Полог леса: что таят вершины

Беседу провела Катерина Маркелова

ЮНЕСКО

Вы изучаете полог леса вот уже четыре десятка лет. Что вы видите и чувствуете, когда поднимаетесь на вершины деревьев?

Каждый раз, когда я взбираюсь в крону деревьев, расположенную на уровне всего лишь 30 метров над землей, меня поражают колоссальные различия с нижним ярусом — в плане как микроклимата, так и биологии. Чтобы достичь деревьев, которые я изучаю в заповеднике Монтеверде в Коста-Рике, сначала мне нужно почти целый час идти по темному и влажному лесу. Снизу лес кажется скоплением высоких цилиндрических колонн, а кроны деревьев — огромной зеленой массой с нечеткими контурами. Цвета кажутся размытыми, звуки плохо различимы, дуновения ветра не ощущается.

Но как только вы начинаете подниматься, вы чувствуете, как окружающая среда постепенно меняется. Микроклимат в кроне совсем другой: здесь гораздо больше солнечного света, более высокая температура и сильнее ветер. Звуки намного насыщеннее и разнообразнее, от жужжания крыльев колибри до криков обезьян-ревунов. На ветвях в изобилии произрастают орхидеи и бромелиевые. В пологе также обитает большое разнообразие беспозвоночных. Все эти виды растений и животных, которые вы никогда не встретите на лесной подстилке, эволюционировали на протяжении тысяч лет, чтобы адаптироваться к микросреде и уникальной структуре лесного полога.

До недавнего времени специалисты по экологии леса изучали сложную экосистему полога с земли. Что изменилось с тех пор, как сорок лет назад ученые впервые проникли в кроны деревьев?

Все началось с того, как в 1983 году энтомологу Терри Эрвину из Смитсоновского научно-исследовательского института (США) пришла идея использовать для изучения населяющих полог жуков и других насекомых инсектицид. Он распылил его на участке кроны на рассвете и собрал упавших на землю насекомых. Так он обнаружил, что в пологе обитает поразительное разнообразие насекомых, о существовании которых человек даже не догадывался. После этой находки Эрвин назвал лесной полог «последним биотическим рубежом».

В дальнейшем нескольким ученым удалось подняться в полог леса, используя приемы скалолазания. Это стало настоящим прорывом в понимании этой экосистемы, так как дало возможность изучать организмы в их среде обитания. Вскоре в распоряжении научного сообщества появились и другие методы для исследования лесного полога, как, например, протянутые между кронами деревьев мостики, позволяющие наблюдать за поведением древесных млекопитающих и птиц, и строительные подъемники, благодаря которым стало возможно подняться выше полога и изучать взаимодействие между атмосферой и биотой. Группа французских ученых под руководством Франсуа Алле изобрела специальное устройство, состоящее из аэростата и прикрепленного к нему «плота», который можно опускать на поверхность крон, а также воздушный шар с подвешенным снизу сиденьем (Cinébulle), на котором ученые могут передвигаться вдоль вершин деревьев. С недавнего времени мы также можем собирать информацию при помощи дистанционного зондирования, спутниковых снимков и дронов.

Главный объект ваших научных исследований — эпифиты, растения, произрастающие на других растениях, такие как орхидеи, мхи и папоротники. Какова их роль в экосистеме леса?

Эпифиты — чрезвычайно многочисленная и разнообразная группа растений. Они используют деревья в качестве опоры, но, в отличие от растений-паразитов, не проникают корнями в их сосудистую систему. В ходе эволюции эпифиты развили у себя физиологические и анатомические особенности, позволяющие им поглощать и накапливать питательные вещества, содержащиеся в воздухе и осадках, в частности капельках дождя и тумана.

Таким образом, они получают питательные элементы извне экосистемы и делают их доступными для растений и животных внутри экосистемы. Одно из наших исследований показало, что треть употребляемого в пищу птицами и древесными млекопитающими нектара, сахара и мха приходится на эпифиты. Шесть видов птиц можно назвать настоящими специалистами по эпифитам, так как при поиске пищи они обращаются к ним более чем в 90 % случаев. Это позволяет нам сделать вывод — подтвержденный и другими исследованиями, — что эпифиты играют важнейшую роль в пищевой цепочке.

Вы изучали полог леса на четырех континентах. Какие находки поразили вас больше всего?

