желать лучшего. Простой взгляд с самолета убеждает: устроителям земли хватит забот на доброе тысячелетие. В Европейской России 140 тысяч квадратных километров этих самых неудобий. А леса? Разве они так выглядят, как хотелось бы? «Непрошеная» береза, «дохлая» осина, «трухлявая» ольха, выражаясь словами М. Е. Ткаченко, составляют еще не малый процент в лесных угодьях.
Человек рубит, что получше. Падают один за другим красавцы кедры, корабельные сосны, строевые ели. Лиственные породы сменяют хвойные на десятках миллионов гектаров. С осиной же и березой лесозаготовители не хотят иметь дело.
— Почему? — допрашивал академик Сукачев латвийского академика Калниньша. — Вот вы, химики, вы должны что-то солидное придумать. Осиновые леса — это творение человека, их надо потеснить, заставить уступить место лиственнице, сосне, кедру. Разве осина не содержит в себе целлюлозы? Леспромхозы уходят из лиственных лесов, вырастающих на месте вырубленных хвойных. Но скажите заготовителям, что вам все равно, чтó переварить в бумагу — тополь или ольху, и убийственный топор превратится в скальпель хирурга, отсекающий раковую опухоль.
Социальный заказ лесной науки не смутил технологов.
— Конечно, целлюлозное производство из хвойных организовать проще, — соглашался Калниньш. — Оно отлажено и проверено десятилетиями. Но кто сказал, что наиболее легкий путь в науке и есть самый верный! А поспособствовать улучшению лесов, их красоте и чистоте — наш прямой долг.
Так заключался союз лесовода и химика, имевший далеко идущие последствия. О нем мы еще расскажем.
А сейчас вернемся в биогеоценоз. Проникнуть в него можно с любой стороны, через любое звено, и в любой точке БГЦ, на любом его «этаже» мы удостоверимся, насколько практична и дальновидна теория академика Сукачева.
Ворвемся в дальневосточный лес вместе с ветром западных румбов. В кедровых биогеоценозах ветер играет роль заботливого лесовода. Он удаляет из древостоев все ослабленные и потерявшие жизнестойкость деревья. Умерщвляя больные кедры, ветровал лечит БГЦ в целом.
А вот в сухих степях ветер как компонент БГЦ может сыграть неблаговидную роль, если нарушить равновесие в биогеоценозе. Проследим хотя бы цепочку связей «ветер — целина — почва». Если целина распахана непродуманно, если суховею не поставлены заслоны (травяные или лесные защитные полосы), он поднимает в воздух плодороднейший слой почвы. На ветер выбрасываются тонны азота, фосфора и других питательных веществ. Ветровая эрозия разъедает БГЦ.
Борьба с эрозией — одна из самых драматических страниц в истории земледелия. Наскоки пыльных бурь наносят сельскому хозяйству тяжелый, труднопоправимый ущерб. Он исчисляется миллиардами рублей, долларов, фунтов.
Торопясь найти действенное средство защиты от засухи, наука выдвинула за последние четверть века целый ряд методов борьбы с эрозией. Но спешка иногда приводила к односторонности. Агрономы убеждали, что спасет правильная обработка земли. Сторонники травополья напирали на севооборот, включающий многолетние травы. Гидротехники доказывали, что дело решат плотины, водохранилища, пруды и каналы. Лесоводы, понятно, уповали на лесополосы. Словом, каждый смотрел на проблему со своей колокольни.
— Лес не панацея, — неожиданно сказал лесовод Сукачев. — Надо взять все в комплексе: агротехнику, травы, орошение, лес… Только тогда можно рассчитывать на успех дела.
Я был свидетелем того, как Сукачев объяснял одному журналисту сущность биогеоценологии. Мой коллега добивался ответа на вопрос: каково практическое значение этой науки. Ее построения казались ему слишком громоздкими и необъятными, он даже назвал ее «метабиологией» (сверхбиологией). Академик отвечал журналисту терпеливо и дружелюбно (хотя вообще-то он нашего брата недолюбливал).
— Знаете притчу о метле и семи братьях? Отец позвал их перед смертью, дал каждому в руки прутик и велел сломать. Прутики, разумеется, легко сломались. Тогда отец подал самому старшему метлу, связанную из таких же прутьев. Метла не поддалась, как парень ни пыжился. «Держитесь все вместе, — сказал отец, — и вы устоите перед любой бедой». Того же и наша теория требует: если человек конструирует культурбиогеоценоз, он не должен забыть ни одной части комплекса…
Перенесем этот образ на практику. Нужно, допустим, остановить овраг, разрезавший поле пополам. Лес, посаженный на его склонах, это лишь один прутик, который легко смоют ливневые воды, если он останется в одиночестве.
Края оврага надо задернить травой — второй прутик: он погасит скорость потоков.
Запретим трактористам пахать вдоль уклона поля — третий.
Перегородим голову оврага валом или запрудой, чтобы отвести вешние ручьи с проторенной дорожки, — четвертый…
Все вместе они и составят силу, способную остановить эрозию почвы и рост оврага.
Биогеоценология требует от человека соблюдения элементарных правил геогигиены. Люди реже болеют, если их жилище аккуратно проветривается и регулярно дезинфицируется. Это правило действует и в биогеоценозах. Заглянем, например, в такой к-БГЦ, как хлопковое поле. Время от времени его тоже надо «проветривать». Микроскопический анализ показывает, что после того, как урожай «белого золота» собран, в одном килограмме почвы остается 10 тысяч клеток грибка фузариум. Фузариум — разносчик вилта, болезни, истощающей хлопчатник. Уничтожить заразу помогает дезинфекция. Отличный оздоровитель хлопка — многолетняя люцерна. После нее в почве остается в 200 раз меньше заразных клеток!
Роль люцерны в к-БГЦ этим не ограничивается: за два года она накапливает в земле 300 килограммов азота. Точнее говоря, эту работу проделывают клубеньковые бактерии, обитающие на корнях люцерны. Наука еще не установила точно, каким образом микроорганизмы превращают азот воздуха в органические удобрения. Несомненно одно, живые реактивы играют в биогеоценозе колоссальную роль.
Посмотрим еще раз на схему БГЦ.
Перед нами целая система связей. Система, которая живет, движется. Внутри ее непрерывно идет обмен веществ и энергии. Под влиянием солнечной радиации идет фотосинтез в растениях, они накапливают зеленую массу, используя для своего построения атмосферные осадки и воду гидросферы (рек, озер). Насекомые поедают траву, а птицы насекомых. Продукты разложения, гниющие остатки растений и животных — пища и среда для развития микроорганизмов. Микроорганизмы помогают корням растений усваивать азот из воздуха.
Только двенадцать каналов связи приведено в этой системе. Их много больше. Некоторых связей мы вообще еще не знаем. Например, не все микроорганизмы почвы нам известны, а между тем роль их в БГЦ огромна. Миграция элементов в биосфере — это в основном дело рук микробов. Ни одно живое существо не способно развиваться с такой скоростью! Дайте им оптимальные условия — и за двое суток пленка микроорганизмов покроет планету.
Пересади на новое место простой саженец, он будет мучиться, болеть, пока не привыкнет к новой почве, к новым соседям. Вот только если с микоризой взять…
Микориза — это кусочек родной почвы саженца, вместе с его микроорганизмами — бактериями, насекомыми, водорослями, опавшей хвоей. В микоризу входят и выделения корней кедра. Перенося саженец на новое место, мы вместе с микоризой переносим как бы кусочек родного БГЦ. Дома, как известно, и стены помогают, а тут деревце переезжает вместе со «стенами».
Представим себе, что мы посадили кедр без микоризы в хорошем месте, там, где почва богата микроорганизмами. Можно ли быть уверенным в успехе? Не обязательно. Во-первых, мы посадили его в более или менее устойчивую систему, где связи сложились, где кедр — чужак. Во-вторых, кедру не всегда нравится обилие микроорганизмов в почве. Загляните под его крону в тайге… Почва усыпана слоем хвои. Она не по зубам микробам — в ней содержатся бактерицидные (убивающие бактерий) вещества. Оттого, между прочим, так чист воздух в кедрачах.
Кедрососны
Однажды в Раздорах я встретил Владимира Николаевича возле прививок кедра на сосну. Он поправил свой слуховой аппарат, словно желая получше услышать знакомый шум леса. Осмотрел ветку, на которой завязались плоды, отпустил. Потом бережно провел ладонью по верхушке молодого кедра, чуть касаясь хвоинок. В этом движении было что-то бесконечно знакомое: так гладят по голове детей. Рядом шумели кедры постарше. И мне показалось, что есть что-то общее между лесным красавцем и человеком. Прямой, устремленный, кряжистый…
Прививки кедра на сосну — это один из многих экспериментов, вдохновителем которых был Владимир Николаевич Сукачев.
Начала его Александра Ивановна Северова, кандидат биологических наук, представительница многочисленного племени сукачевцев. А вернее, начала природа…
Никто не видел, как это произошло. То ли вездесущая кедровка обронила орешек в расселину между ветвей молодой сосенки, то ли хлопотливая белка запрятала его в дупло про запас. Так или иначе, орешек поселился на сосне, укоренился, а через год на этом месте проклюнулась почка. Весной красная чешуйка, прикрывавшая почку от холода, слетела, и из-под нее появились светло-зеленые хвоинки. Они затрепетали на ветру, приветствуя весну. Только их было не две, как у сосны, а пять, как у кедра. Прошло немало лет, пока это дерево не нашел известный московский профессор.
Он описал его, и «двухэтажное» дерево вошло в специальную литературу под названием кедрососна.
Не раз Леонид Федорович Правдин да и другие лесоводы встречали диковинное растение в уральских лесах и сибирской тайге. Природа торовата на выдумки. Но воображение человека превосходит замыслы природы. Правда, не всегда оно в нужную сторону направлено.
