Дэвид Эттенборо
Жизнь на Земле. Естественная история
Предисловие
Виды, биосфера и человек
Книга Дэвида Эттенборо посвящена разнообразию форм жизни на Земле и путям возникновения этого разнообразия в процессе исторического развития жизни на нашей планете, то есть в процессе биологической эволюции.
Удивительное разнообразие живого мира издревле увлекало и восхищало человека. Мореплаватели и купцы, путешественники и лекари, а затем и ученые привозили домой образцы удивительных растений и животных из всех знакомых им стран мира. Немалым был объем знаний о животном и растительном мире в древнейших цивилизациях Нила, Двуречья, Индии, Китая. Уже в античные времена древнегреческие естествоиспытатели и философы Аристотель и Теофраст попытались уложить в какую‑то систему ту бездну фактов о животных (это сделал Аристотель) и о растениях (Теофраст), которые были известны древнему миру. Эпоха Великих географических открытий, идейно связанная с эпохой Возрождения, дала новый толчок к познанию разнообразия органического мира: появились первые ботанические сады, гербарии, кунсткамеры.
Понадобился терпеливый гений Карла Линнея, чтобы разработать принципы систематизации наших знаний о природе. После Линнея накопление ботанических и зоологических знаний шло более направленно, убыстряющимися темпами и продолжается по сей день. Но сколь ни велики были знания об удивительном разнообразии форм проявления жизни на Земле в додарвиновские времена, причины, порождающие это разнообразие, оставались невыявленными. Сумма знаний о разнообразии жизни на Земле еще не стала наукой в строгом смысле этого слова.
«Наука» и «знание» – понятия близкие, но не тождественные. Знания обеспечивают тот материальный багаж, без которого немыслимо развитие науки, а значит, и прогресс человечества. Но сумма знаний становится наукой лишь с появлением теории, удовлетворительно объясняющей течение процессов, обнаруженные факты в их сопоставлении и наблюдаемые явления.
Такой теорией, выдвинутой ровно 125 лет назад (1859 г.), стала теория Чарлза Дарвина. Дарвин отнюдь не был первым среди тех, кто говорил о разнообразии природы как о результате эволюции. Но он первый открыл один из движущих факторов эволюции – естественный отбор и положил начало изучению другого движущего фактора – изоляции.
После Дарвина нам стали понятнее причины поразительного разнообразия форм жизни на Земле. В дарвиновский период наука о причинах многообразия сравнялась с суммой знаний об этом разнообразии.
Но процесс познания этого разнообразия далек от завершения. И в наш век продолжаются выдающиеся открытия. Так, в 50‑х гг. ленинградский зоолог (будущий академик) А. В. Иванов открыл новый тип животных – погонофор, что по своему значению равносильно открытию новой планеты Солнечной системы. А в начале 70‑х гг. немецкий зоолог Грелль, заново исследовав полузабытое многоклеточное существо – трихоплакс, показал, что его нельзя отнести ни к одному из ранее известных типов животных, и выделил новый тип – пластинчатые. В 1973 г. тот же А. В. Иванов показал несомненную связь трихоплакса с возможными предками всех многоклеточных животных. Еще в 1879 г. И.И.Мечников, рассуждая о том, как должно было быть устроено самое примитивное многоклеточное животное, «придумал» гипотетического предка многоклеточных и назвал его фагоцителлой. Почти через сто лет Иванов «узнал» в трихоплаксе мечниковскую фагоцителлу! Но это все открытия, сделанные либо в глубинах океана (погонофоры), либо под микроскопом (трихоплакс). Большинство же читателей, в том числе и многие биологи, считают, что процесс открытия новых видов в основном завершен. Однако это далеко не так даже для современных млекопитающих.
В конце 30‑х гг. в Казахстане был открыт грызун селевиния, который оказался не только новым видом и новым родом, но и относится к ранее не известному семейству. Боюсь, что история открытия окапи в джунглях Африки на рубеже XIX–XX вв. лучше известна читателям, чем история открытия селевинии. Только за годы советской власти открыто 9 (из 17) видов тушканчиков нашей фауны, причем три из них были описаны в последние 25 лет. За этот же период, когда зоологи начали интенсивно применять генетические методы исследования и изучать хромосомы, в фауне СССР были открыты новые виды мышей, полёвок, хомяков, ежей, землероек, доказана видовая самостоятельность таких крупных животных, как горные бараны, ранее считавшихся лишь географическими расами.