Разлагаясь, эпифиты образуют прямо в пологе леса перегной, толщина которого может достигать одного метра. Эту богатую питательными веществами среду обильно населяют беспозвоночные, микробы и земляные черви. И, как оказалось, некоторые деревья способны пускать из своих ветвей и стволов корни, которые проникают в толщу такого перегноя и впитывают из него питательные элементы и воду. Этот факт — что деревья могут отращивать корни на столь большой высоте — произвел на меня неизгладимое впечатление.

Я также обнаружила, что эпифиты, кажущиеся такими выносливыми и жизнестойкими, плохо переносят физическое вмешательство. В 1987 году я провела серию экспериментов, в рамках которых я полностью очистила участок ветвей длиной около метра от покрывающего их эпифитового покрова, чтобы изучить способность эпифитов к регенерации. Я полагала, что они очень быстро вновь покроют собой оголенные участки и будут колонизировать их с краев, как трава. Однако моя гипотеза оказалась ошибочной по всем пунктам. Первые признаки повторной колонизации появились только через 13 лет, а через 22 года восстановилось лишь 40 % уничтоженного покрова.

Какие новые виды были обнаружены в пологе леса? Сколько еще видов может быть открыто в будущем?

Мы регулярно открываем новые виды, в частности орхидей и беспозвоночных. Однако очень сложно — и даже, вероятно, невозможно — дать количественную оценку тому, сколько еще видов ждет своего обнаружения. Отчасти это объясняется недостатком знаний о том, что уже было открыто. Мы можем сделать такие расчеты в отношении других групп растений, например деревьев. Так, в 2022 году в американском научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences было опубликовано исследование, в рамках которого была предпринята попытка подсчитать существующее количество видов деревьев. По его результатам, в мире насчитывается 73 000 видов, а число еще не известных науке видов оценивается в 9 000. Ученые, изучающие полог леса, на данный момент просто не располагают подобными базами данных.

Начиная с середины 1970-х годов вы занимаетесь изучением так называемого туманного леса в Монтеверде, в Коста-Рике. В чем его особенность?

Туманные леса, или нефелогилеи, составляют лишь очень малую долю лесного покрова планеты, и их структура, состав и функции совершенно уникальны. Они произрастают в тропических горных районах и характеризуются практически постоянным присутствием нагоняемых ветром облаков или тумана. Когда образующиеся над океаном водяные пары под действием пассатов перемещаются в сторону суши и достигают гор, они охлаждаются и конденсируются в туман и облака. Насыщенный влагой воздух обеспечивает растительность туманных лесов питанием. Однако из-за изменения климата теперь конденсация происходит медленнее и на большей высоте. В результате этого леса имеют все меньше возможностей получать питательные вещества из облаков, которые иногда перемещаются вдоль склонов гор и достигают их вершин, так и не встретив на своем пути леса.

Вклад туманных лесов в мировое биоразнообразие чрезвычайно высок, поскольку они служат домом для множества эндемичных видов. Когда я училась на последнем курсе университета, одним из таких эндемиков горных тропических лесов была оранжевая жаба (Incilius periglenes). Наблюдать это поразительное существо с яркой окраской можно было исключительно в период размножения, приходящийся на самое сухое время года. Эпизод Эль-Ниньо, зарегистрированный в Коста-Рике в 1988 году, повлек за собой вымирание этого вида.

Часть своего времени вы посвящаете просветительской работе, рассказывая широкой публике о жизненно важной роли лесов. По вашим ощущениям, удается вам достигнуть цели?

Помимо их экологической функции, леса обладают ценностью с самых различных точек зрения: эстетической, экономической, духовной. Когда мы находимся в лесу, мы физически чувствуем себя лучше, уровень стресса и тревожности падает. Я уже давно стараюсь организовывать научные конференции и природоохранные проекты вне академических кругов. Так, мы провели подобные мероприятия для заключенных, которые не имеют возможности выехать на природу, и по итогам проекта отметили улучшение их психического здоровья.

Леса служат источником вдохновения для художников, поэтов, музыкантов. Мне уже доводилось приводить в полог леса представителей творческих профессий, и они создавали произведения визуального искусства, писали песни в стиле рэп и стихи, которые затем исполнялись на поэтических вечерах и выступлениях ансамблей современного танца. Если мы сможем донести связанные с природой ценности до аудитории этих мест, быть может, мы сможем расширить круг лиц, чувствительных к состоянию лесов и способствующих их охране. Я убеждена, что важная роль в этом деле должна отводиться ученым.