Один теоретик, прослышав о кедрососнах, сделал неожиданный вывод. Кедровка, говорите, обронила орешек? Нет, здесь мы видим иное — блестящий пример образования нового вида в природе. Сосна превратилась в кедр! Не путем длительной и нудной, так сказать, плоской эволюции, а путем революционного скачка.
Мыслитель сей не стал приводить никаких научных доказательств для обоснования своей идеи. Ученые посмеялись. Дерево к тому времени спилили, и на срезах было четко видно, где кедр, а где сосна вросла в него…
Выдумка природы не осталась незамеченной наукой.
Кедр может расти на сосне и даже плодоносить — подсказывает жизнь.
Повторить опыт природы! — подсказывает логика фактов. — Осуществить искусственную прививку кедра на сосне! В конце концов это ведь родственные деревья. Пинус сибирика — сосна сибирская, так именуется кедр систематиками.
И вот в руке лесовода скальпель. У пятилетней сосенки срезается вершина. Аккуратный надрез, и в расщеп вставляется черенок кедра. Дело происходит весной, незадолго до начала сокодвижения. Черенок взят для прививки с ветки взрослого дерева, которое уже дает орехи. Вот рана перевязана лейкопластырем, и начинаются дни ожидания. Сделано 100 прививок. Что-то они покажут? Экспериментатор смотрит, не сохнет ли хвоя у привоя. Кое-где голубоватые иголки пожелтели: прививки не удались. А как ведут себя верхушечные почки? Красная пленка лопнула в одном, в другом, в десятом месте. Из-под нее появился жгуток хвоинок. Наконец они расправились и потянулись к солнцу.
Проходит три года. Теплым майским днем биолог замечает на одной из верхушек ветвей некое отклонение от нормы. Почка появилась. Но она не защищена красной чешуйкой и цвет у нее фиолетовый.
Шишечка! Возможно ли это? Ведь кедр начинает плодоносить лишь через 40–50 лет. Вырастет ли она только? Ждать остается почти полтора года.
На других ветвях тоже новости. В середине ветки наклюнулись целые гроздья почек. Проходит несколько месяцев, и гроздья зацветают. Ветер шевелит кроны, и желтый дождь слетает с ветвей. Пыльца! Все идет нормально.
Наступает торжественная минута. Собирается первый урожай. Он невелик. Всего на десяти деревьях завязались плоды. Полсотни шишек. А ведь это немало для начала. Главное, есть семена. Не привозные, а местные, и достать их нетрудно — стоит только протянуть руку.
Опыт удался. И как всегда в таких случаях, началась цепная реакция. Он повторен под Москвой М. Докучаевой, в Йошкар-Оле Б. Алимбеком, в Шуе, Иркутске и почти в самом центре Уфы молодыми лесоводами.
Есть в столице Башкирии место, которое зовется ЦЭСовской горой. Так когда-то окрестили его строители Центральной электростанции. Место это, прямо скажем, невыгодное. Кругом большая химия — нефтяной, асфальтовый, химический заводы. Дым, гарь, кислота. Для лесной опытной станции соседство не из приятных.
Именно здесь молодые лесоводы, воспитанники воронежского профессора М. М. Вересина, Валентина и Александр Рябчинские дерзнули повторить эксперимент. Тысячи молодых сосенок приняли в свои объятья черенки кедра. Это произошло весной 1956 года. «Отходов» почти не было. И сегодня на ЦЭСовской горе шумит голубыми и серебристыми кронами молодая кедровая роща. Летом сюда слетаются птицы полакомиться свежей хвоей (в ней, между прочим, много витаминов), пощелкать орехи. У корейского кедра шишки покрупнее, а орешки послаще — в них больше жира, до 65 процентов. Птицы налетают прежде всего на него.
Есть в Восточной Сибири еще одно дерево из породы пятихвойных — кедровый стланик. Не гигант и даже не дерево. Стелющийся, реже прямостоячий кустарник. Стелется он не от добра. Ледяные ветры, 50-градусные морозы, а где-нибудь на Курилах соленая морось с океана пригибают дерево. И все же там сланец захватывает себе место под солнцем. Сюда бы его, на Урал, в горы поднять. От Уфы и до Полярного круга продвинуть!
Академик Сукачев находил заросли сланца по реке Олекме на высоте до 1400 метров. Сланец способен образовывать придаточные корни и вегетативно хорошо размножается. Вцепится в скалы, и не отодрать его! Вот почему ботаники считают кедровый сланец надежным средством мелиорации гор.
Частный случай в науке
Теоретик, которого мы упомянули в связи с кедрососнами, имел одну человеческую слабость. Он не терпел возражений. И еще очень не любил, когда кто-то занимался опытами, осуществление которых опровергало его идеи и, следовательно, подрывало его авторитет. По печальному стечению обстоятельств в его административное ведение попали опытные станции, где ученые экспериментировали с прививками. Опыты свернули по распоряжению администратора от науки.
Сукачев не уступил. Не из упрямства, не из желания сделать насупротив начальству. Будучи человеком завтрашнего дня, он видел в скромной работе, которую биологи вели всего на двух-трех делянках, не только научные, но и практические перспективы.
Как раз в то время я подготовил к печати репортаж о кедрососнах. Руководство редакции засомневалось, стоит ли его давать: речь в репортаже шла об успехах Сукачева, да и сама идея прививок принадлежала ему. А тут, как назло, появились статьи, критикующие академика, его оппоненты сумели даже добиться освобождения Сукачева от обязанностей главного редактора «Ботанического журнала». С кем посоветоваться? Заместитель редактора, человек осторожный, но по-своему дальновидный, предложил поехать к самому академику.
…Сукачев принял меня неожиданно быстро и доброжелательно. Он спокойно и приветливо улыбался. И от этой улыбки его, в которой не чувствовалось натянутости или напряжения, в сумрачной и тесной резиденции общества естествоиспытателей природы казалось светлее. Он приладил поудобнее свою «слуховую машину» и внимательно выслушал все вопросы. Какое-то мгновение мне почудилось, что события не задели его глубоко. Но когда он заговорил, я понял, что ошибся, что передо мной старый испытанный боец, убежденный в своей правоте и готовый отстаивать свои убеждения.
…Да, прививки кедра на сосну — частный случай в лесном деле. Верно и то, что он предлагает не ограничиться этим, а прививать сосну на… сосну или на ель. Зачем? В целях семеноводства. Острейшая проблема русского леса: отборные сортовые семена. Привейте плодоносные побеги, взятые с плюс-деревьев, в кроны молодых сосенок, и через три-четыре года вы будете собирать шишки голыми руками.
Владимир Николаевич выражался сдержаннее и точнее, чем я передаю, но главная мысль его заключалась в том, что лесоводы, увы, держат оборону, а нужно наступать, не позволяя березе воцариться на месте ели, нужно создавать индустрию выращивания леса. Известны десятки примеров, сказал он, когда частный случай, частное — по сегодняшним понятиям — явление завтра становится главным направлением науки.
Да, некоторые ученые мужи считают кедр вымирающей породой. Они утверждают: мы приближаемся к периоду, когда кедры останутся сначала в виде незначительной примеси в наших лесах, а затем будут встречаться вкрапленно и единично и потом исчезнут совершенно или уцелеют небольшими группами в недоступных местах.
Какая вдохновляющая программа для заготовителя, не правда ли? Руби скорее, пока не поздно!
Другие говорят, что проблема восстановления кедра — немыслимо сложное дело.
Действительно, он растет мучительно долго. Вот высота всходов кедра сибирского и сосны обыкновенной (соответственно в возрасте 1, 3, 5 и 8 лет):
у кедра 2,5 — 5 — 10 — 50 сантиметров;
у сосны 3 — 10 — 40 — 105 сантиметров.
А сколько у кедра врагов? Мышь полевка выкапывает посеянные семена. И стоит только ранней весной появиться юным хвоинкам, как их выщипывают птицы, поедают гусеницы. От хруща никакого спасу нет!
Пока кедр вырастет…
Но посмотрите на него, когда он развернет свои плечи. Корейский кедр достигает 40 и более метров. Диаметр ствола 2 метра. Время жизни — половина тысячелетия.
Разве нас, людей, оставляющих своим детям дело коммунизма, не должно огорчить, что будущим поколениям не придется любоваться такой красотой?
Кедру нужно помочь. Слов нет, этот могикан дальневосточных лесов плохо приспособлен к жизни. Кедр — реликт. И те виды, что появились на свете попозже, лучше приладились к новым условиям жизни. Слабое место у кедра — его способность расселяться на новых территориях. Падая на землю прямо под кроной, тяжелая шишка становится добычей зверя или птицы. Семена погибают или прорастают тут же у материнских корней.
У прочих хвойных семена похитрее. У одних помельче: порыв ветра может подхватить и забросить подальше посевной материал. У других даже с крылышками: могут улететь на далекое расстояние. А уж у березы или ольхи в каждой сережке целый парашютный десант. Вырубит лес человек или пал пройдет по тайге — и на гарях и пустошах эти виды имеют больше шансов выйти победителями в борьбе за существование.
Вот почему так важно «подсадить» кедр на быстрорастущую сосну и организовать образцовые семенные хозяйства.
Монолог автора. Кедр… Я не могу без волнения смотреть на это дерево. Подобное чувство испытываешь, пожалуй, когда стоишь подле ржаного поля. Тяжелые, налитые червонным зерном колосья лениво колышутся на ветру. Чувство гордости и торжественности охватывает тебя, когда смотришь на волны хлебной нивы. Нет сил оторваться от красоты, какую являет собой кедровый лес. Даже одно дерево, могучее и прекрасное, внушает человеку видом своим, своим горделивым спокойствием и устремленностью прекрасные и добрые мысли. И бывает не по себе, когда подумаешь, как однажды придет в лес дровосек и за пять минут подрежет своей бензопилой двухсотлетнего исполина.