Что же тогда говорить о беспозвоночных животных? Мы даже приблизительно не в состоянии назвать число еще не описанных видов для многих групп насекомых, а число еще не открытых видов круглых червей, нематод, разные исследователи оценивают между 100 000 и 1 000 000 видов! Между тем известно, что многие нематоды повреждают культурные и важные для человека дикорастущие виды растений. Необходимо регулировать их численность, добиваться снижения их вреда, а мы еще не знаем этих видов…
Итак, Дарвин выявил причины разнообразия видов органического мира. Каждый из видов, населяющих нашу планету, есть результат многомиллионной эволюции, носитель неповторимых генетических особенностей, и мы обязаны сохранить и передать потомкам это удивительное многообразие. Оно не может не восхищать нас своей красотой и неповторимостью эволюционных путей, приведших к формированию каждого вида. Однако все, о чем мы сейчас говорим, было ясно еще на рубеже XIX–XX вв.
То принципиально новое, что внес текущий век в понимание проблемы органического многообразия, заключается в следующем: сохранение всего этого многообразия – непременное условие существования человека на Земле. Развитием этих идей мы в значительной степени обязаны нашим выдающимся соотечественникам: В. И. Вернадскому, В. Н. Сукачеву, Н. В. Тимофееву‑Ресовскому и Г. Ф. Гаузе. Возникло учение о биосфере как особой оболочке нашей планеты, связанной с жизнью; появилось учение о взаимосвязях видов друг с другом в природных сообществах, или биогеоценозах; была поставлена проблема «биосфера и человечество».
Постепенно не только ученые, но и широкие массы неспециалистов начинают понимать, что удивительное разнообразие форм жизни на Земле – это не просто результат приспособления каждого вида к конкретным условиям среды, но и важнейший механизм обеспечения устойчивости всего биогеоценоза, всей биосферы, состоящей из множества биогеоценозов, иными словами, механизм обеспечения стабильности жизни на Земле.
Настало время взглянуть на проблему изучения органического многообразия, которой занята в общем‑то немногочисленная группа зоологов, ботаников, палеонтологов, ведущих трудную кочевую жизнь в экспедициях и малопрестижную работу в музеях и гербариях, не только с познавательной, но и с узко утилитарной точки зрения.
Какова связь современного урбанизированного человека с живой природой? Речь идет не столько об эмоциональных связях, хотя их роль по мере роста городов с их напряженным ритмом жизни будет играть все большую роль, а о физических, утилитарных связях: что мы едим, что пьем, чем дышим, откуда берем энергию, во что одеваемся?
Выйдя из животного царства, Человек разумный по сей день остается одним из его членов, хотя и находящимся на особом положении. Царство животных, подцарство многоклеточных, раздел двустороннесимметричных, тип хордовых, подтип позвоночных, группа челюстноротых, класс млекопитающих, отряд приматов, подотряд обезьян, надсемейство человекообразных, семейство люди с единственным ныне живущим видом Homo sapiens – вот то скромное место, которое занимает человек на полке многомиллионной библиотеки видов живой природы.
Но живой мир не библиотека, в которой одна книга может сохраниться даже в том случае, если пожар уничтожит крыло книгохранилища. Каждый вид живой природы тысячами нитей тесно связан, прямо или косвенно, со всеми ныне живущими видами. Общеизвестно, что ДДТ был обнаружен не только в молоке кормящих женщин вдали от районов, где он применялся, но даже у пингвинов Антарктики.
Специфика человека как вида заключается в том, что он тесно связан с эксплуатацией (в одних случаях разумной, в других – неразумной) не только ныне существующих связей между живыми организмами и продуктами их жизнедеятельности, но и с использованием результатов жизнедеятельности прошлых эпох, продуктов биогенного происхождения – нефти, газа, торфа, каменного угля.
