Эволюция: Триумф идеи - Карл Циммер

В 1960-х гг. на Гавайях появились два вида привычных к огню растений: один из видов травы-бородача (Schizachyrium condensatum) из Центральной Америки и паточная трава (Melinis minutiflora) из Африки. Сухие стебли и листья этих трав формируют на поверхности земли горючий ковер, который ждет только искры. Человек, с его сигаретами и кострами, не подвел, и на островах начали возникать пожары. Местные растения от огня погибали, а пришельцы быстро захватывали освободившиеся территории. По мере их распространения пожаров становилось все больше. В некоторых местах на Гавайях сейчас выгорает ежегодно в 1000 раз больше земель, чем до появления трав-пришельцев. В этих условиях местные травы, разумеется, не имеют никаких шансов вернуть утраченные территории.

Одновременное появление множества пришлых видов может сломить сопротивление любой здоровой экосистемы. Великие озера стали жертвой именно такой экологической катастрофы. До начала XX в. большинство судов, приходивших на Великие озера, использовали в качестве балласта камни, песок или ил; в таком балласте могли путешествовать лишь некоторые животные и семена. В начале XX в. суда стали применять в качестве балласта воду, и в 1959 г., когда был наконец открыт глубоководный путь Св. Лаврентия, иностранные суда начали регулярно поставлять новые чужеродные виды в озера.

Суда приходят в Великие озера со всех концов Земли, но большинство успешно обосновавшихся здесь видов происходит из одного и того же региона — Черного и Каспийского морей. Животные, обитающие в тех краях, сумели приспособиться к неожиданностям. Уровни Черного и Каспийского морей за последние несколько тысяч лет поднимались и опускались больше чем на 180 метров, соленость их тоже сильно менялась. Эволюция здесь проходила на фоне диких флуктуаций, в результате местные животные способны выжить в широком диапазоне условий. Они достаточно выносливы, чтобы пережить долгое путешествие в балластном трюме из Европы в Северную Америку, и способны быстро размножиться в пресной воде Великих озер.

В середине 1980-х одна маленькая ракушка дрейссена, или полосатая мидия, проделала путешествие из южной России в озеро Сент-Клэр. Эта ракушка выпускает липкие нити и закрепляется с их помощью практически на любой твердой поверхности; чтобы питаться, она пропускает воду через свое тело и отфильтровывает планктон. Дрейссена может размножаться до тех пор, пока не облепит сплошь все, что попадется: плотины, водозаборные трубы и речные русла. Ее острые раковины усеивают дно, раня ноги купающихся.

Полосатая мидия распространилась по Великим Озерам и окружающим водоемам, и везде, появившись однажды, она переворачивает местную экологию с ног на голову. Она покрывает сплошным ковром редкие виды мидий, накрепко запечатывает — и тем самым убивает их. Как правило, местные виды исчезают через 4–8 лет после появления в озере или реке дрейссены. Она так эффективно фильтрует воду, что почти не оставляет в ней планктона; в результате в озерах исчезают мелкие ракообразные, которым нечем питаться, а за ними и рыбы, основную пищу которых они составляют.

Дрейссена прокладывает путь и облегчает обустройство в Северной Америке другим пришельцам из Каспийского и Черного морей. В 1990 г. в Великих озерах был обнаружен черноротый бычок — основной враг дрейссены в Европе. Ракообразное Echinogammarus, основной пищей которому служат отходы дрейссены, появилось в Великих озерах в 1995 г.; с тех пор он в двадцать с лишним раз увеличил свою численность, вытесняя одновременно местных ракообразных. Echinogammarus — любимая пища молодых черноротых бычков, так что с его появлением численность этих рыб еще больше выросла. Еще один иммигрант, крохотное колониальное животное гидроид, появился в Великих озерах за несколько десятилетий до дрейссены, но, пока ее не было, оставался в своем новом доме редким видом. В Европе гидроид питается личинками дрейссены, и наступление этого моллюска на Великие озера вызвало популяционный взрыв и у гидроида; теперь гидроиды сплошь покрывают новые поля полосатых мидий. Но этого мало. Дрейссена отфильтровывает из воды Великих озер ил; вода становится прозрачнее, солнечного света в глубину проникает больше — в результате лучше растут подводные растения. Эти растения служат дополнительной опорой для мидий. Иными словами, стимулируя рост подводной растительности, дрейссена увеличивает и собственную численность. Понятно, что в Великих озерах речь уже не идет о нескольких чуждых видах; там выстраивается целая чуждая экосистема.