Помню, в Забайкалье я видел, как рубили кедр. Была весна. Цвел багульник. Пели птицы, не обращая внимания на деловито урчавшую пилу. Но вот дерево дрогнуло, замерло на мгновение и с глухим стоном тяжело рухнуло на землю. Гул пошел по округе. И в то же мгновение, когда застонал кедр, все остальные звуки: пенье птиц, стрекот насекомых, писк мышей — все, что сливается в единую и праздничную мелодию леса, — пропали. Наступила минута молчания, как будто природа исполнила свой реквием по ушедшему кормильцу соболя и белки, кедровки и бурундука, поильцу родников, в которых плещется хариус и молодой таймень.
Кедры живут вечно. Триста лет они одаряют драгоценными плодами своими и живность тайги и человека.
Сибиряки любят кедровое молоко. Разотрешь ядрышки в воде, и не надо тебе никакой коровы. И жирности в таком молоке не каких-нибудь 3 процента, а все 30! Ароматное, густое, слегка сладковатое и терпкое на вкус, оно имеет непередаваемый запах тайги.
Кедровое масло не хуже прованского, то бишь оливкового, которое мы покупаем в Италии и еще кое-где. По указанию В. И. Ленина кедровым маслом в двадцатом — двадцать первом годах снабжалась Красная Армия.
Масло получается после отжима его из ядер, но жмых не отброс, а первоклассный продукт. И халва из него отменная, и на другие цели кондитеру он годен. Кедровый бальзам лечит раны, а бактериолог применяет его в технике микроскопирования.
Полезности кедра велики. Много ли, однако, у нас в стране кедровых лесов?
В XVII томе «Культурной флоры СССР» (издан под руководством Н. Вавилова и Е. Вульфа) приводится такой расчет: «Кедровых лесов в стране — 25 миллионов гектаров. Сбор урожая около миллиона тонн. Возможные заготовки — 250 тысяч тонн».
Сократим эту цифру вполовину: 100 тысяч тонн оливкового масла без единого валютного рубля — вот что такое кедровая тайга!
А там, где кедр, там соболь и, следовательно, опять валюта.
Срубленный кедр, если он хорошо плодоносит, это потеря для рачительного хозяина. Так, значит, не рубить?
Рубить, но с умом. Рубить деревья, прожившие оптимальный срок жизни. Рубить, используя ценности кедра до дна.
Кедр, как и сосна, обладает высокой смолопродуктивной способностью. При подсочке из него можно добывать живицу. Однако всерьез этим никто не занимается. Комбинат «Томлес» ежегодно вырубает до 10 тысяч гектаров спелых кедровых насаждений. А подсочка этих деревьев ведется только на одном химучастке в Тимирязевском леспромхозе. Используется всего лишь 300 гектаров массивов. Живица — один из важных компонентов для получения канифоли.
Канифоль — это тоже дефицит, на ликвидацию которого опять же тратится валюта. Но если сосну без подсочки рубить не позволяют, то о кедре никто даже не вспоминает. А ведь по технико-экономическим показателям подсочки кедр успешно соперничает с сосной. Живица в приемниках застывает медленнее, смола выделяется дольше, и выход ценного сырья с одного гектара за сезон составляет не менее 50 килограммов.
Нет, нельзя все это сбрасывать со счетов. Кое-кто говорит, что кедр — только декоративное дерево, что возиться с его возобновлением бессмысленно, ибо стоит оно миллионы, а кедр все равно отомрет.
Посмотрите на лесную карту Европейской России. Ареал распространения сибирского кедра заканчивается на линии между 65° и 56°30′ северной широты, между Ижмой, Вычегдой, Чусовой. Дальше на запад только островки кедра. И то к их рождению приложил руку человек. На Соловецких островах это сделали опальные монахи. Под Ярославлем, по преданию, Петр I. А в остальных местах: Пскове, Валдае, Луге, Воронежской области, Карельском перешейке… — кедролюбы.
Откуда на карте Кировской и Костромской областей появились названия сел: Кедровка, Кедрачи, Соболевка, Соболята, Бурундуково. Кто навеял нашим потомкам названия своих деревень? Не древние ли кедровые урманы и их всегдашние обитатели? Когда ушел отсюда кедр? Не во время ли Чингисхана, выжигавшего леса, чтобы не дать уйти от ига его обитателям?
Палеоботаника подсказала Сукачеву идею: вернуть лиственницу в ее древние владения — Карелию, Псковщину. Кое-что для этого уже делают лесоводы. А разве не заслуживает такой же судьбы кедр, царивший некогда на просторах нынешней Коми АССР и Пермской области?
О пользе заповедников
Чем глубже познаем мы законы экономики природы, тем чаще возвращаемся к такой старине в биологии, как заповедное дело. Где, как не в заповеднике, сохранились в нетронутом виде и добрые и враждебные отношения всех жителей природных сообществ? Где, как не там, на лоне девственной природы, мы сможем найти, правильно определить неизвестные величины, коэффициенты и функции жизни, которые представляют собой сложнейшее уравнение, называемое биогеоценозом?
Только здесь можно наблюдать, словно при замедленной киносъемке, как начинается цепная реакция в БГЦ.
Один из интереснейших заповедников «организован» самой природой. Это пустыня. Наука уделяет пустыне в наши дни двойное внимание. Прежде всего потому, что именно здесь, в песках Каракумов и Сахары, Гоби и Аравии, сосредоточены несметные богатства нефти, газа, редких элементов, подземных вод… А каракульская овца? Она дает свой тысячелетиями знаменитый мех только в условиях биогеоценозов пустыни. И конечно, хлопок, прежде всего тонковолокнистый. Треть мирового сбора хлопка и почти 100 процентов урожая фиников — это тоже дары пустыни. Впрочем, «дары» не то слово, ибо они взяты у пустыни с боем.
Для эколога, биоценолога, ботаника, географа пустыня представляет особый интерес еще и потому, что все явления в ней представлены выпукло и контрастно. Связи в биоценозах упрощены, ибо мир живого здесь победнее, климат резко континентален — от минус 40 до плюс 40 градусов, почвы нередко обнажены и все происходящее в них иногда видно буквально как на ладони.
Но эта «упрощенность» природы осложняет задачи науки, в особенности когда человек приступает к созданию в песках культурбиогеоценозов. Легкий толчок, и устойчивое равновесие в пустыне резко нарушается. Начинается цепная реакция, остановить которую стоит очень больших усилий.
Капля воды в пустыне — горсть хлопка. Так говорит восточная мудрость.
Лишняя капля воды в пустыне — капля яда. Так говорит наука.
Избыток воды в пустыне — это болота, не просыхающие даже под палящими лучами солнца, солончаки и погибшие плантации.
Вот почему здесь так необходима осторожность и предусмотрительность в преобразовании природы. Нож бульдозера, прорывающего канал, и плуг науки, дающей рекомендации землепашцу, — обоюдоостры.
Человек действует на природу. Но есть и обратная связь, ответ природы человеку и обществу в целом на каждое их действие.
Реакция природы проявляется в большом и малом, и если люди не сумели предусмотреть ее заранее, то достигают совсем не тех результатов, к которым стремились. Человек ставит плотину на большой реке. Ее цель — орошение. Полив рисовые поля, общество надеется получить побольше продуктов питания. Но плотина отрезала нерестилища — рыба в реке почти исчезла. Итог? Выигрыш на зерне чуть больше потерь на рыбе.
Еще пример обратной связи. Прокладывается Каракумский канал в пустыне. Говоря языком науки, это значит, в песках создается новый культурбиогеоценоз. Это вам не божья коровка появилась в апельсиновой роще. Появилась вода, и, стало быть, изменились условия в почве. (Говоря языком науки, сменился эдафотоп.) В атмосфере тоже перемены. Испарения над каналом — это перемена микроклимата. Словом, затронуты коренные звенья комплекса. Следовательно, и ответные сигналы по системе связи «человек — природа» резкие.
И тут мы перейдем на язык практики.
Каракум-канал оправдал себя с точки зрения экономики народного хозяйства. Истрачено на его строительство 286 миллионов рублей, а прибыль за последние два года от продукции растениеводства (хлопок, рис, виноград, корма) составила 350 миллионов.
Созданная ирригационная система должна находиться в таком же устойчивом равновесии, в каком находятся природные биогеоценозы. Но в один прекрасный момент по каналу обратной связи в Каракумский культурбиогеоценоз поступает неожиданный сигнал: соль! Ее принесла на поля вода. Обильный полив поднял грунтовые воды. Интенсивно испаряясь, вода оставила на поверхности соляную корку.
Значит, падает урожайность, заболачиваются пески, и, чтобы избежать неприятностей, почву надо промывать, строить дренаж. К 1650 рублям, истраченным на освоение каждого гектара в БГЦ, приходится добавить от 130 до 1300 рублей на мелиорацию, на поддержание равновесия в системе.
Вывод несложен: занимаешься «улучшением» земли (перевод слова «мелиорация» с латыни), учитывай все.
В постановлении майского Пленума ЦК КПСС так и записано: «Мелиорация — целый комплекс различных мероприятий по улучшению земель. Она базируется на данных науки». Гармония двух наук — экономики природы и экономики народного хозяйства — вот что должно помочь мелиораторам решать практические задачи.
Как мы уже видели, биогеоценоз представляет собой единицу большого синтетического объема. БГЦ — для практиков понятие весьма отвлеченное. Но для практики он необходим. Вторгаясь в природный биогеоценоз или создавая искусственный, мы задеваем целый комплекс проблем. Мелиорацией земель мы ломаем или заменяем сразу несколько звеньев в цепи БГЦ.
