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

Мне стало интересно, может ли этот градиент «источник – поглотитель» азота оказаться таким же важным, как и градиент углерода, перемещающегося от березы к пихте. Может быть, градиенты перемещения этих двух элементов работают сообща. Возможно, углерод течет по грибному трубопроводу не в виде молекул сахаров: эти сахара распадаются на более простые компоненты (углерод, водород и воду), а свободный углерод соединяется с азотом из почвы и образует аминокислоты (простые органические соединения, используемые для производства белков), например, в листьях и семенах. Вновь образованные аминокислоты и оставшиеся сахара затем распространяются по сети. Благодаря градиентам перемещения углерода и азота – углерода в сахарах и азота с углеродом в аминокислотах – береза обладала бы прекрасными возможностями передавать пихте больше пищи, чем получала взамен.

Месяц ожидания, пока пихта замедлит рост под тентами, казалось, пролетел незаметно. Мы с Джин устроили пеший поход вдоль Стейна – навестили скалу Аскинг и окунули пальцы ног в ледяную воду. Я проводила дни со своей группой, собирая данные в других экспериментах. Проверяла, не звонил ли Келли. Отец сказал, что у брата с Тиффани все в порядке, но мне все равно хотелось услышать его голос. Текли дни, и я представляла, как перепад скорости фотосинтеза между березой и пихтой становится все круче. Неделя, две, три. Я думала, что физиологические процессы у пихт, находящихся в глубокой тени, должны уже так же замедлиться, как у мух на холоде. Когда в середине июля мой четырехнедельный простой закончился, пришло время выяснить, общаются ли между собой береза бумажная и пихта Дугласа.

Я вернулась на место эксперимента в компании научного сотрудника из университета, доктора Дэна Дюралла, специалиста по мечению деревьев изотопами углерода. В Корваллисе мы жили рядом. Дэн только что закончил проект для Агентства по охране окружающей среды, в котором пометил деревья углеродом-14 и выяснил, что половина углерода переносится и хранится под землей – в корнях, почве и организмах, например, в микоризных грибах. Агентство хотело знать, как лучше удерживать углерод в лесах для смягчения последствий изменения климата. Об изменении климата я услышала в начале 90-х на семинаре в Университете штата Орегон; предсказываемая катастрофа произвела на меня ошеломляющее впечатление. Когда я вернулась в Канаду с этими новостями, руководители Лесной службы мне не поверили.

Первым делом мы поставили палатку, потому что комары были размером с бекасов. Воздух настолько кишел ими, а также мошками, слепнями и мокрецами, что каждый вдох приносил с собой какое-нибудь трепещущее насекомое. Мы привезли лабораторный стол, переделанный из обычного, для оборудования и обработки образцов. За то время, что я бежала до пикапа, брала шприцы и газовые баллоны, возвращалась к палатке и застегивала ее на молнию, мне искусали все лицо. Я радовалась, когда мы установили палатку и разложили по местам оборудование. Без такого укрытия насекомые сделали бы из нас кровавое месиво. С палаткой мы выживали, хотя и с трудом.

Мечение саженцев заняло шесть дней – по десять троек в день. В каждой тройке мы размещали один прозрачный пластиковый пакет (размером с мешок для мусора) поверх березы и один – поверх пихты. В половине троек мы вводили в пакет над березой углекислый газ с углеродом-14, а в пакет над пихтой – углекислый газ с углеродом-13. В течение нескольких часов в процессе фотосинтеза деревья будут поглощать этот газ, что позволит обнаружить перемещение углерода в обоих направлениях между деревьями. Углерод-13 и углерод-14 – чуть более тяжелые формы обычного углерода-12 (они имеют атомную массу 13 и 14 вместо 12); в природе они очень редки, поэтому их можно использовать в качестве индикатора поведения углерода-12 в процессах фотосинтеза и транспортировки сахаров. В другой половине троек я меняла местами получаемые вещества: березе шел углерод-13, а пихте – углерод-14. На тот случай, если бы береза и пихта умели различать изотопы; следовательно, это различие влияло бы на то, сколько деревья поглощали в процессе фотосинтеза, а сколько передавали соседу. Если деревья действительно видят разницу в массе между этими изотопами, то я смогла бы рассчитать относительную величину переноса каждого изотопа, а затем сделать поправку с учетом этой разницы, чтобы это не повлияло на определение того, как затенение воздействует на потоки углерода.

Мы с Дэном обсудили, как убедиться, что источником изотопа углерода, полученного пихтой Дугласа от березы, был не тот углекислый газ, который улетучивается с ветерком, когда мы снимаем пакеты после двухчасового мечения. Я настолько сосредоточилась на том веществе, которое перемещается по микоризным сетям, что меня совершенно не заботили мизерные величины, способные транспортироваться по воздуху. Кроме того, у меня был контрольный кедр, который забирал углерод, переносимый и по воздуху, и через почву, и он предоставил бы мне все данные о беглецах.