Учитывая темпы возникновения новых биологический инвазий, в настоящее время именно они становятся, по мнению ученых, важнейшей угрозой биологическому разнообразию планеты; в предельных случаях они приводят к практически полному разрушению сложившейся среды обитания. Некоторые острова рискуют лишиться из-за них большей части местных видов. Число местных видов на острове Маврикий уже уменьшилось с 765 до 685; одновременно на острове обосновалось 730 пришлых видов. Половина исчезающих видов США находится в опасности именно из-за биологических захватчиков.

Разгул биологических инвазий — совершенно новое явление в истории жизни на Земле. Никогда прежде ничего подобного не происходило. Конечно, внезапные катастрофы стирали с лица земли целые тропические леса или коралловые рифы задолго до появления человека, но никогда прежде такое количество видов не имело возможности свободно перемещаться по всему миру. Биологические инвазии могут стать не только одним из механизмов массового вымирания; они могут так сильно изменить природу, что их следы будут заметны еще долго после исчезновения человека.

Охотой, разрушением среды обитания и биологическими инвазиями человек успел уже уничтожить немало видов живых существ; множество других видов находятся в настоящий момент на грани вымирания. Но можно ли оценить мощность нынешнего вымирания видов и кризиса в целом? Можно ли сказать, чем закончится этот процесс? Это чрезвычайно сложные вопросы. Махаулепу — едва ли не единственное место, где сохранилась почти полная летопись воздействия человека на сложную биологическую систему. Поэтому очень непросто сказать, насколько серьезны в глобальном масштабе вымирания последних 50 000 лет. Хуже того, ученые не могут сказать даже, сколько на Земле всего видов. Но существующие оценки выглядят довольно мрачно. Похоже, Земля входит в период массового вымирания видов, вполне сравнимый с великими вымираниями последних 600 млн лет.

Каждый год небольшая когорта зоологов и ботаников сообщает об обнаружении примерно 10 000 новых видов. До сих пор учеными идентифицировано примерно 1,5 млн видов; о том, сколько видов еще ждут своего открытия, можно только догадываться. Исходя из скорости обнаружения новых видов, ученые оценивают биологическое разнообразие Земли примерно в 7 млн видов, хотя некоторые утверждают, что видов не меньше 14 млн. Это означает, что по крайней мере четыре из каждых пяти видов еще не обнаружены и при нынешних темпах потребуется по крайней мере 500 лет, чтобы их все найти. Для многих видов этот срок подойдет слишком поздно. Если мы не знаем даже, что вид существует, как мы сможем определить, когда погибнет последнее принадлежащее к этому виду живое существо?

Стюарт Пимм предложил способ оценить глубину нынешнего кризиса, оставив в стороне вопрос о нашем невежестве и об общем числе видов. Он пытается измерить скорость вымирания, а не его масштабы. Он собрал все доступные данные по достоверно документированным вымираниям среди лучше всего изученных групп животных, включая птиц, моллюсков, бабочек и млекопитающих. Выяснилось, что по всем этим группам наблюдается примерно равная скорость вымирания: порядка ста видов из миллиона в год. На основании полученных результатов Пимм делает вывод о том, что эта средняя оценка применима ко всем животным и растениям.

Отметим, что такая скорость вымирания намного выше обычной — фоновой — скорости вымирания, которую можно достаточно точно определить по палеонтологической летописи. За исключением периодов массовых вымираний, обычно их интенсивность колеблется между 0,1 и 1 вымершим видом на миллион в год. Иными словами, виды сейчас исчезают с лица земли в 100-1000 раз стремительнее, чем до появления человека.

Согласно расчетам Пимма, в ближайшие годы эта скорость еще увеличится. Не секрет, что две трети всех видов обитает в тропических лесах. На сегодняшний день площадь этих лесов на планете уменьшилась вдвое, и каждые десять лет уничтожается еще миллион квадратных километров. Значительная часть уцелевших лесов фрагментирована пожарами и вырубками. Если не предпринять решительных и даже чрезвычайных мер по защите тропических лесов, их площади будут сокращаться, пока не останутся только защищаемые кусочки в специальных заповедниках — около 5% от первоначальных площадей. На весь этот процесс у человечества уйдет не больше 50 лет. Применяя к этому сценарию формулу полураспада, Пимм подсчитывает, что скорость вымирания увеличится не меньше чем в десять раз. Меньше чем за век, согласно его оценкам, исчезнет половина существующих видов.