Text
                    В. Назаров
ЗА ПОРОГОМ
ВРАЖДЫ



В.Назаров ЗА ПОРОГОМ .z ВРАЖДЫ О ДРУЖБЕ II СОТРУДНИЧЕСТВЕ РАЗНЫХ, ЧАСТО ОЧЕНЬ ДАЛЕКИХ СУЩЕСТВ. КОТОРЫЕ ПРИНАДЛЕЖАТ К РАЗНЫМ ЦАРСТВАМ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ II НЕ ТОЛЬКО НЕ ПОЕДАЮ Г ДРУГ ДРУГА, НО, НАОБОРОТ. ПОСЕЛИВШИСЬ ВМЕСТЕ. ОБЛЕГЧАЮТ СЕБЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ МОСКВА «МЫСЛЬ» 1981
28.08 11 19 Редакции географической литературы Рецензенты: член-корреспондент АПН СССР доктор биологических наук П. А. Генкель, доктор географических паук А. А. Насимович Художник М. Н. Сергеева В книге использованы фотографии Ю. С, Аракчеева, Р. В. Воронова, Р. И. Денисова, К. Д. ббезьянова, В. Ф. Семенова, Э, И. Слепяна "<SStI44‘8L и“юо © Издательство «Мысль». 1981
ОГЛАВЛЕНИЕ Глава первая. В КОТОРОЙ ЖИВОТНЫЕ ПО- СТЕПЕННО УТРАЧИВАЮТ СВОЮ НЕ- ЗАВИСИМОСТЬ 11 Испытание терпимости и пахлебнпчество 13 Каким образом враги могут стать защит- никами 16 Настоящий мутуализм 21 Сотрудничество недолгое, по очень важное 24 На что способны муравьи и термиты 33 Глава вторая. ЭНДОСИМБИОЗ С ВОДОРОСЛЯМИ 33 О «водяном змее» и зеленых животных 38 Что происходит внутри клеток организма- хозяина? 41 «Волосистый» симбиоз и дерзкие мсч!ы 47 Глава третья. БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ, КАПИТА- НЫ! 47 Загадка атоллов 51 По законам эстетики 58 Зачем нужна кораллам водорослевая «начин- ка»? 62 «Большой симбиоз» грозного «рая» 65 Друзья, которые никогда не изменяют 66 Еще раз о диссонансах 71 Глава четвертая. РЫБЫ ВСЕМ НА УДИВЛЕНИЕ 71 «Бал-маскарад» 73 Всю жизнь на «минном поле» 79 С кем еще рыбы дружбу водят 85 «Санитарные станции» на рифах 90 Глава пятая. ЦВЕТЫ, ДОВЕРИВШИЕ ЖИВОТ- НЫМ САМОЕ СОКРОВЕННОЕ 91 Зачем и как родились цветы? 95 Как разные цветы утверждают свою «волю» '96 От самых простых до самых сложных 102 О «нечестных» растениях и их «простодушных» жертвах 103 Малютка, задавшая трудную загадку 105 Самые большие труженики 107 Цветы с «извращениями» и, кстати, о мухах и комарах ПО Колибри, летучие мыши и нелетучие звери 3
1 13 Глава шестая. НАСЕКОМЫЕ — ЗАЩИТНИКИ РАСТЕНИЙ, САДОВОДЫ, ГРИБОВОДЫ И НАХЛЕБНИКИ 114 Растения, «любящие муравьев» 119 Пауки-«нахлебники» и особо ловкие хитрецы 121 Неподражаемые грибоводы 125 Симбиоз поневоле 134 Глава седьмая. СОЮЗЫ С НЕВИДИД1КАМИ 134 Незримые союзники в борьбе за урожай 141 Живой покров растения 143 Они живут в нашем животе 146 Содружество «в два этажа» 149 Снова о грибах и о том, где симбионты на- ходят пристанище 152 Бактерии «зажигают» огни 159 В самых таинственных глубинах микромира 163 Глава восьмая. ПОКОРИТЕЛИ СУРОВЫХ ЗЕМЕЛЬ 164 Открытие «синтетических» растений 168 Растения-«сфипксы», ускользающие из рук ученых 172 Средоточие уникальных способностей 175 Союз, нерасторжимый и в «пылинках» 180 Глава девятая.' ДРУЖБА, УТАЕННАЯ ЗЕМЛЕЙ 181 Почему грибы не растут на полях 182 Что такое микориза? 186 Страничка истории 188 Орхидеи и картошка: у них было что-то общее 194 «Анатомия» дружбы 199 Глава десятая. СИМБИОЗ В ИСТОРИЧЕСКОМ ПОТОКЕ ЖИЗНИ 200 Пути, ведущие к содружеству 203 Есть ли основания для частичной реабили- тации паразитов? 207 Симбиоз в роли двигателя эволюции 211 Противоречит ли идея взаимопомощи дарви- низму? 217 Как переоценили возможности симбиоза 224 Глава одиннадцатая. ПРОБЛЕМЫ «ОТ МАЛА ДО ВЕЛИКА» 226 Как научиться управлять иммунитетом и сделать полезными некоторых паразитов 230 Экзотические симбиозы, указывающие путь к высоким урожаям 233 «Симпатии» и «антипатии» среди растений 237 Самая важная «мораль» книги