А если речь идет только об одном звене — недостающем или лишнем в этой цепи? Помните родолию — божью коровку? На орошаемых землях Дона она защищает сахарную свеклу от корневой и прочей тли. Гроза тлей, божья коровка зарекомендовала себя как полезное насекомое. Растительностью она сама не питается, и к фитофагам (пожирателям растений) ее никак отнести нельзя. Но, обследуя корнеплоды на полях Аксайского района, энтомологи Ростовского университета обнаружили, что самые серьезные повреждения свекле наносит иногда божья коровка. В жару ей, как и всем тварям земным, хочется пить. Под рукой резервуар, хранящий запасы воды, — свекла. Родолия оставляет тлю и высасывает соки из корнеплодов.
Учитывать все и вся, не упуская ни одного, даже самого малого, звена в цепи природных явлений, — этому учит диалектика природы, диалектика биогеоценологии — науки, оставленной Сукачевым веку нынешнему и веку грядущему.
Программа биогеоценологических исследований, разработанная академиком незадолго до кончины в 1967 году, становится настольной книгой не только для ботаников и лесоводов. В ней находят полезные идеи представители многих профессий, так или иначе связанных с природой. Биогеоценологический подход к явлениям жизни заставляет агронома по-иному взглянуть на пшеничное поле, географа — на ландшафт, химика — на гербициды.
БГЦ и химия
Всякое непродуманное вторжение в биогеоценоз — искусственный или природный — чревато неожиданными последствиями. История химиката ДДТ — хорошо известный тому пример. Уничтожив с его помощью одних вредителей, человечество пробудило от спячки других. Неумеренно применяемый ДДТ достиг даже Антарктики: следы его нашли в яйцах пингвинов.
Почему это произошло? Из-за стремления к панацеям, увы, свойственного человеку. Как это ни прискорбно, но люди не только в медицине пытаются найти лекарство, чтобы оно одно помогало от всех бед.
Случается это и в биологии, и в экономике, да и в быту тоже. Тогда-то и появляется ДДТ в Антарктике, а кукуруза в Архангельской области. Психологически это понятно. Хочется, как лучше и проще. Но упрощение и упрощенчество — разные понятия.
Увлечение химией привело к ряду вредных изменений в биогеоценозах.
Опрыскав леса ядом с самолета, мы надеемся убить вредителей. Кое-чего добиваемся. Насекомые фитофаги отступают. И вдруг через пять лет — вспышка размножения тех же самых шелкопрядов, точильщиков и пилильщиков. Химия ускоряет эволюцию, отбирая наиболее стойких вредителей. Исследования, проведенные с помощью вычислительных машин, показали, что борьба с вредителями лесного хозяйства химическими средствами ведет к повышению ядостойкости насекомых в 10–35 раз.
В начале шестидесятых годов такие нежелательные последствия обнаружились в США, где, естественно, преобладает чисто коммерческий подход к использованию химических средств защиты посевов. Американский биолог Рейчел Карсон выпустила книгу «Безмолвная весна» — своеобразный протест против современных химических средств защиты растений. Специальная комиссия рассмотрела все обвинения Карсон. Многие утверждения ее были опровергнуты. Некоторые подтвердились. И комиссия пришла к выводу, что нет серьезной опасности для человечества при разумном применении современных химических средств защиты растений.
Однако ученые всерьез заговорили о биологических методах защиты. Вспомнили, что было сделано в этом направлении в тридцатых годах. Обнаружили, что отряд энтомофагов по нынешним запросам слишком малочислен. Словом, новыми глазами посмотрели на старую науку и увидели, что работы в ее владениях непочатый край. Успехи в области синтеза и применения ядохимикатов позволили вскрыть важные биологические закономерности. Стало ясно, кто из насекомых потенциальный враг полей, кого из энтомофагов можно привлечь в союзники агронома, как и кем регулируется численность вредных насекомых.
Дешевизна и надежность биологического метода — ведь, как правило, он проверен природой в течение веков — заставляют обратить на него самое пристальное внимание. Заглянем в Директивы XXIII съезда КПСС. Там есть и такая строка: «Широко внедрять в практику биологические методы борьбы с вредителями растений».
Это вовсе не означает, что химия уходит в отставку.
Дело не только в ядохимикатах. Хозяйственная деятельность человека может привести к нежелательным последствиям и в других случаях. Осушается болото или рубится лес, прокладывается канал в пустыне или распахивается целина — в каждом случае преобразуется почва, микроклимат, животный, растительный и бактериальный мир, то есть едва ли не все составные части биогеоценоза. Ясно, что при этом разрушаются сообщества растений и животных, их взаимоотношения, которые сложились в результате длительной совместной жизни и ее эволюции.
Распахав степь, человек упрощает ее БГЦ. Вместо буйного разнотравья на целине культивируется одна пшеница. Золотая нива притягивает тут же к себе всех любителей дарового хлеба — грызунов, хлебожорок. Так, выращивая на больших площадях одно определенное растение, мы создаем огромные пищевые ресурсы для насекомых, которые им питаются.
Давно замечено, что некоторые вредители, малозаметные в степи или в лесу, на пашне и в саду становятся бичом урожая. За последние десять лет в мировом сельском хозяйстве объявилось до полусотни новых вредных насекомых. Их вскормил человек. И выходит, что агротехника, так же как и химия, обоюдоострое оружие. Иной раз агротехнический прием, повышая урожай, резко уменьшает численность энтомофагов. Их полезная роль в защите урожая от вредителей сводится на нет. В результате урожайность снова падает.
Как выбраться из этого заколдованного круга?
Биогеоценологи предлагают объединить оба метода — химический и биологический. Интеграция их считается в наши дни особенно перспективной. Интегрированный метод требует общего, комплексного подхода к проблеме защиты садов и посевов. Разрушение естественного биоценоза и создание на его месте упрощенного искусственного ставят перед наукой десятки вопросов.
Я рассказываю о тех последствиях, которые вызваны небрежением или незнанием законов природы, не для того, чтобы еще раз привлечь к ним внимание, а чтобы понять, в чем заключается главная задача нынешней биологии. А она вот в чем.
Наукой накоплено огромное количество фактов. Эти факты становятся причиной рождения новых наук, таких, как химия жизни, физика жизни, математика жизни (о ней мы поговорим особо), география жизни.
Развитие этих наук, факты, систематизированные ими, подводят нас сегодня к новому пониманию самой жизни в целом. Наука начинает обобщать или, во всяком случае, приходит к необходимости широких обобщений.
В чем сложность данной проблемы? Взаимодействие природы и общества осуществляется одновременно в самых различных направлениях.
Химические воздействия — слив сточных вод в реки и моря — одно направление. Физические — создание водохранилищ, распашка трав — другое. Биологические — рубка леса — третье. Вот вам уже три разных подхода. На практике их больше. Каждый представляет обособленные отрасли знания и практики, тогда как их объект — природа — представляет собой единое целое.
Старейшина современной экологии Ч. Элтон считает, что главная задача биологов XX века — создание теории измененной природы. Учение Сукачева о биогеоценозах — составная часть этой теории обновления земли, основа, на которой она может вырасти.
И тут мы подступаем к одной очень интересной проблеме.
Работает цепная реакция
Мы видели, как осмотрительно следует относиться к «цепным реакциям» в природе. Но всегда ли их следует опасаться? Вокруг нас в биогеоценозах совершается титаническая работа, в которую вовлекается энергия, измеряемая триллионами лошадиных сил. Использовать эту энергию, повернуть силы природы в нужную человечеству сторону — вот задача. Открыть в природе такие цепные реакции, которые после небольшого толчка со стороны человека сами дойдут до конца и сработают в нашу пользу.
И разве мы не знаем примеров таких реакций, которые уже издавна «оседланы» человеком? Бросив в лунку желудь, мы даем толчок вековой цепной реакции. Она идет дальше сама при участии тепла, света, влаги, химических элементов. И вот вырастает дерево. Чего проще?
Отыскивать полезные, не разрушающие, а созидательные реакции в природе — одна из задач практической биогеоценологии. Преобразование природы ее собственными силами давно замечено учеными. Еще в дореволюционной агрономической литературе описан такой случай.
Анапская бухта — одно из лучших мест на Кубани под виноградники. Сухо, много солнца. Жаль, что мало пригодной для освоения земли. Берег низок, а когда море рядом, это значит соленая вода под ногами — на глубине 40 сантиметров. И вот на этом берегу были разбросаны обрезки лозы. Ничтожный толчок, и цепная реакция «включилась». Сначала ветер намел возле лозы песчаные холмики. Холмики выросли в дюны. Уровень морской воды, соответственно, оказался пониже. А затем вода и вовсе отступила. В дюнах появилась пресная влага! Откуда? Из воздуха. Песок конденсировал ее из атмосферной влаги.
А вот свежий пример овладения цепной реакцией в природе.
В Небит-Даге находится агролесомелиоративная станция — форпост Института пустынь Туркменской академии наук. Чем заняты здесь ученые? До трех миллионов гектаров в Туркмении занимают такыры — глинистая пустыня. Твердая, как гранит, почва не принимает семян, не пропускает воды. Освоение такыров — дело рискованное, а кое-кто утверждает, что и безнадежное. И дальше сардобов — колодцев для сбора вешних вод и осадков — оно пока почти не продвигалось. Ну как не назвать безудержным фантастом человека, который заявляет, что такыр — отличное место для разведения арбузов и винограда, фисташки и миндаля! Но не фантазия, а сама жизнь требует, чтобы вокруг Небит-Дага, Окарема, Барса-Кельмеса и других растущих центров индустрии зашумели сады и заколосились поля. Дело, начатое на такырах учеными, заслуживает пристального внимания.
Исследователи шли от народного опыта, от примеров природы, по следам многих почвоведов. К весне по такыру нарезаются борозды. Глубина между бороздами — до 20 метров.
— Вот и вся агротехника! Остальное за нас доделает небо, — говорит Николай Кириллович Лалыменко, руководитель эксперимента.
