Мудрость леса. В поисках материнского древа и таинственной связи всего живого - Сюзанна Симард
Когда Юань Юань приехала годом ранее, осенью 2011 года, мы собрали много ведер почвенно-растительного слоя из лесов пихты Дугласа и сосны желтой в окрестностях Камлупса. План эксперимента был заранее согласован по электронной почте, чтобы она могла сразу приступить к работе. Мы много смеялись, когда ехали за почвой через прибрежные горы в сухие внутренние леса; ее смех был глубоким и резким. Мы мгновенно ощутили друг в друге родственную душу – возможно, из-за общих проблем, связанных с тем, что мы женщины, занимающиеся наукой, и из-за нашего общего интереса к связям между растениями. Я восхищалась ее стремлением сразу приступать к работе, страстью к поиску ответов, желанием взять в руки лопату.
В университетской теплице мы поставили на скамьи девяносто пятилитровых горшков и наполнили их лесной почвой. В каждый горшок посадили по одному саженцу пихты Дугласа и сосны желтой, однако установили разную степень доступа сосны к микоризе пихты. Треть саженцев сосны была высажена в заполненные почвой пористые мешки; размер пор был таким, что через них могли прорасти все микоризные гифы, но не могли пройти корни. Вторую треть мы поместили в мешки с настолько мелкими порами, что между пихтой и сосной могла пройти только вода. В последней трети сосны оказались непосредственно в почве, и их микоризы могли свободно соединяться с пихтами, переплетаясь корнями.
Наш план состоял в том, чтобы в каждой из трех получившихся групп заразить треть пихт западной еловой листоверткой, еще у трети обрезать хвою, а последнюю треть оставить нетронутой в качестве контрольной группы.
Всего получилось девять комбинаций обработки почвы и листьев, причем каждая из комбинаций встречалась десять раз.
Пять месяцев шли, мы ждали, Юань Юань все больше нервничала, надеясь, что на саженцах окажется достаточно микоризы, чтобы эксперимент завершился до истечения ее визы.
Через четыре месяца мы проверили под стереомикроскопом несколько корней молодых растений. Юань Юань запаниковала, когда я сказала, что они выглядят голыми. Затем я сделала несколько тонких поперечных срезов, расплющила их на предметном стекле, посмотрела в микроскоп и увидела сети Гартига. И корни пихты Дугласа, и корни сосны желтой колонизировал один микоризный гриб Wilcoxina. Это говорило о том, что пихта и сосна соединены микоризной сетью Wilcoxina, за исключением пакетов с мелкими порами; теперь мы могли приступать к дефолиации, удалению хвои.
Юань Юань помчалась в лабораторию, в которой разводили насекомых, и взяла извивающихся гусениц. Я побежала в микоризную лабораторию за ножницами и спиртом для стерилизации. В теплице мы обрезали иголки испытуемых. Она надела на треть саженцев воздухопроницаемые пакеты, посадив в каждый по паре листоверток. Я обрезала хвою у второй трети растений, оставив несколько веточек для продолжения фотосинтеза. Последнюю треть мы оставили нетронутой.
На второй день после дефолиации мы закрепили на пихтах газонепроницаемые пластиковые пакеты и обработали их13C–CO2. Снова потребовалось ждать; мы представляли, как молекулы сахара путешествуют по сетям, словно молочный коктейль по соломинке. Тем вечером я позвонила домой. Нава радостно сообщила, что занимается на пуантах, а Ханна отрабатывала шаги в хип-хопе. Им предстояло танцевать через несколько месяцев, в День матери, и я не могла дождаться, когда окажусь дома. На следующий день мы с Юань Юань взяли пробы хвои; то же самое мы повторили на следующий день и через день, чтобы проверить выработку защитных ферментов. Через шесть дней мы вытащили все саженцы, измельчили их и отправили образцы в лабораторию с масс-спектрометром, чтобы узнать, передали ли пихты изотопы углерода соснам через грибные связи.
И вот спустя несколько месяцев мы изучали полученные данные – я в Ванкувере, Юань Юань в Цзиньшане.
«Видите, чем меньше хвои на пихте, тем больше углерода поступает к ее корням?» – писала я в электронном письме Юань Юань. Хотя мы находились на разных краях планеты, нас объединяла одна электронная таблица. «Да, я предполагала, что мы это обнаружим», – ответила она, объяснив, что это хорошо известная поведенческая стратегия, которая помогает пораженным деревьям пережить последующие дефолиации. Через несколько минут она добавила: «Но я никогда не видела, чтобы углерод после дефолиации мигрировал в побеги соседа». После дефолиации пихты стали выдавать больше углерода, а быстрорастущие сосны втягивали углерод в главные побеги.
«Это совпадает с данными по защитным ферментам», – набрала она и через пять минут прислала график. Пихты, что вполне естественно, увеличили производство защитного фермента после заражения листоверткой, а через день то же самое сделала и сосна. «Однако посмотрите, – отметила я, – ничего подобного не происходит, если два вида деревьев не связаны в сеть».
Пришло сообщение от Юань Юань: «Вот это да!»
Количество защитных ферментов сосны – четырех из них – резко возросло в идеальной синхронности с выбросом углерода, и это происходило только в том случае, если сосны и пихты были связаны под землей. Даже незначительное повреждение пихты вызывало ферментную реакцию у сосны.
Пихты передавали соснам информацию о переживаемом им стрессе в пределах двадцати четырех часов.
Сообщение деревьев имело смысл. Миллионы лет они эволюционировали, стремясь выжить, выстроили отношения с мутуалистами и конкурентами, образовали единую систему с партнерами. Пихты посылали предупреждающие сигналы, что лес в опасности, а сосны были начеку: они вслушивались, чтобы уловить намеки, подключались, чтобы получать сообщения, обеспечивая целостность сообщества, поддерживая здоровье системы для воспитания потомства.
Внезапно меня посетила мысль, такая же ясная и прозрачная, как родниковая вода: я должна быть рядом с детьми, несмотря на
