С нами или без нас: Естественная история будущего

Один из первых опытов Тилмана был направлен на то, чтобы понять, как сосуществуют друг с другом разные виды водорослей. В пруду вместе могут жить до 30 видов фотосинтезирующих водорослей, и всем им нужны примерно одни и те же питательные вещества плюс солнечный свет. Почему бы одному из этих видов не взять верх в борьбе за пропитание и не обречь остальных на гибель? Джордж Хатчинсон, один из отцов-основателей экологии, называл эту загадку парадоксом планктона{111}. Тилман решил объяснить этот парадокс, и ему это удалось. В серии тщательно выстроенных экспериментов он показал, что разные виды водорослей прекрасно сосуществуют друг с другом, если занимают разные ниши. В его случае все ниши были завязаны на ряд ресурсов, ограниченных в данной конкретной среде (на фосфор и кремний). Но, хотя каждый из тех видов зависел от фосфора, кремния и солнечного света, одному из них нужно было чуть больше фосфора, другому – чуть больше кремния, третьему – чуть больше солнечного света, в результате они могли мирно сосуществовать{112}. Выводы, сделанные Тилманом на основе этих экспериментов, привели его к новым опытам над водорослями, в которых он проанализировал другие особенности их совместной жизни. Благодаря этой работе молодому ученому, которому тогда было всего 26 лет, предложили должность доцента в Миннесотском университете.

Продолжая на новом месте заниматься водорослями, Тилман начал уделять внимание и сухопутным организмам. Например, он заинтересовался муравьями, обитающими на вишневых деревьях, а также растениями, произрастающими вокруг норок сусликов. Местом его опытов стала природоохранная зона Сидар-Крик в 30 милях от Миннеаполиса – сейчас там научный экосистемный заповедник Сидар-Крик. Именно здесь наш ученый решил поставить новый эксперимент, который предопределил его карьеру на долгие годы.

Тилману захотелось вернуться к некоторым идеям, которые ранее рассматривались применительно к водорослям, но теперь он решил протестировать их на растениях не воды, а суши. В 1982 году он огородил 54 участка земли на трех заброшенных полях (экологи называют их залежами) и примерно столько же в прерии. Он определил и описал все растения на каждом участке. В силу обстоятельств на одних участках разнообразие было бо́льшим, а на других меньшим. Затем Тилман произвольным образом распределил по участкам семь различных режимов подпитки удобрениями в разной концентрации. На одном конце шкалы были участки, вообще лишенные удобрений, а на другом – получавшие их по нормам индустриального земледелия высшей интенсивности. Чтобы запустить проект, Тилману нужно было, подкармливая каждый участок установленной для него дозой удобрений, на протяжении нескольких лет изучать, что будет происходить. Это тяжелый труд. От него тело устает, как от фермерской работы, но плоды этого труда – лишь умственные.

Первые открытия Тилман сделал довольно быстро. Он написал несколько десятков статей о том, как растения уживаются (или не уживаются) в зависимости от концентрации различных питательных веществ, которые они получают. И о том, как со временем меняется сообщество растений с учетом этой концентрации. Одни его работы прославились, другие оказались забыты. Но, помимо статей, было кое-что еще. По мере того как годы шли, Тилман мог изучать последствия своих экспериментов в долгосрочной перспективе. Среди прочего у него появилась возможность проверить так называемую гипотезу разнообразия-устойчивости.