Мы, разумеется, отдаем себе отчет в том, что «свежесть» воздуха, содержание в нем кислорода, связана с процессом фотосинтеза зеленых растений. Но каковы масштабы этого процесса? Помним ли мы о том, что один гектар городского парка дает вчетверо меньше кислорода, чем гектар не угнетенного городскими дымами леса? Кислород, которым мы сегодня дышим и который используется в качестве окислителя при сгорании ископаемого топлива, образовался за две‑три тысячи лет интенсивной фотосинтетической деятельности растений всего мира – как сухопутных, так и морских, как деревьев, так и микроскопических водорослей. Современный самолет сжигает ту нефть, которая образовалась из отмерших организмов, живших сотни миллионов лет назад, расходует тот кислород, который появился во времена основания Рима.
Озоновый экран – хрупкая оболочка, спасающая жизнь на Земле от испепеляющего действия ультрафиолетовых лучей, – возник из кислорода биогенного происхождения 400–500 миллионов лет назад. Нарушение этого защитного слоя (а оно, в частности, происходит в результате появления в атмосфере фреона, не говоря уже о последствиях, которыми грозит ядерная война) сделает невозможной жизнь на суше. Возобновление же озонового экрана происходит чрезвычайно медленно и длится тысячи лет.
Для питья, орошения, для самых разнообразных технологических нужд человек нуждается в чистой воде. Но чем обеспечивается чистота воды? Она – результат биогенных процессов, т. е. процессов биологической очистки малых и больших водоемов – от лужицы до Мирового океана.
Чистота вод озера Байкал объясняется не просто тем, что в него впадает 300 относительно чистых сибирских рек. Эти реки несут с собой муть, взвеси, остатки отмерших организмов. И если бы не уникальная фауна и флора Байкала, осуществляющая процесс биологической самоочистки, то озеро в лучшем случае представляло бы собой отстойник для приносимой в него „мертвой" воды. Только один вид байкальских полумикроскопических рачков – эпишура – за год 30 (!) раз профильтровывает через свои жабры 50‑метровую толщу вод поверхностных слоев Байкала. А за чистоту более глубоких слоев ответственны другие, подчас мельчайшие, организмы. И всех их в Красную книгу не запишешь. Все они – от эпишуры и омуля до человека – связаны между собой тысячами сложных связей, обеспечивающих крайне хрупкое биологическое равновесие этого сообщества. Его нарушение в каком‑нибудь одном звене, резкое уменьшение численности одного вида, который нам подчас кажется второстепенным, может со временем привести к гибели всей системы.
Почва, воздух, вода – продукты жизнедеятельности многих десятков тысяч видов организмов. Скромные почвы Нечерноземья, подзолы Верхневолжья, Валдая и Новгородской земли относительно молоды – они начали формироваться после того, как ушел последний ледник; им 12–16 тысяч лет, а это значит, что они вдвое старше древнейших цивилизаций человека в долине Нила. Возраст знаменитых южнорусских, украинских, кубанских, алтайских и менее мощных североказахстанских черноземов измеряется многими десятками, а то и сотнями тысяч лет. Наши предки жили еще в пещерах, умели лишь поддерживать, но не добывать огонь, когда в результате взаимодействия тысяч видов микроорганизмов, грибов, зеленых растений и животных шло образование чернозема, который начал использоваться для земледелия в европейской части России всего 250–350 лет назад, на Алтае – около 75, а в Казахстане менее 30 лет назад.
Неумелой пахотой вдоль, а не поперек склона тракторист за один сезон может разрушить пахотный слой почвы, на образование которого ушли сотни, а иной раз и тысячи лет. Неумелое применение удобрений или ядохимикатов может повлечь за собой гибель тех или иных видов почвенной микрофлоры и микрофауны, исчезновение которых не так бросается в глаза, как неграмотная пахота, но результат может оказаться не менее плачевным.
Уже сейчас население многих стран не в состоянии полностью обеспечить свои потребности в продуктах питания за счет продукции собственных почв. Не следует слишком уповать на Мировой океан – его биопродуктивность несравненно ниже биопродуктивности суши. Правда, международная кооперация в какой‑то степени может компенсировать недостаточную продуктивность почв одной страны за счет экспорта ее минеральных ресурсов, сырья или промышленных товаров.
