Книга Теории всего на свете - Джон Брокман

Законы матери-природы

Стюарт Пимм

Профессор консервационной экологии Николасовской школы экологии Университета Дьюка; автор книги The Scientist Audits the Earth («Ученый устраивает аудит Земле»)

Альфред Рассел Уоллес в научной работе, присланной из малайского Саравака, сжато и ярко выразил самый важный закон живого в 14 словах: «Каждый вид начал существовать, совпадая во времени и пространстве с существовавшим прежде дружественным видом».

После тщательного редактирования Уоллес мог бы довести свою статью 1855 года о «законах эволюции» до размеров, которые позволили бы втиснуть ее в журналы PNAS или Nature, известные своими жесткими критериями относительно объема публикуемых текстов. Не бывает так, чтобы мы находили окаменелые останки трилобитов из девона, юры и эоцена, не обнаруживая при этом никаких промежуточных форм. Статья Уоллеса громко требовала объяснения того факта, что и в палеонтологии, и в биогеографии мы находим сплоченные группы сходных объектов. Но научное сообщество дремало у штурвала и почти не обратило внимания на этот вопль. Через несколько лет, возмущенный таким невниманием, Уоллес отправил свое глубокое, изящное и красивое объяснение Дарвину, ища моральной поддержки. Дарвин, конечно, согласился с его гипотезой.

Какие еще законы Мать-Природа подарила нам, дабы обеспечить биологическое разнообразие?

Средний ареал географического распространения группы видов значительно больше ареала медианного, т. е. ареала для половины видов данной группы.

Среднее по географическим ареалам 1684 видов млекопитающих Нового Света составляет 1,8 млн км², однако у половины из этих видов ареал меньше 250 тысяч км²: отношение 7:1. Для трех основных групп птиц в данном регионе отношение составляет 5,8:1, для земноводных – 40:1. Попросту говоря, есть много видов с узким ареалом обитания и немного видов с ареалом широким.

В тропиках больше видов, чем в регионах с умеренным климатом.

Этот закон открыли первые исследователи, попавшие в тропики. Рембрандт рисовал райских птиц и конические морские раковины еще в начале XVII века. Уоллес первым делом отправился в Амазонию, поскольку зарабатывал на жизнь сбором образцов неизвестных науке видов.

Виды с узким ареалом обитания сосредоточены в тех местах, где обычно не живет самое большое количество видов.

На первый взгляд какая-то бессмыслица. Конечно же, с ростом числа видов у вас должно быть больше видов с широким ареалом обитания, с узким ареалом обитания и со всевозможными ареалами промежуточных размеров. Но это не так. Виды с узким ареалом обитания концентрируются в весьма специфических местах. Примерно половина всех видов живет всего в паре дюжин мест, которые в совокупности составляют примерно 10 % всей площади свободных ото льда зон нашей планеты.

Виды с узким ареалом обитания являются редкими в этих ареалах, тогда как виды с широким ареалом обитания являются в своих ареалах распространенными.

Извините за резкость, но Мать-Природа – сущая гадина. Думаете, она пощадит виды с узким ареалом и сделает их распространенными на местном уровне? Как бы не так. Широко распространенные виды имеют тенденцию попадаться повсюду, а виды локальные редки даже там, где вам посчастливится их найти.

На эти мысли Дарвина и Уоллеса натолкнули путешествия в места, где живет множество птиц и млекопитающих, не встречающихся больше нигде: речь идет о Галапагосских островах и некоторых островах Юго-Восточной Азии. Таких местечек в Европе нет. Дарвин провел основную часть своего плавания на корабле «Бигль» далеко-далеко на юге, в районе Южной Америки, тогда как первая научная поездка Уоллеса, как мы уже знаем, привела его в Амазонию. Этот регион весьма богат разнообразными видами, но при этом служит ярчайшим примером выполнения закона, согласно которому в подобных местах редко встречается много видов с узким ареалом обитания. (Подозреваю, что Уоллесу недешево обошлось это плавание: его спонсоры жаждали новизны. Он нашел эту новизну в своем следующем путешествии – на Восток.)

Ученые обнаружили широко распространенные виды прежде всех прочих видов. Дарвин и Уоллес оказались в числе первых натуралистов, которые встретились с основной частью видов – теми, чьи узкие географические ареалы сосредоточены в немногочисленных местах. Даже для хорошо известных групп видов виды, имеющие самые узкие ареалы обитания, были открыты лишь в последние несколько десятилетий.

Какое же глубокое, изящное и красивое объяснение лежит в основе этих неизбежно связанных между собой законов? Такого объяснения нет.

С учетом наблюдаемого распределения ареалов по размерам в тропиках должно быть больше видов просто потому, что тропики расположены «посередине» земного шара. Достаточно крупные ареалы обязаны занимать средние широты глобуса, иначе их просто не удалось бы на нем разместить. При этом они не должны располагаться «на концах» – в умеренных или арктических широтах. Однако в срединных широтах больше видов, чем на «концах» планеты, даже если срединный регион не является тропическим. Скажем, в срединной части мадагаскарских влажных лесов больше видов, чем на северном конце острова, хотя он ближе к экватору.

Более того, в теплых и влажных средних широтах (влажные тропические леса) живет больше видов, чем в более жарких и сухих средних широтах. Корреляция между числом видов и теплотой-влажностью поражает, но поразительные механизмы иной раз оказываются иллюзией.

Виды с узким ареалом могли бы обнаруживаться везде – и близ средних широт, и в приполярных областях. Но такого не наблюдается. Они склонны жить на островах (Галапагосы, Малайский архипелаг) и в «местах обитания островного типа» – скажем, на вершинах гор (к примеру, в андских высокогорьях). Это вполне укладывается в наши представления о том, как возникают виды. Увы, на островах и в горах умеренной зоны не так-то много видов, так что Дарвину и Уоллесу приходится уезжать из дому, чтобы напитаться научным вдохновением. Исключение – саламандры. В Аппалачах, на востоке США, похоже, под каждым камнем таится свой вид саламандр: получается, что здесь (рассуждая теоретически) находится устойчивый центр эндемизма, уникальный для умеренного климата. Причем на птиц, млекопитающих, растения и даже на других амфибий эта особенность здесь не распространяется.

Всё это как будто заставляет предположить, что мы знаем, почему некоторые виды обладают широким ареалом обитания, а некоторые – узким. Нет, на самом деле мы этого не знаем. У нас (если говорить коротко) есть корреляции, особые случаи и некоторые специфические дерзкие гипотезы, но научное изящество здесь, прямо скажем, отсутствует. Разумеется, тут совсем не обязательно должно иметься какое-то глубокое объяснение.

Наше невежество удручает. Локальные, редкие виды сосредоточены там, где бурная деятельность человека заставляет виды вымирать в 100–1000 раз быстрее, чем это произошло бы под действием лишь естественных факторов. Ну да, мы можем нанести на карту ареалы распространения птиц и млекопитающих и понять, где нам необходимо предпринять решительные действия, чтобы попытаться спасти их от исчезновения. Но для обожаемых людьми бабочек такое невозможно, не говоря уж о нематодах. Без соответствующих объяснений нам не удастся определить, будут ли те места, где мы защищаем птиц, также служить защитой и для бабочек. Пока мы не поймем законы Матери-Природы и не сумеем распространить их на подавляющее большинство существующих на Земле видов, которое пока еще неведомо науке, мы можем даже не узнать, что же мы уничтожили.