Он не шутит. Хотя атмосферные осадки в пустыне действительно редкость, но все же на гектаре такыра можно собрать за год до 900 кубометров пресной воды. Борозда отлично аккумулирует эту влагу. Это было известно и раньше, но борозды нарезались слишком часто и мелко. Емкость их уменьшалась, а площадь испарения, напротив, увеличивалась.
Что же произошло теперь на такыре?
Весной борозду, в которую посадили виноград, миндаль, фисташки и саксаул, заполнила дождевая вода. Разрыхленная плугом глина приняла в себя влагу. И хотя запас ее был небольшим — всего полкубометра на метр борозды, — этого оказалось достаточно для растений. За три месяца виноградная лоза пустила цепкую корневую систему на полтора метра. Мощные корни развил миндаль.
Следующей весной рядом с первой бороздой, где прочно обосновались юные деревца и кустарники, прорезали еще одну. Она накопила влагу и передала ее под землей соседке.
Через год, подъехав к одной из отдаленных борозд, чтобы выкопать саженцы саксаула, ученые изумились. Борозды покрылись мощной растительностью. Семена разных трав, занесенных на такыр ветром, попали на благодатную почву. Если подсчитать, сколько же здесь сена, то окажется его примерно 15 центнеров на гектаре. И это уже через год! Самосевом!..
Десятый год длится интересный опыт. У глинистой пустыни отвоеваны первые 900 гектаров. Янтарные гроздья винограда, фисташка, душистый лох… Все это на мертвой прежде, потрескавшейся от нестерпимой жажды земле.
Мелиорация природы ее собственными силами, управление процессами саморазвития, самообновления… К этому вплотную подошла современная наука.
Как добрые отцы…
На «глобусе» живет сегодня 3 миллиарда человек. С точки зрения масштабов биосферы (жизни на Земле) как будто немного. Как биологическая сила человек на планете немощен по сравнению с другими ее обитателями. Но как сила разумная и организованная, сила социальная он оказывает огромное влияние на биосферу. Естественно, что это не может не отразиться на биологической продуктивности земли.
Биосфера все более становится антропосферой. Антропос — человек — вводит все большие просторы, глубины и высоты земли в зону своего непосредственного влияния. Врубается в тайгу и джунгли, осваивает целину и осушает болота, создает оазисы в пустынях и леса в степях и высокогорьях.
Мировой океан — гидросфера — накануне активного вторжения человека в его биологическую жизнь.
Растут города на всех континентах, съедая леса, луга, дикие степи. Земли, годной для возделывания, становится все меньше. Нетронутой природа не остается даже в заповедниках. Природные ландшафты уступают место культурным.
Подсчитано, что сегодняшнее население Земли оказывает на природу такое воздействие, какое могли бы оказать 40 миллиардов людей каменного века!
И хотя наша планета отнюдь не перенаселена, проблема повышения биологической продуктивности природы стоит тем не менее в повестке дня. Диктуется это и желанием, чтобы наши дети питались лучше, чем мы, и заботой о более отдаленных потомках. Мы хорошо помним слова Маркса:
«Даже целое общество, нация и даже все одновременно существующие общества, взятые вместе, не есть собственники земли. Они лишь ее владельцы, пользующиеся ею, как… добрые отцы семейств, они должны оставить ее улучшенной последующим поколениям».
В 2000 году население Земли составит 6 миллиардов. Биологические энергозатраты человечества на поддержание жизни равны 5 500 000 000 000 000 (или 5,5 · 1015) килокалорий в год. Допустим, что перейдем для поддержания своего существования на синтетические продукты. Синтез пищи из воды, солей, СО2 очень сложен и энергоемок. Он потребует ежегодно в 10 раз больше энергозатрат — 5,5 · 1016 килокалорий. А вся техническая энергия, потребляемая человечеством, равна только 5 · 1016 килокалорий. Даже если бы мы все силы машин, всю энергию электростанций и т. д. передали на синтез пищи, отказавшись от других видов ее использования, все равно энергетический потенциал человечества не обеспечил бы решения этой задачи.
Вот почему наука призвана изучать биологическую продуктивность планеты — ее лесов и океанов, ее почв и растительности.
На Земле совершается грандиозный по масштабу биологический круговорот веществ. Начальное его звено — фотосинтез. Усваивая из атмосферы 170 миллиардов тонн углекислого газа, из почвы и воздуха 2 миллиарда тонн азота, 6 миллиардов тонн фосфора и других элементов минерального питания, живые зеленые фабрики ежегодно производят около 115 миллиардов тонн органических веществ.
Растения — производители пищи для животных и человека. И не только пищи. Они выделяют еще в атмосферу в виде свободного газа 115 миллиардов тонн кислорода.
Какая сила сообщает растениям такие неимоверные созидательные способности? ФАР: фотосинтетически активная радиация Солнца.
Известно, что растения используют на синтез всего 0,2 процента ФАР, поступающей на Землю. К.п.д. ничтожный! Можно ли его увеличить ну хотя бы в 3–4 раза? Сложная задача. Поглощая энергию ФАР, растения много тратят воды на испарение и только поэтому не получают ожогов и вообще не сгорают под солнечными лучами. Наземным зеленым фабрикам требуется для этого 16 000 000 000 000 тонн воды в год. 16 000 кубических километров, или 160 Аральских морей, выпивают они до дна! Сколько же морей осушит дополнительно флора, если увеличить к.п.д. фотосинтеза?
Профессор А. А. Ничипорович подсчитал, что в благоприятных условиях фитоценозы способны использовать 5, 8 и даже 10 процентов ФАР. Проблема заключается только в том, чтобы обеспечить культурные посевы необходимой и доступной для испарения влагой.
Лишь немногие сельскохозяйственные районы планеты (не более 5 процентов) в достатке обеспечены водой.
Отсюда неизбежность мелиорации в глобальном масштабе.
Потребитель не есть расточитель
Чем больше человек познает окружающий мир, тем больше изумляется его богатствам, изумляется таланту безвестных народных селекционеров. В Алжире они научились выращивать лук весом 2 килограмма. А земледельцы японского острова Сакураджима оставили своим потомкам сорт редьки, клубень которой весит целый пуд: 15–17 килограммов!
«Как богат растительный мир и как бедно мы его используем!» — эти слова Н. Вавилов не раз повторял своим соратникам и ученикам. При открытии в Кремле Института прикладной ботаники он привел следующий подсчет. Из 200 тысяч полезных растений человек использует 20 тысяч, в культуре находится 2 тысячи, и только на 20 видов приходится 90 процентов площадей, отведенных под мировую пашню.
Но мир жизни — это не только плоды и хлебные злаки. Это мхи, водоросли, грибы. И они тоже почти не тронуты рукой науки, рукой потребителя, каким человек останется навсегда. Однако он не должен быть расточителен. Если ему хочется, чтобы кладовая природы не убывала, он должен, как и всякий хороший хозяин, сам пополнять ее запасы.
Пятьдесят путешествий Н. Вавилова показали всему человечеству, как оно богато и как плохо, однако, оно знает, чем владеет.
Историческое значение научных школ и направлений не исчерпывается тем реальным вкладом, который они вносят в данную науку. Импульс, сообщаемый ими смежным отраслям знания, бывает не менее велик.
Ленинская идея обновления земли имела конкретное выражение в вавиловском лозунге: мобилизовать растительные ресурсы мира для нужд социалистического земледелия.
Успешная интродукция растений вдохновила зоологов. Начались экспедиции за животными. Сегодня, покупая шубу из американской норки, модницы вряд ли знают, что этот зверек вырос где-то на острове Муйнак на Аральском море. В начале тридцатых годов из Канады прибыл пароход, почти все пассажиры которого сидели в клетках. Тысячу зверьков расселили по водоемам России. И теперь меховые фабрики страны получают ежегодно 6 миллионов ондатровых шкурок.
Ихтиологи начали мобилизацию рыбных ресурсов. Начали с инвентаризации. Учли лучшие породы речных и морских рыб. Пригляделись к водоемам: куда и кого можно поселить.
Черноморская кефаль переехала в Каспий. Салака с Балтийского на Арал. Рыбу лучших пород стали разводить на специальных заводах и сеять по рекам и морям так же, как вировские опытные станции рассевали по всей стране образцы лучших растений.
Внутренние моря перестали устраивать рыболовов — сейнеры и траулеры вышли на океанский простор. Правда, в океане человеком владеют пока чисто потребительские настроения. Мир водорослей, моллюсков, раков и крабов еще не до конца изучен и потому, наверное, кажется неисчерпаемым.
В наше время на земном шаре из воды добывается около 340 миллионов центнеров рыбы, 40 миллионов центнеров ракообразных, моллюсков и водорослей. Одних только китов добывают в год 50–60 тысяч экземпляров, а средний вес кита 50 тонн!
Может быть, надо остановиться? Не подорвет ли интенсивный морской промысел биологические ресурсы океана? Экология гидробионтов, то бишь жителей воды, еще не дала ответа на этот вопрос.
Правда, если вы опуститесь на дно Амурского залива и наведете там учет, идя все дальше от берега, вы изумитесь. На каждом квадратном метре там 10, 30, даже 80 килограммов живых организмов. Но, вылавливая сайру и трепангов, добывая тунца и акул, вытаскивая водоросли, мы вторгаемся в биогеоценозы моря. Не вызовем ли и здесь мы такие же нежелательные последствия, какие вызвали в лесу?
Дать вразумительный ответ гидробиология сможет, только вооружившись знанием законов биогеоценологии, законов экономики природы, действующих в Мировом океане.
В море человек должен вести себя как в лесу. Срубил дерево — посади два. Наловил рыбы — выпусти мальков из инкубатора.
Сходный принцип в гидробиологии сформулировал С. Н. Скадовский. Еще в 1918 году, передав в собственность государства основанную им Звенигородскую гидробиологическую станцию, он повел комплексные исследования водоемов. Применяя физико-химические методы к изучению биологии пресных вод, он пришел к тем же выводам, которые сделал Сукачев, наблюдая жизнь леса. А именно — «Активно вмешиваться в биоценозы воды, формируя полезные биоценозы!»