Сегодня на Земле рубятся леса, заложенные еще в те времена, когда в России существовало крепостное право. С точки зрения сохранения баланса кислорода на Земле нас не может удовлетворить равенство между числом гектаров вырубленного и посаженного леса. Ведь фотосинтетическая продуктивность взрослого дерева не идет в сравнение с таковой у саженца. Уже сейчас в ряде промышленно развитых стран при сгорании топлива расходуется гораздо больше кислорода, чем выделяется растениями при фотосинтезе. Значит, эти страны пользуются, пока безвозмездно, кислородом, «произведенным» в других странах, в частности кислородом сибирской тайги.
Особую роль в обеспечении Земли кислородом играют влажные тропические леса Южной Америки, Экваториальной Африки, Индокитая. Это как бы «легкие» нашей планеты. Не получая от высокоразвитых стран компенсации за сохранение этих лесов, развивающиеся страны вынуждены интенсивно вырубать их ради получения экспортной древесины. Тем самым человечество все более быстрыми темпами нарушает кислородный баланс Земли. Общество будущего, вероятно, по‑иному будет оценивать роль в экономике тех или иных видов деревьев: так, быстровосстанавливающиеся осина или береза, чья древесина сейчас не имеет особой товарной ценности, могут значительно быстрее, чем хвойные деревья с ценной древесиной, восстановить фотосинтетическую роль вырубленного леса.
Неумеренное применение ядохимикатов в сельском и лесном хозяйстве наряду с «вредителями» уничтожает множество полезных видов насекомых‑опылителей, хищников и паразитов вредных насекомых. Тем самым сообщество видов, потеряв своеобразие, теряет и устойчивость.
Деление видов на «полезные» и «вредные» давно устарело. Надо помнить, что каждый вид играет свою роль в экономике природы, а следовательно, и в жизни человека. Неприятные нам комары служат пищей для множества видов насекомоядных животных, в том числе стрекоз. Стрекозы, чьи личинки развиваются в воде, гораздо чувствительнее к загрязнению воды, чем личинки комаров. В местах, где водятся стрекозы, вода не слишком загрязнена. Загрязняя воду, человек невольно способствует исчезновению стрекоз и росту численности кровососущих насекомых. Этот пример несколько упрощен, но жители больших городов должны помнить: там, где летают стрекозы, опыляют цветы пчелы, шмели и другие насекомые, где на деревьях еще растут лишайники, воздух чист, биоценоз не нарушен, лес, поле, луг, водоем активно участвуют в круговороте веществ и энергии и этим круговоротом способны компенсировать то наступление на природу, которое неминуемо связано с цивилизацией. Но если лес или парк лишены хотя бы части из этих видов, они не способны нормально функционировать. Еще раз напомним, что, как показали исследования ленинградских ботаников, один гектар леса выделяет такое же количество кислорода, что и четыре гектара лесопарка, угнетенного выбросами промышленных газов в атмосферу. И это связано, в частности, с тем, что биоценозы городских парков резко обеднены по сравнению с лесными.
Полагаю, приведенных примеров достаточно, чтобы показать не только познавательную, но и практическую важность сохранения всего видового разнообразия живой природы, о котором говорится в предлагаемой вниманию читателя книге.
Научно‑популярные книги, как правило, пишутся двумя категориями авторов: учеными, лично добывающими факты (таковы книги К. А. Тимирязева, В. А. Обручева, Э. Сетон‑Томпсона, А. Е. Ферсмана, С И. Вавилова, Тура Хейердала, H. Н. Плавилыцикова, И.А.Ефремова, Б. Гржимека), и писателями‑популяризаторами – вспомним О. Писаржевского, Д. Данина, В. Полынина и др. Если строго придерживаться такого разделения, то Дэвида Эттенборо, казалось бы, следовало отнести ко второй группе авторов. Обычно успех книг писателей‑популяризаторов связан с глубоким проникновением в проблематику, о которой они пишут, а в лучшем случае – и в дух самой науки, представляемой широкому читателю.
