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

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.

Однако Дэн настаивал: есть способ сделать лучше. Перед тем, как снять мешки, можно удалить пылесосом оставшийся диоксид углерода, собрав его в пробирки. Тогда мы практически устраним потенциальный перенос по воздуху.

После столь тщательного планирования я с жаром принялась за мечение сеянцев. Это был самый смелый эксперимент, который я когда-либо проводила; потенциально он мог изменить наше представление о лесах, но в то же время мог ничего не дать. Мне казалось, словно я вот-вот спрыгну с парашютом и, возможно, приземлюсь на острове Пасхи. Я была на взводе от избытка адреналина. Получив результаты, я покажу их Келли, даже если мы к тому моменту все еще не начнем общаться. Поеду к ним с Тиффани, и пусть наша ссора в баре идет к черту.

На следующий день в палатке мы опробовали разработанный нами метод мечения саженцев углеродом-13. У поставщика я приобрела CO2 с 99-процентным содержанием изотопа 13C; его доставили почтой в двух баллонах размером с кукурузный початок. Каждый баллон газа стоил тысячу долларов, что составляло двадцать процентов моего бюджета. Чтобы попрактиковаться в извлечении 13C–CO2 из баллонов, Дэн взял один из них, навинтил регулятор и прикрепил метровую латексную трубку к выходному патрубку. Идея заключалась в том, чтобы медленно выпускать газ в трубку, как будто мы надуваем воздушные шарики-сосиски. Как только трубка наполнится газом, мы с помощью большого шприца будем набирать по пятьдесят миллилитров 13C–CO2 и вводить в пластиковый пакет над саженцем, чтобы деревце могло поглотить этот газ в процессе фотосинтеза и, возможно, передать часть изотопа через микоризные грибы своему соседу. Моя задача заключалась в том, чтобы убедиться, что зажим на конце трубки удержится, когда Дэн повернет кран на баллоне, и трубка наполнится газом.

– Готова? – он навис над лабораторным столом, с его лба стекал пот.

– Готова.

Я нервно затянула зажим. Я хорошо справлялась с лабораторными по химии в университете, однако находиться в лесу с этими химикатами было страшно.

Дэн повернул ручку регулятора.

– Что это за шипение? – спросила я.

Трубка лежала на земле, извиваясь, как змея, из нее выходил газ стоимостью в тысячу долларов. Зажим не выдержал давления. Я перекрыла трубку, когда последняя порция газа вырвалась наружу.

Дэн открыл рот. Я посмотрела на него так, словно только что уронила фарфоровую вазу династии Мин, и порадовалась, что у нас два баллона.

Отработав технику введения изотопных газов в пакеты, мы взялись за мечение саженцев. На вырубке было тепло, а в защитном костюме и вовсе жарко. Поскольку углерод-14 радиоактивен, я надела плащ, респиратор, огромные пластиковые очки и резиновые перчатки, прикрепленные к рукавам клейкой лентой. Дэн считал, что я схожу с ума, и ограничился белым лабораторным халатом: он знал, что углерод-14 не очень опасен в том виде, в котором мы его использовали. Энергия этих частиц была настолько мала, что они едва проникали через верхний слой кожи. Их легко задерживали хирургические перчатки.

В углероде-14 страшнее всего то, что если он все-таки попадет в организм, например в легкие, то останется там надолго, поскольку период его полураспада составляет 5730 (± 40) лет.

В то же время углерод-13 нерадиоактивен и не представляет опасности.

Я сняла тент с саженца пихты Дугласа из первой тройки и поставила поверх него проволочную клетку, которую используют для выращивания помидоров. Вторая клетка опустилась на саженец березы бумажной, саженец кедра остался открытым. Эти клетки послужат каркасом для пластиковых пакетов, чтобы они не сложились во время мечения.

Мы были готовы к проверке, которую я планировала и ждала весь прошлый год – с тех пор, как впервые высадила эти деревца в землю. К проверке, обмениваются ли береза и пихта углеродом, общаются ли они друг с другом через подземные сети. Ощущение решающего момента: верна ли моя интуитивная догадка, что сотрудничество в лесу важно для его жизнеспособности. Если это так, то на мне лежит большая ответственность: остановить безумие с массовым уничтожением местных растений. Поверх клеток мы натянули газонепроницаемые мешки, полностью отделив березы и пихты, словно занавесили клетку с попугаем. Нижнюю часть пакетов вокруг стеблей саженцев и ножек клеток заклеили скотчем, убедившись в отсутствии утечек. Также внутри пакета Дэн прикрепил замороженный пузырек с радиоактивным бикарбонатом натрия. С помощью большого стеклянного шприца, вставленного в специальное отверстие в пакете, он осторожно ввел молочную кислоту в замороженный радиоактивный раствор. Как только он погрузил иглу, кислота медленно закапала в замороженный пузырек, высвобождая газ 14C–CO2, который саженец березы бумажной будет поглощать в процессе фотосинтеза.

Тем временем я вернулась в