Я услышал эти слова возле Можайского моря, на семинаре генетиков и кибернетиков. Собранные из вузов и НИИ страны парни и девушки в ковбойках и шортах писали на грифельной доске формулы эволюции. Называли имена Шмальгаузена и Четверикова. Азартно спорили с профессором Тимофеевым-Ресовским, руководителем семинара, с секретарем ЦК ВЛКСМ Торсуевым. Встречу молодежи двух наук организовал Совет молодых ученых Московского горкома комсомола.
Математики и биологи искали общий язык.
1:2:1
Наше время — время союза генов и интегралов. Такое понимание нелегко далось естественной науке.
Сто лет назад, когда монах Грегор Мендель, он же преподаватель математики и биологии в Брненском капитуле, открыл свой знаменитый закон, область применения математики в биологии, по словам Энгельса, была практически равна нулю.
Мендель, как известно, установил, что на одного потомка с признаками первого родителя приходится два потомка со смешанными признаками и один потомок с признаками второго родителя. Иначе говоря, он пришел к выводу, что передача наследственности подчиняется соотношению 1:2:1.
Открытие Менделя, сделанное в 1865 году, привело в конце концов к рождению генетики и менделизма. Чуть раньше, 26 ноября 1859 года, в Лондоне поступило в продажу сочинение Чарлза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора». Родилось эволюционное учение, или, как мы теперь говорим, дарвинизм.
Дарвинизм шел своим путем, менделизм своим.
У дарвинизма было некоторое преимущество. Он обогнал менделизм на 40 лет. Дарвиновскую книгу расхватали за несколько часов, как только она поступила в продажу. Труд Менделя пролежал в безвестности на пыльных полках библиотек до 1900 года, пока гороховые законы не были переоткрыты сразу Гуго де Фризом, Чермаком и Корренсом, сразу в трех странах — Голландии, Австрии, Германии. Не вдаваясь в детали учения Дарвина, остановимся на главной причине, точнее — на главном пункте расхождения эволюционистов и генетиков.
Дарвинисты полагают, что эволюция есть непрерывный естественный отбор. Природа отбирает лучших из лучших детей своих. Если рождаются более слабые, неприспособленные существа, они погибают. Кто творит этот отбор?
Внешняя среда.
Когда изменяются ее условия, жизнеспособность организма сразу подвергается суровому экзамену. Его выдерживают те, у кого организм приспособился к новым условиям; приспособился — значит изменился. Изменчивость, которая ведет к совершенствованию природы, непрерывна; иначе эволюция остановилась бы.
Менделисты же твердят свое: раз существуют единицы наследственности, которые упрямо подчиняют жизнь десятков поколений закону, выраженному формулой 1:2:1, значит непрерывна наследственность, значит внешняя среда особой роли не играет.
Что же тогда решает, какими будут дети у родителей?
Давайте подумаем.
…Засуха. Палящий ветер сморщил зерно. Урожай низкий, пшеница чахлая. Предположим, что влияние внешней среды, в данном случае — засухи, закрепилось и будет передано по наследству. Значит ли это, что теперь мы всегда станем получать плохие урожаи? Нет. Единицы наследственности — гены, к счастью для нас, не изменились. На следующий благоприятный год чахлые семена дадут полновесный сбор зерна.
Но если гены постоянны, откуда же в природе берется изменчивость? Как связать эволюцию с генетикой?
На этот вопрос ответил преподаватель биометрии и генетики Московского университета Сергей Сергеевич Четвериков.
1927 год. Идет Международный конгресс генетиков в Берлине. Появление здесь советской делегации ошеломило зарубежных ученых. Еще бы! На первых трех генетических конгрессах — ни одного русского. На четвертом (1911 г.) один случайный гость. На пятом целая армия генетиков — 50 человек! И каждый их доклад — сенсация. Одесский селекционер А. А. Сапегин рассказывает о перспективах скрещивания ржи и пшеницы. Совсем еще юный тимирязевец Г. Д. Карпеченко — о рафанобрассике — гибриде редьки и капусты, полученном им путем полиплоидии. Ботаник В. А. Рыбин — о другом живом «полимере» — домашней сливе, синтезированной из дикого терна и алычи. Зоолог Н. К. Кольцов провозглашает: «омниа молекула экс молекула» (все молекулы из молекулы)! В хромосомах находятся огромные полимерные молекулы. Они и есть носители наследственности. (Теперь-то мы знаем, что это ДНК!)
А когда закончил свое сообщение Четвериков, степенные ученые мужи бросились к трибуне поздравлять «русского Дарвина». Он сумел (наконец-то!) примирить генетиков с дарвинистами. В этом С. Четверикову помогла математика. Суть примирения заключена в четырех словах: источником эволюции являются геновариации.
Геновариациями С. Четвериков называл мутации, то есть такие отклонения в строении организма, которые передаются по наследству. Это уже язык генетики. Не будем, однако, забираться в ее дебри, ибо это не входит в наши задачи. Вернемся к проблемам биогеоценологии.
Четвериков сделал свои выводы, исследовав вместе с сотрудниками несколько популяций дрозофилы.
Никто не подозревал тогда, что за этим последует целая лавина исследований в области генетики популяции. Назовем хотя бы выдающиеся работы Н. Дубинина, Н. Тимофеева-Ресовского, подхвативших эстафету учителя. Но не одной популяционной теорией ограничилось влияние труда С. Четверикова. Оно стимулировало и эволюционистов, и математиков, и ботаников.
Выступая в Берлине, С. Четвериков, между прочим, говорил, что живой организм в нормальной для него среде представляет чрезвычайно тонкий, сложный и совершенный механизм, приноровленный ко всем разнообразным требованиям, предъявляемым к нему средой, «испортить» такой механизм гораздо легче, чем «исправить».
Как современно, как «кибернетично» это представление о жизни. В сущности, и ко всему эволюционному процессу С. Четвериков подошел с такой меркой. Популяция — это тоже живой механизм, сложная система, которая управляется законами отбора и в которой действуют каналы обратной связи (четвериковские «волны жизни»).
Совершенство природы, наблюдаемой естествоиспытателем, стихийно и сознательно приводит его к более совершенным методам исследования и обобщения.
«Развивающееся яйцо является одним из наиболее увлекательных объектов живой природы. Непрерывное изменение формы с часа на час удивляет нас своей простотой, а ежеминутно появляющиеся геометрические фигуры склоняют нас к математическому анализу. Постоянство и порядок целой серии превращений, тысячекратно повторяющихся в каждой порции яиц, убеждают в их причинной очередности, приводящей к образованию системы, в которой все части так приноровлены друг к другу, что образуют машину небывалой сложности».
Эти слова можно было бы не приводить, если бы они принадлежали математику. Но они сказаны эмбриологом Томасом Гентом Морганом за десятилетия до того, как появились электронные машины. Обратите внимание на вполне «кибернетическую» терминологию, которой воспользовался один из отцов генетики.
Клетка есть система, машина, в которой действуют законы геометрии и математического анализа.
Подобные представления не могли остаться незамеченными. Их подхватили и развили прежде всего математики.
Лет двадцать назад в науку и технику вошло новое слово, новое понятие — кибернетика, то есть учение о связях и управлении в машинах и живых организмах. Вначале кибернетика была областью техники связи, близкой к электронике и телемеханике. Но, между прочим, еще И. П. Павлов подметил, что простейший телефонный автомат имеет сходство с работой центральной нервной системы. Во-первых, с его помощью осуществляется временная связь — модель условного рефлекса. А во-вторых, этот прибор допускает и выбор между возможными абонентами, то есть осуществляет анализ путем торможения всех других путей, кроме заданного.
Особенностью кибернетических приборов, стяжавших заслуженную славу, являются обратные связи, дающие возможность проверки исполнения заданий. А ведь именно этот принцип искусственно вырабатываемых обратных связей был открыт в живом органе управления — головном мозге — Н. И. Красногорским. Он совершил это открытие в лаборатории И. П. Павлова в 1910 году, то есть на тридцать восемь лет раньше Норберта Винера.
Кстати, Винер, как никто другой, внимательно прочитал творения Павлова, предназначенные главным образом для представителей медицины и психологии. Кибернетика — это детище не только физики, электроники, математики, но и физиологии высшей нервной деятельности. Она по-новому применяет биологическую и философскую концепцию И. П. Павлова к огромному кругу новых технических явлений.
Родство нейрофизиологии и кибернетики несомненно. Об этом говорит и другой выдающийся математик нашего времени, Андрей Николаевич Колмогоров. (Между прочим, сам Н. Винер о нем пишет так: «Все мои по-настоящему глубокие идеи уже содержались в работе Колмогорова прежде, чем появились в моей собственной работе».)
Двадцатые и тридцатые годы были годами созревания идей, которые потом оформились в новые науки — кибернетику, теорию информации, теорию обучения. «Основная роль во всем этом комплексе идей влияния работ И. П. Павлова признается всеми беспристрастными историками науки, — пишет Колмогоров. — Идеи более последовательного применения математики во всех этих областях бродили уже в двадцатые годы в большом кругу думающих ученых. Постепенно кое-что выкристаллизовывалось в определенные достижения».
Именно в тридцатые годы сам Колмогоров пишет статьи о теории обмена веществ в живом организме, о статистическом подтверждении теории Менделя, начинает математическое изучение «хищник — жертва».
Оказалось, что взаимоотношения хищника с жертвой строятся по известному в кибернетике типу «отрицательной обратной связи». Создается система колеблющегося равновесия: то хищник «выедает» много жертв и вымирает отчасти сам от недостатка пищи, то, напротив, когда хищник частично вымер, жертва размножается и за нею вслед увеличивается численность хищника. Так складываются своего рода «волны жизни».