В книге «Жизнь на Земле» приведено множество новейших сведений, зарытых в узкоспециальных изданиях. К их числу, например, относится описание относительно недавно открытой докембрийской фауны многоклеточных, интенсивное изучение которой ведется и советскими палеонтологами под руководством акад. Б. С. Соколова. Отметим, правда, что кое в чем автор отдает дань старым традициям. Так, он упорно придерживается аристотелевой двухцарственной системы живой природы. Вместе с тем современная наука делит все живое иначе: выделяются две группы (империи) – неклеточные (вирусы и фаги) и клеточные (к ним относятся все остальные организмы). Последние разделяются на два надцарства – предъядерные (или прокариоты – бактерии, сине‑зеленые) и ядерные (или эукариоты). В пределах эукариот выделяется не менее трех царств – зеленые растения, грибы и животные. Но не следует осуждать автора за такое несколько архаичное членение органического мира – ведь и в университетах до сих пор грибы, а иногда и бактерии и сине‑зеленые рассматриваются в курсе ботаники вместе с настоящими зелеными растениями.
Дэвид Эттенборо известен тем, что он снимал фильмы о животных в разных уголках Земли. А для того чтобы снять такие фильмы, мало знакомства с зоологической литературой и навыков профессионального оператора. Необходимо знать образ жизни снимаемых объектов так, как его может не знать и профессиональный зоолог. Лишь при этом условии удастся запечатлеть такие уникальные кадры, как группу шимпанзе в Танзании за ритуальным туалетом, прыжок мамаши лемура катта с детенышем на спине в лесах Мадагаскара или сфотографировать почти в лоб трехпалого ленивца в тропиках Центральной Америки. Помимо превосходного знания литературы и популяризаторского дара Дэвид Эттенборо отлично знает «в лицо» те объекты, о которых пишет. В этом отношении его книга не подходит ни под одну из упомянутых выше категорий научно‑популярных книг – она написана популяризатором, профессионально знающим животных.
Мне хотелось бы пожелать читателям этой книги не только восхититься удивительным разнообразием форм жизни на Земле, яркостью красок тропических видов, но и помнить о том, сколь важно нам сохранить и передать потомкам все многообразие видового населения нашей планеты. Ведь уже сейчас ясно, что по крайней мере в пределах нашей Солнечной системы феномен жизни уникален.
Проф. H. Н. Воронцов
Введение
Двадцать пять лет назад я впервые побывал в тропиках. Я и сейчас совершенно ясно помню, какое потрясение испытал, когда вышел из самолета и вдохнул тяжелый, напоенный ароматами воздух Западной Африки. Словно вошел в парилку: влажность была такая, что через несколько минут моя одежда промокла насквозь. Здания аэропорта окружала живая изгородь из гибискуса. Над ней, сверкая, как зелено‑голубые драгоценные камни, порхали нектарницы, переносились с одного багряного цветка на другой, повисали на трепещущих крылышках, пили душистый сок. Я некоторое время любовался ими и только потом заметил вцепившегося в ветку хамелеона, совсем неподвижного – только выпученные глаза поворачивались вслед каждому пролетавшему насекомому. Проходя вдоль изгороди, я наступил на какую‑то, как мне показалось, траву. К моему изумлению, листочки тут же свернулись, прижались к стеблям, и зеленые перья вдруг преобразились в сухие ветки. Это была стыдливая мимоза. За изгородью тянулся ров, весь заросший водными растениями. Черная вода между листьями бурлила рыбой, а по ним расхаживала рыжевато‑коричневая птица, поднимая ноги с удлиненными пальцами размеренно и осторожно, как человек в снегоступах. Куда ни падал мой взгляд, я видел неожиданное, невероятное буйство форм и красок. Так мне открылись великолепие и плодовитость живой природы, и это впечатление я сохранил навсегда.
Почти каждый год после этой первой поездки я так или иначе ухитрялся побывать в тропиках. Чаще всего – чтобы снять фильм об одном из уголков этого бесконечно разнообразного мира. Вот так мне выпадало счастье месяцами путешествовать, чтобы найти и заснять какое‑нибудь редчайшее животное, которого почти никто не видел в естественной обстановке, своими глазами увидеть те чудеса, что встречаются лишь в заповедной глуши: дерево на Новой Гвинее, ветви которого усеяны райскими птицами, демонстрирующими свое оперение, огромных лемуров, прыгающих по мадагаскар‑скому лесу, крупнейших ящериц мира – комодских варанов, подобно драконам рыщущих в джунглях крохотного индонезийского островка.
