С нами или без нас: Естественная история будущего - Роб Данн
Глава 7
Разнообразие, снижающее риск
Самые великие сельскохозяйственные достижения прошедшего века были связаны вовсе не с вкусовыми качествами продуктов или их питательностью: главнейшим из них стал объем производимой пищи. Тогдашние агрономы задались целью радикально увеличить количество калорий, получаемых с одного акра земли, и им это удалось. Сегодня каждая такая единица площади дает больше кукурузы, пшеницы или сои, чем можно было представить 40 и тем более 100 лет назад. Повышение урожайности позволило многим базовым продуктам питания оставаться дешевыми и доступными, и потому голод за последние десятилетия заметно сдал свои позиции.
К такому успеху привел контроль над природой. Инженерия и селекция помогли изменить генетический профиль культур, которые стали расти быстрее, особенно при должном поливе и удобрении. Мы проникли, как выразилась Энни Диллард, в «само чрево клетки», внедрив туда новые гены, производящие пестициды{110}. Мы также ввели туда гены, обеспечивающие неуязвимость растений перед гербицидами, а потом начали опрыскивать этими химикатами свои поля, уничтожая беззащитные перед ними сорняки, которые иначе конкурировали бы с нашими посевами. Определяющей чертой всех этих манипуляций стало то, что они глубже и глубже встраивали производство сельскохозяйственных культур в нашу индустриальную систему. Полезные культуры контролируют, подобно составляющим конвейерной линии, и под этим неусыпным контролем они процветают. Да, многое в этой системе заслуживает критики, но нельзя забывать, что сегодня от голода страдает гораздо меньше жителей Земли, чем столетие назад. Тем не менее, глядя в будущее, мы видим, что эту систему ждет серьезное испытание. Мы выстроили пищевую модель, которая эффективна при минимальной переменчивости. Но, как отмечалось в главе 6, одновременно мы трансформировали климат планеты, сделав его непостоянным и непредсказуемым. И это создает большую проблему.
Промышленно-технологический подход к земледелию хорошо справляется с некоторыми задачами грядущего – например, с тем, как получить с единицы площади земли еще немного калорий или как вывести культуры, легче переносящие засуху. Но этот подход не годится для противостояния изменчивости – особенно той, что находится вне сферы его контроля. Завтра и послезавтра мишени, которые нам предстоит поразить, будут двигаться еще быстрее – прежде всего это касается климатических изменений. Сельскохозяйственные культуры, идеально отвечающие условиям текущего года, вряд ли будут столь же приспособленными к условиям года следующего. В подобных ситуациях вся надежда на то, что экологи называют экологической стабильностью. В устойчивой и естественной экосистеме первичная продуктивность – количество зелени, вырастающей в определенной зоне за определенный отрезок времени, – не слишком заметно меняется от года к году, даже при коррекции климатических условий. Соответственно, в стабильной сельскохозяйственной системе колебания урожайности от года к году должны оставаться незначительными даже при заметной переменчивости климата. Среди прочих инструментов, позволяющих добиться подобной стабильности, – обращение к технологиям, которые смягчают эффект природной вариативности и позволяют поддерживать условия, по сути, неизменными. Например, можно поливать больше, когда сухо, и меньше, когда влажно, причем если привлекать дроны, метеостанции и искусственный интеллект, то в подобных делах можно добиться высочайшей точности. Важно, однако, уточнить: всем этим можно заниматься, когда есть деньги. Впрочем, это не единственный путь.
Другой подход, позволяющий справляться с непостоянством, вдохновлен самой природой. Им, несомненно, пользовались бы вороны, занимайся они сельским хозяйством. Парадоксальным образом при таком подходе ответом на климатическое непостоянство становится нарочно внедряемая вариативность высаживаемых посевов: иначе говоря, мы расширяем сельскохозяйственное разнообразие, используя против одной вариативности другую вариативность. Ценность такой методики впервые стала очевидна в полях Миннесоты, где эколог Дэвид Тилман создал миниатюрную копию мира, позволившую ему лучше разобраться в устройстве мира большого.
Еще на университетской скамье Дэвид Тилман понял, что он эколог особого рода, тот, кто строит математические модели для предсказаний, а затем проверяет их в экспериментах. И сначала его эксперименты были относительно скромными.
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