Хищник в понимании биолога — это не только волк или акула, а, скажем, такая безобидная рыба, как судак. Это и хищное насекомое, и бактерия или вирус, поражающие человека, животных или растение. Поэтому выводы математиков имеют значение и для врачей, изучающих эпидемии, и для агрономов, и, уж конечно, для охотоведов и специалистов по рыболовству, для интродукторов растений и животных.
Стратегия жизни
Севанскую форель — гегаркуни — называют ишхан (царь-рыба). Ее нежное розовое мясо — редкий деликатес. Обидно, что природа не позаботилась произвести ее побольше. Но в Севане не разгуляешься: экологическая ниша здесь тесновата. А когда уровень озера начал падать и нерестилища кое-где подсохли, ихтиологи забеспокоились, стали искать новую нишу для гегаркуни. Выбор пал на высокогорное озеро Иссык-Куль в Киргизии. Условия здесь близки к севанским. 700 тысяч оплодотворенных икринок с великими предосторожностями переехали в Ирдыкскую бухту Иссыка. Ордер на вселение в новый дом получили 300 тысяч мальков. А через некоторое время еще 700 тысяч. Новое население озера осмотрелось — новая ниша была просторнее, пищи хватало. Популяция (по-латыни это значит — население) гегаркуни в Иссыке прочно вошла в ихтиоценоз озера. И что любопытно: на родине эта форель не превышает 4 килограммов, а на чужбине ее вес достиг 9–10 килограммов!
Гегаркуни захватила для нереста все реки Иссыка — это значит скоро начнется ее промысел. Но, приглядываясь к экосистеме, которую представляет собой озеро, гидробиологи сочли, что в ней мало порядка. Ниши заняты не очень достойным населением. Сорная рыба — голец, пескарь, гольян — поедает икру и мальков ценных пород — османа, чебачка. В других водоемах прополкой «сорняков» занят судак. В Иссыке он не водится, и тогда наука высаживает здесь новый рыбий десант. Прошло несколько лет — и популяция судака также прочно обосновалась в новом доме.
Биоценоз озера несколько обновился, но от идеала он еще далек.
Основная статья промысла на Иссык-Куле — чебачок, мелкая селедочка. Из 15 тысяч центнеров рыбы, вылавливаемой здесь ежегодно, на него приходится 9/10 улова. Скажем прямо, чебачок не очень устраивает потребителя. Поэтому перед наукой встала задача: перестроить полностью БГЦ озера.
Возможности для этого здесь заложены самой природой. Корма в Иссыке не меньше, чем в Арале, где ловится в десять раз больше рыбы. Будущий биогеоценоз должен стать родным домом для новых жильцов.
Пройдемся по этажам и подъездам этого дома.
Подвал его частично заселен. Мелководье — природные слои — место обитания бентоса.
Верхние этажи заняли чебачок и осман — старожилы озера.
Нижние — глубинные слои озера — новоселы из хищников: форель и судак.
В одних подъездах обосновалась сорная рыба, а в некоторых пока пусто.
Мансарда тоже занята наполовину травянистой растительностью.
Лестничные пролеты между этажами населены планктоном.
Рациональное использование жилой площади в озере предложено учеными Киргизии.
Карп, например, питается бентосом, и потому его поселили на мелководьях. Планктон озера — даровой корм для многих рыб, но, кроме чебачка, никто из аборигенов им не питается. Поэтому ордер на занятие пустующих квартир вручен байкальскому омулю. А на мансарду въедет травоядная рыба — храмули, красноперка.
Таким образом, в Иссык-Куле создается довольно сложный культурбиогеоценоз. Будет ли он достаточно устойчив и продуктивен? Наука учла при его формировании уроки предыдущих экспериментов. История с судаком, высаженным в озера южного Казахстана, кое-чему научила. Судак быстро очистил от мелкого хищника — ельца — озера Ак-Куль, Бийли-Куль. Сазану, вобле и другим рыбам стало вольготнее. Но «выев» ельца, судак остался без пищи и переключился на… собственных мальков. Иными словами, началась саморегуляция популяции. Конечно, чтобы остановить самоедство, надо начинать здесь промысел судака. Изучив динамику развития его стада, ученые пришли к выводу: население судака в Бийли-Кульских озерах должно составлять не 25 процентов от общей численности рыб, а всего 10. Этот пример показывает, какую практическую хозяйственную роль играет знание законов динамики популяции.
Читатель, конечно, понял, что наука шла здесь на ощупь, изучая эту динамику на ходу, допуская ошибки и тут же исправляя их.
Задача науки — выработать допустимые нормы промысла рыбы, обеспечить сохранение запасов искусственным разведением. По рекомендациям ученых делается много: только в Тихий океан рыбоводы Сахалина, Курил и Камчатки выпускают ежегодно почти миллиард мальков лососевых — кеты, горбуши, симы.
Прогрессивная теория динамики популяций должна стать компасом, направляющим все действия человека в морях, озерах, реках. Ускорить создание такой теории, по мнению ихтиолога Г. В. Никольского, призвана прежде всего математика. Эволюция популяций не довольствуется исследованиями на стыке двух наук — эволюционного учения и генетики. Одной точки роста для движения этой науки вперед мало. Нужен синтез целого комплекса наук. И тут мы видим, как новая наука движется вперед широким фронтом, вбирая в себя данные классических отраслей знания — систематики, палеонтологии, экологии, географии растений и животных, цитологии; и новейших — радиационной генетики и селекции, биогеохимии, кибернетики.
Четыре уровня
1958 год — второй год космической эры — не отмечен как будто особыми событиями в мировой науке. На международных конгрессах того года сенсаций, подобных расшифровке генетического кода наследственности, не было. Ученые планеты докладывали о своих экспериментах, о тех или иных открытиях, кажущихся с высот XX века рядовыми фактами науки.
Впрочем, накопление фактов — всегда преддверие взлетов научной мысли. Обратимся к самим фактам, сопоставим их.
В феврале состоялся X генетический конгресс. Советский дарвинист академик Шмальгаузен представил конгрессу тезисы своего доклада «Наследственная информация и ее преобразования».
Механизм эволюции рассматривается в них с точки зрения кибернетики. Шмальгаузен писал: «Наименьшая единица эволюции — популяция. В роли регулятора эволюции выступает биогеоценоз. Популяция связана с БГЦ посредством двух каналов связи». Один канал передает наследственную информацию от ДНК к клеткам особи. Второй — служит для передачи информации от особи к БГЦ.
Дарвинизм языком кибернетики? Мысли советского ученого не вызвали особых откликов. Многие делегаты посчитали их данью моде. Для нас важно другое: заговорив на языке кибернетики, дарвинизм обратился к биогеоценологии.
Второй факт года. В докладе В. Н. Сукачева на V Всемирном лесном конгрессе есть такая фраза: «Космическая биохимическая роль живой материи совершается через БГЦ, через биогеоценологический процесс».
И третий факт, точнее цитата: «Водоемы представляют интерес в отношении судьбы излучателей, попадающих в природные биогеоценозы». Она взята из отпечатанного на ротаторе ООН доклада советских ученых Жадина и Тимофеева-Ресовского Второй Международной конференции по применению атомной энергии в мирных целях.
Итак, биогеоценология + теория информации + радиобиология + популяционная генетика. Для нас эти факты означают не простое арифметическое прибавление новых фактов к старым.
Приобщение к новейшим отраслям знания и методам исследования означало для биогеоценологии качественный скачок вперед. И тут в нашем рассказе должен появиться лауреат Кимберовской премии радиобиолог Н. В. Тимофеев-Ресовский. Во-первых, потому, что именно ему принадлежит один из ярких мазков в сукачевской картине природы. Во-вторых, Тимофеев-Ресовский — один из создателей популяционной генетики, науки, тесно смыкающейся с биогеоценологией. И наконец, потому, что мосты, перекинутые между кибернетикой и биологией, между математикой и биогеоценологией, покоятся сегодня на сваях, часть которых «вбита» рукой кимберовского лауреата.
Радиобиология и ее методы очень много дали науке. Меченые атомы помогли внести ясность в миграцию микроэлементов в природе, в их роль в жизни растений, животных.
Тимофеев-Ресовский вошел в БГЦ, так сказать, с черного хода. Человек по-разному вторгается в жизнь водоемов. В одних случаях он обогащает водные биогеоценозы, в других — его вмешательство сулит БГЦ немало неприятностей. Сточные воды предприятий убивают в реках все живое — перемены в БГЦ видны невооруженным глазом: мутная вода, отравленная рыба…
Иногда в водоем попадают ничтожно малые количества химических веществ. Какую роль играют они в судьбе БГЦ?
Профессор Тимофеев-Ресовский исследовал роль радиоактивных изотопов в жизни водоемов. Оказалось, что разные элементы по-разному распределяются в БГЦ. Попав в водоем, стронций, например, распространяется повсеместно — он проникает в ил и водоросли. Цезий оседает в грунт. Сера остается растворенной в воде.
Водоросли тоже по-разному относятся к разным веществам. Ряска предпочитает церий, а элодея — это живой накопитель цинка.
У всех радиоактивных изотопов есть общая черта. Они стимулируют прирост биомассы водоемов. Но в водном БГЦ происходят невидимые простым глазом изменения: низших растений становится больше, а вот развитие высших притормаживается. Следовательно, БГЦ обедняется. Вывод чрезвычайно важный! В переводе на язык практики это значит: нельзя допускать малейшего заражения вод радиоактивными отходами!
Радиобиология открыла пути познания круговорота веществ в БГЦ. Для биогеоценологии это означало скачок вперед, ибо каждый успех естествознания, говоря словами Ленина, означает «приближение к таким однородным и простым элементам материи, законы движения которых допускают математическую обработку».
