Мудрость леса. В поисках материнского древа и таинственной связи всего живого

Мой план состоял в том, чтобы накрыть треть пихт Дугласа тяжелыми зелеными тентами, вторую треть – легкими черными тентами, а оставшуюся треть оставить на солнце. В результате создавался перепад освещенности – от очень слабой в глубокой тени до максимально возможной на открытом солнце. Я моделировала разнообразие тенистых и солнечных условий, в которых живут молодые пихты – следствие изменчивой тени естественно растущих над ними березовых саженцев.

Но в отличие от естественно появившихся берез, обычно прорастающих из семян или из пней спиленных деревьев сразу после вырубки и потому имеющих преимущество в высоте перед посаженными хвойными деревьями, мои березы имели ту же высоту, что и молодые ели. Поэтому в моем эксперименте они не давали тени, и мне пришлось создавать ее искусственно, с помощью тентов. Стоит отметить, что тенты создавали только тень, они не влияли на доступность воды и питательных веществ из почвы. Они помогут мне оценить эффект затенения изолированно, устранив влияние остальных невидимых взаимоотношений.

Поперхнувшись комаром, Барб достала головной убор, защищающий от насекомых, – широкополую фетровую шляпу с вуалью из мелкой сетки – и заметила, что мне повезло, когда Лесная служба разрешила изучать, сотрудничает ли береза с пихтой.

– Я спрятала этот эксперимент среди других, – улыбнулась я.

У меня хорошо получалось скрывать спорные исследования среди основных, когда я подавала заявки на гранты.

Возможность берез и елей обмениваться сахаром через микоризные грибы интересовала меня с начала 80-х, когда я прочитала, что сэр Дэвид Рид, профессор Шеффилдского университета, со студентами обнаружил, как саженец сосны передает углерод под землей другой сосне. В лаборатории он посадил сосны в прозрачные ящики рядом друг с другом, подселил к корням саженцев микоризные грибы, чтобы создать подземную грибную сеть, а затем пометил радиоактивным углеродом фотосинтетические сахара, производимые одной из сосен-доноров. Для этого профессор запечатал побеги сосен в прозрачных ящиках и заменил естественный углекислый газ в воздухе одного из саженцев углекислым газом, содержащим радиоактивный углерод. Он позволил сосне в течение нескольких дней поглощать его и преобразовывать посредством фотосинтеза в радиоактивные сахара. Затем сэр Дэвид прикрепил фотопленку к боковой стенке ящика в надежде зафиксировать какие-либо радиоактивные частицы, которые могли передаваться по сети от сосны-донора к сосне-реципиенту. Проявив пленку, он увидел путь, пройденный частицами от сосны к сосне. Они путешествовали по подземной грибной сети.

Я задалась вопросом, можно ли это обнаружить вне лаборатории, в реальном лесу. Сахар может перемещаться от корня одного дерева к другому. Вероятно, добавленный радиоактивный углерод-14 транспортируется только между деревьями одного вида, как обнаружил сэр Дэвид, но, что если он двигается между разными видами деревьев, растущих вместе, как это часто встречается в природе?

Если бы углерод передавался между разными видами деревьев, это стало бы эволюционным парадоксом, поскольку известно, что деревья развиваются, конкурируя, а не сотрудничая. Моя теория казалась мне вполне правдоподобной, поскольку логично, что поддержание процветания сообщества в целом соответствует эгоистичным интересам деревьев, поскольку в этом случае они могут удовлетворять и свои потребности. Я беспокоилась, что подумают работники Лесной службы, но не могла упустить такую возможность. Сосна-донор в эксперименте сэра Дэвида посылала углерод саженцу-приемнику – и даже активнее, когда приемник находился в тени; однако экспериментатор не знал, посылает ли приемник углерод обратно. Если донор получал от своего соседа столько же, сколько отдавал, то это означало равноценный обмен, при котором ни один из участников не получал прибыли. Эксперимент сэра Дэвида не мог показать этого, потому что он помечал радиоактивным углеродом только один из саженцев и не добавлял меченое соединение, чтобы увидеть, возвращает ли реципиент столько же в обратном направлении. Но если один из них действительно получил больше, достаточно ли этого, чтобы помочь ему расти? Если да, то это может опровергнуть господствующую в эволюции и экологии теорию, что сотрудничество не так важно, как конкуренция.

Я стала представлять, как березы и пихты на берегах озера Мейбл соединяются под землей микоризными грибами, подобно лабораторным соснам в эксперименте Рида, и посылают сообщения туда и обратно через гифы. Словно разговор по Всемирной паутине, созданной в 1989 году, всего несколькими годами ранее. Но у деревьев сообщения состоят не из слов, а из углерода. Я вспоминала уроки физиологии растений и представляла, как в листе березы происходит процесс фотосинтеза – световая энергия преобразуется в химическую (сахар), соединяя углекислый газ из воздуха с водой из почвы. Благодаря способности к фотосинтезу, листья – источник химической энергии, двигатель жизни.