В своих фильмах мы стремились запечатлеть жизнь того или иного животного, показать, как оно находит корм, защищается, совершает ритуал ухаживания, а также как оно связано с сообществами окружающих его животных и растений. Но одного аспекта не хватало – мы редко исследовали специфику его анатомического строения. Понятие «ящерица», например, полностью выявляется только в свете возможностей и ограничений, определяемых тем, что она пресмыкающееся, а это в свою очередь становится ясным только в свете ее происхождения.
Вот так родилась идея снять серию фильмов о животных под несколько иным углом зрения, чем прежде. Это должны были быть фильмы не просто по естественной истории в обычном смысле этого выражения, но фильмы об истории природы как таковой. Мы поставили перед собой задачу дать обзор всего животного царства и рассмотреть каждую группу животных с точки зрения той роли, которую она играла в долгой драме жизни с самого начала и до наших дней. Эта книга порождена тремя годами путешествий и исследований, которые потребовались для создания задуманных фильмов.
Стремление сконцентрировать три миллиарда лет на трехстах‑четырехстах страницах, уложить описание группы животных, состоящей из десятков тысяч видов, в одну главу заведомо подразумевает большие пробелы. Вот почему я старался выделить одну наиболее существенную черту в истории данной группы, а затем сосредоточиться на ее прослеживании, стойко игнорируя все прочие аспекты, какими бы заманчивыми они ни казались.
Тут, однако, возникает опасность приписать животному царству некую целенаправленность, которой в действительности не существует. Дарвин показал, что движущая сила эволюции возникает из случайных генетических изменений, накапливавшихся на протяжении смены бесчисленных поколений и проходивших жесткую проверку естественным отбором. При описании последствий этого процесса очень трудно избежать слов, создающих впечатление, будто животные сами целеустремленно добивались этих изменений: скажем, что рыбы «стремились» выбраться на сушу и сменить плавники на ноги, а пресмыкающиеся «хотели» летать, старались превратить чешую в перья и в конце концов стали птицами. Не существует ни малейших объективных свидетельств чего‑либо подобного, и я, описывая эти процессы по возможности в четкой и сжатой форме, старался избегать слов и выражений, подразумевающих какую‑то волюнтарность.
Как ни странно, среди современных животных форм можно найти прекрасные модели тех древних существ, их далеких предков, которые были героями почти всех узловых событий естественной истории. На примере современной двоякодышащей рыбы можно видеть, каким путем шло развитие легких, а азиатский оленек канчиль очень похож на первых копытных млекопитающих, которые паслись в лесах 50 млн. лет назад. Однако, чтобы не возникло недоразумений, необходимо с самого начала четко сформулировать принципы такой подмены. В редких случаях современный вид как будто ничем не отличается от своих предков, чьи окаменелые остатки сотни миллионов лет хранятся в горных породах. Ниша, занимаемая им в окружающей среде, по той или иной причине оставалась неизменной на протяжении этого необъятного срока и во всех отношениях его устраивала, так что ему незачем было меняться. Тем не менее в подавляющем большинстве случаев ныне живущие виды, хотя и сохранили какие‑то существенные черты предков, во многом заметно от них отличаются. Двоякодышащая рыба и оленек во многом сходны со своими предками, но отнюдь не могут считаться их полным подобием. Излишне каждый раз подчеркивать это отличие фразой вроде «предковые формы, близко напоминающие ныне живущих животных», однако это подразумевается во всех случаях, когда для обозначения древнего существа будет употребляться наименование современного животного.
Я использовал по преимуществу обиходные названия вместо научных латинских, чтобы животное, появляющееся на страницах этой истории, было легче узнать. Те, кто захотят подробнее разобраться в его строении и биографии по специальным книгам, найдут его научное название в указателе. Возраст я обозначал в миллионах лет, а не с помощью наименований периодов, принятых в классической геологии. Преобразовать хронологический возраст в геологический можно, посмотрев генеалогическое древо в конце книги. И наконец, последнее: я не ссылаюсь поименно на многочисленных ученых, из чьих трудов почерпнуты факты и теории, излагаемые в книге. Сделано это исключительно для того, чтобы не нарушать стройности повествования. Разумеется, все мы перед ними в огромном долгу – все, кто любит животных, и я вовсе не хотел бы преуменьшить этот долг. Их исследования дали нам самое главное – способность понимать единство и преемственность природы и определять наше место в ней.