Взявшись за дело обновления земли, точнее за обновление биосферы, мы претендуем на управление жизнью сложных природных систем — биогеоценозов лесных, пустынных, морских. Мы увидели, как важно не нарушить равновесия каждой системы, не разорвать связей внутри ее. Мы уразумели, что к жизни нужно подходить комплексно, брать ее в целом, так сказать, на высшем уровне. Этот уровень — первый — наука называет биосферным, или биохорологическим (термин принадлежит Ресовскому).
Биосфера есть совокупность биогеоценозов. А из чего складывается БГЦ? Рассмотрим конкретный пример. В австралийской пустыне посеян кактус вида опунция. Говоря специальным языком, это значит: в биогеоценоз пустыни введено новое растительное сообщество. Можно сказать и так: пустующую экологическую нишу заняла популяция опунции. Расселившись сначала на фермах, кактус быстро захватил чужие ниши, потеснив посевы культурных растений. Фермеры призвали на помощь моль, восстановившую равновесие в БГЦ пустыни. Популяция опунции, популяция моли…
Каждый биоценоз представляет совокупность популяций, его населяющих. Популяция — это второй уровень изучения жизни. Если мы хорошо знаем внутренние законы жизни популяций, динамику их развития, то всегда можем избежать нежелательных последствий при вселении в биогеоценоз новых видов растений, животных, рыб. Отсюда необходимость изучения жизни на популяционном уровне. Проблема ядохимикатов, используемых для борьбы с вредителями, тому пример. Чтобы уничтожить куколки мальвовой моли, их можно опрыскать ядом. А есть иной путь.
Популяция представляет своего рода систему, состоящую из отдельных особей, их семей, или стай, как у рыб и птиц.
Чтобы разрушить всю систему, достаточно вывести из строя некоторые ее звенья. Зная численность популяции, энтомолог говорит: куколки моли следует облучить. Гамма-лучи не убьют, а только простерилизуют вредителя. Наступает брачная пора у насекомых. После свадебного танца бабочки откладывают яйца. Но потомства у них не будет, потому что отцы стерильны. Нет потомства — численность популяции в несколько раз сокращается. Она или погибает совсем, или влачит жалкое существование, подтачиваемая болезнями и врагами.
Есть еще два уровня изучения жизни: третий — организменный и четвертый — молекулярный.
Организм (рыба, животное, растение) рассматривается как нечто целостное, зависящее в своем развитии, с одной стороны, от популяции, с другой — от генов, полученных по наследству.
На молекулярном уровне изучаются внутриклеточные системы, управляющие жизнью.
Если мы приглядимся ко всем уровням, то заметим одну общую закономерность. И биосфера, и БГЦ, и популяция, и единичный организм, и клетка представляют собой в отдельности динамические системы.
Очевидно, и законы, по которым живут и управляются все эти системы, имеют между собой много общего.
Ученый, который увидел и сформулировал наши представления о жизни как о сложной кибернетической системе, никогда не был математиком. Академик И. И. Шмальгаузен подошел к кибернетике от морфологии и сравнительной анатомии животных, от изучения численности рыб в стаях и других сообществах. Его статья «Эволюция в свете кибернетики» есть итог его жизни. Она опубликована в 13-м выпуске «Проблем кибернетики». Разбирая архив покойного, математики обнаружили статью и опубликовали, вытащив тем самым ее на свет божий. Стоит прочитать эту монографию — там всего четыре странички. Никаких формул и почти нет сложных иностранных терминов, которыми, по обычаю, пользуются генетики и эволюционисты. Смысл этой работы вполне доступен даже школьнику. Прочтите ее, и вы поймете, какой огромной синтетической силой обладал мозг этого болезненного и слабого человека!
Вавиловская эволюция культурных растений, сукачевская биогеоценология, четвериковская генетика популяций здесь сведены воедино. Все четыре уровня жизни, четыре уровня эволюции, четыре сложнейшие кибернетические системы развернуты в еще более сложную, единую гармоническую систему. Клетка — особь — популяция — биогеоценоз.
Учесть все взаимоотношения, все каналы связи в этой системе, просчитать, сколько вещества, в каком направлении, с какой скоростью движутся по этим каналам из популяции в БГЦ и обратно, без помощи математики практически невозможно. Биогеоценология неизбежно обращается к формулам, уравнениям, математическим моделям.
Моделирование природы становится так же необходимо, как моделирование химических процессов на заводах. Вот почему на одно из последних совещаний по БГЦ академик Сукачев пригласил известного математика А. А. Ляпунова. Тот сделал основной доклад. Математический анализ, которому он подверг отношения в биогеоценозе, показал, что науке еще очень многое неясно. Созданная кибернетиками так называемая идеальная модель БГЦ далека от действительной жизни.
Прежде чем создать реалистичную модель математического процесса, надо детально изучить сам процесс. А деталей сотни. В биогеоценозе действуют десятки компонентов и, значит, десятки каналов связи между ними. Изменения в системе происходят непрерывно. Следовательно, нужно учитывать еще сотни меняющихся плюсов и минусов. И наконец, в формуле БГЦ немало неизвестных иксов и игреков, значение которых не установлено даже приблизительно.
Возьмем, к примеру, микробоценоз. В начальной схеме Сукачева ему вообще не было места. Теперь он выделен в особую единицу. Непроходимые «заросли» бактерий, составляющих микрофлору почвы, — это пока еще настоящие джунгли для исследователя. Мы знаем, что существование БГЦ, лишенного микроорганизмов, в природе невозможно. Но мы не знаем еще даже анкетных данных еще тысяч представителей микрофлоры.
Всего пять лет назад электронный микроскоп обнаружил новый мир обитающих в почве организмов.
Каково значение этого икса в формуле БГЦ? Кроме того, что этот мир существует, ученые пока больше ничего о нем сказать не могут.
Но это не обескураживает молодую науку. Главные, видимые закономерности ею уяснены.
Биогеоценология как наука только еще начинает свое шествие. Вместе со своей прародительницей — биогеохимией — она открывает сегодня пути познания взаимоотношений между живой и косной материей.
Прямо или косвенно биогеоценология тесно связана с хозяйственной деятельностью человека. Сообщество людей на земле зависит от биологических сообществ, от процессов, в них происходящих. И чем лучше человек будет знать суть происходящего в БГЦ, тем скорее он найдет и верные пути для перестройки биосферы и более рационального использования ресурсов природы.
Сегодня биогеоценология «возвращает долги».
Своим происхождением, как мы видели, она обязана лесной науке. Но данные и энтомологии, и зоологии, и почвоведения, и микробиологии — словом, целого комплекса наук — вливались в ее организм. Эта всеядность БГЦ поначалу смущала биологов, выбравших более узкие тропы для поисков. Однако узкая тропа иной раз заводит в такие дебри фактов, из которых не выберешься без компаса более общей теории. И тогда естествоиспытатель приглядывается к соседям, «примеряет» их идеи к своей практике. Примерка биогеоценологии оказалась плодотворной для многих родственных ей наук. Выйдя из леса, она вторглась в океаны, проникла в микромир и поднялась в космос. Ее идеи и факты, ею накопленные, питают другие науки, раскинувшиеся от почвоведения до космической биологии.
Жизнь, освещенная лучом математики, по-иному видится естествоиспытателю. Несмотря на всю сложность и громоздкость формулы БГЦ (а она отражает всю сложность жизни), биогеоценология уже на первых этапах соприкосновения с кибернетикой упрощает конкретные задачи исследователя.
Возьмем известную проблему — Каспий. Существует немало технически сложных и экономически накладных проектов сохранения уровня моря; здесь и строительство грандиозных плотин поперек и поворот северных рек на юг. Биогеоценология предлагает взглянуть на проблему попроще. Каспий питают реки бассейна Волги, Урала, Терека, Куры. Реки собирают воду с холмов и возвышенностей, некогда славившихся лесами. Исчез лес — и водосборы оскудели. Посадить пятнадцать миллионов гектаров леса на оголенных склонах — труд немалый. Но в конечном счете реализация этого проекта может оказаться обществу и выгоднее и нужнее. Ведь заодно будет решена проблема борьбы с эрозией и засухой в Европейской России.
Другая проблема — Арал. Планы ирригации поставили в повестку дня вопрос о самом существовании моря. Взяв на орошение плантаций Средней Азии из Аму- и Сыр-Дарьи всего около 50 кубических километров воды, мы вычерпаем море до дна. Слов нет, увеличатся в два-три раза урожаи хлопка, люцерны, винограда. Но не слишком ли дорого мы заплатим за это?
Биогеоценология заставляет нас рассмотреть проблему Арала комплексно. Круговорот воды в этом районе носит замкнутый характер. Ликвидировав Арал, мы оставим на его месте соляную пустыню. Как скажется ее палящее дыхание на жизни новых да и старых оазисов? Ведь та вода, которая испаряется сейчас из Арала, уносится ветрами на Памир и Тянь-Шань и, выпав там в виде дождей и снега, возвращается снова в реки. Откуда же возьмем тогда воду для орошения? Не лучше ли пойти по другому пути? Во-первых, закрыть все щели в оросительных системах, забетонировать, одеть в пластмассу каналы и арыки, и ликвидация потерь даст нам 10–12 кубических километров влаги. Во-вторых, срезать камыш в дельтах рек — он бесполезно испаряет еще 10–15 «кубиков». И наконец, использовать на орошение подземные и подпочвенные воды — это еще не менее 8–10 кубических километров. Вот вам искомая вода. Правда, получить ее не дешевле, не проще, чем решать проблему упомянутым выше способом. Но будущее Арала и оазисов представляется в этом свете куда более радужным.
Биогеоценологический подход к явлениям природы привлекает к себе все большее внимание современной науки. Исследователи, занятые проблемами, казалось бы, далекими от сукачевских «лесных теорий», находят в них пищу для собственных размышлений. Впрочем, предоставим слово самим ученым.
