Дар топора

Поскольку Земля движется вокруг Солнца под наклоном, энергетическая пульсация на экваторе в три раза сильнее, чем на полюсах. Такое различие в распределении энергии порождает следующий цикл: циркуляцию атмосферы.

Проходя над океаном, воздух отдает часть энергии воде в виде поверхностных течений, или волн, которые взаимодействуют с приливами, возникающими под действием солнечных и лунных циклов. Все эти океанические движения воздействуют на морской температурный цикл, потому что океан подобен атмосфере – глубинные холодные воды идут от полюсов на юг, поднимаются у экватора и возвращаются на север уже в поверхностных слоях. Периодические глубоководные шторма взрывают огромные пространства океанического дна, поднимая и перенося тысячи тонн донных отложений и морской живности.

Океан и атмосфера запускают атмосферные газовые циклы. Тот, что поддерживает наше дыхание, называется кислородным. Кислород присутствует в атмосфере и океане и вырабатывается тремя разными производственными циклами. Первый проходит в верхних слоях атмосферы, где солнечная энергия расщепляет молекулы воды и высвобождает из них кислород; второй – в растениях, где происходит двадцатичетырехчасовой процесс фотосинтеза; и третий – долговременный цикл разложения умерших морских организмов, при котором высвобождаемый кислород попадает в атмосферу напрямую из моря.

Атмосферный цикл вызывает испарение и выпадение осадков, обмен между океаном и атмосферой, следствием чего становится пресноводный цикл. Тринадцать тысяч кубических километров пресной воды хранятся в атмосфере в виде водяного пара, который, поднимаясь, конденсируется на частичках пыли. Так возникают облачные циклы, проходящие под воздействием количества пара, местной температуры, давления воздуха или количества тепла в облаке. Когда перемещаемый ветром пар идет в сторону суши, он поднимается в более холодные слои атмосферы и выпадает в виде дождя, который, в конце концов, возвращается в океан (испаряясь через почву, с растений, рек, озер или самого океана) либо путем просачивания, инфильтрации в подземные водоносные слои и источники, либо через дренаж и непосредственный сток.

Дождь тоже порождает сложные микроциклы, включающие электрохимические реакции в горных породах, разрушая их и высвобождая содержащиеся в них элементы. Часть последних растворяется в текущей воде, часть всасывается корнями растений и позднее возвращается в почву в опавших листьях; другие, попадая в цикл пресной воды, уходят в подземные водоносные слои.

В такой постоянно меняющейся среде организм выживает только в том случае, если способен брать энергию отовсюду. Вот почему удачливые виды при развитии учатся пользоваться той формой пищи, которая доступна в местах их обитания. Другие избирают иной путь: стоять на месте или не приспосабливаться, и тогда они умирают.

Наглядный пример адаптации – некоторые растения, открывающиеся и закрывающиеся в зависимости от времени суток. Но они взаимодействуют с окружающей средой и другими, гораздо более сложными способами. Так, иные растения в Намибии, чтобы не быть съеденными, маскируются под камни; мимоза при прикосновении уменьшается в размере, становясь менее заметной; некоторые орхидеи, похожие на самок насекомых, привлекают самцов, которые, в попытке совокупиться с ними, забирают пыльцу.

Однако природа – не бесплатный завтрак. На любом уровне иерархии жизни каждый раз, когда организм подключается к энергетическому запасу, лишь десятая часть доступной на данном уровне энергии переходит на более низкий. Общее количество энергии, произведенной путем фотосинтеза зелеными растениями и водорослями, уменьшается, проходя через полмиллиона видов растений, тридцать миллионов видов беспозвоночных, сто миллионов разных насекомых и более пятидесяти тысяч видов позвоночных. До тех несчастных микроорганизмов, которым выпало оказаться в конце этой цепочки, доходит лишь одна десятитысячная от первоначальной энергии, полученной с неба хлорофиллом.

На всем пути,– от всепланетного атмосферного энергетического цикла до микросистем у корней растений – великое прохождение энергии по цепочке жизни создает постоянные подциклы. Например, в Северной Америке живущие на корнях растений бактерии содействуют росту листьев, служащих основным источником пищи для белохвостых оленей. Поедая листву, олени оставляют богатые азотом отходы, которыми в свою очередь питаются бактерии. Но когда популяция оленей увеличивается, они становятся объектом охоты со стороны волков, а если у волков дела идут хорошо, численность оленей начинает сокращаться, и тогда уже голодают волки. Им приходится искать добычу поменьше, например овец. Когда же и овец становится меньше, волки возвращаются к восстановившим численность оленям, возрастающая масса отходов которых способствовала увеличению служащей им пищей растительности.