Взаимодействие мертвых тел природы включает гармонию и коллизию; взаимодействие живых существ включает сознательное и бессознательное сотрудничество, а также сознательную и бессознательную борьбу. Ф. Энгельс* Г* ыть может, историю рода человеческого правильнее вести с того О безвестного дня, когда кто-то из членов первобытной общины принес к себе в жилище обычного волчонка, накормил его остатка- ми своей пищи и отвел ему место возле очага. Прошло много столе- тий, и из волчьего племени выделилась собака. Став первым чет- вероногим другом человека, она помогла ему приручить диких быков, лошадей и баранов. Приблизив к себе некоторых наиболее податливых животных, взяв на себя заботы об их пропитании и защите от врагов, человек получил взамен нечто несравненно большее. Ведь без своих четверо- ногих «помощников» он не смог бы создать основы современной цивилизации, пройти трудновообразимый путь от полудикого существования до положения властелина природы, штурмующего космическое пространство. Но человек вовсе не единственное существо, приобретшее спут- ников в жизни. Оказывается, за много миллионов лет до его появ- ления на Земле животные уже широко практиковали между собой союзы «дружбы». Муравьи и термиты в этом отношении превзошли всех. Если человек приручил каких-нибудь четыре десятка видов, то муравьи «одомашнили» по крайней мере в 50 раз больше. Как тут не удивляться! Крохотные существа, лишенные головного моз- га, сами живут высокоорганизованной «коммуной» да еще прини- мают в своем доме столько постояльцев! Впрочем, дело по столько в числе союзников, сколько в характере и глубине их взаимоотно- шений. В природе чаще всего для совместной жизни объединяются всего два-три вида, зато они оказывают друг другу такие услуги, что порознь не в состоянии существовать. /(. Мирке, Ф. Энгельс- Соч.» т. 20, с. 622.
В биологическом понимании жить — значит приспосабливаться. Не лучше ли всего демонстрируют нам этот закон природы существа, вставшие на путь взаимопомощи? Могучая инстинктивная потреб- ность в тесном общении с привычными союзниками жизни прочно заложена в их генетической памяти. Без союзников они чувствуют себя в окружающем мире вражды жалкими и беспомощными. Но этого мало. Многие участники содружеств подчинили потребно- стям и удобствам друг друга само строение своего тела. Отдельные сожители настолько сроднились со своими более крупными покровителями, что буквально влезли в их «чрево» — совсем как паразиты. И это служит на благо им обоим. Таковы, например, жгутиконосцы, нашедшие себе приют в задней кишке термитов. Видано ли, чтобы кошка нянчила цыплят, а курица заботилась о котятах, чтобы собака воспитывала тигрят, а лиса дружила с петухом?! Когда такое случается, об этом пишут в газетах как о сенсации или курьезе. Однако нечто подобное постоянно соверша- ется в природе. Кто не слышал об обычае кукушки подбрасывать свои яйца в гнезда других птиц? Сколько корили ее за вероломство и беспеч- ность, сколько сочувствовали трагедии приемных родителей куку- шонка! Явление общеизвестное, но не из тех, что нас интересуют. Здесь перед нами пример односторонней выгоды и натурального паразитизма. В природе же немало случаев, когда отнюдь не род- ственные организмы взаимно помогают друг другу размножаться и расселяться по Земле. Это тоже одна из форм сотрудничества — кратковременного, но очень важного. В отношениях между расте- ниями и животными такое сотрудничество вошло даже в правило. Не так уж редко приходится нам отдирать от своей одежды колючие шарики репейника. А сколько разнообразных плодов и семян, вооруженных всевозможными зацепками, крючочками или липучками, пристает к телу животных и далеко разносится по ок- руге! Сколько их поедается из-за сочной мякоти околоплодника — но при этом, пройдя через кишечник, они остаются совершенно невредимыми. Более того, не совершив путешествия по пищевари- тельному тракту, они не в состоянии прорасти. С другой стороны, масса мелких животных вверяет свое потомство всем частям рас- тения, даже цветку. О многих подобных отношениях, в которых вражда или без- различие уступили место тесной кооперации и взаимопомощи, и будет рассказано в этой книге. Мы побываем вместе с вами среди крупных пернатых и в колониях мелких насекомых, на коралловых рифах и в глубинах Мирового оксана, посетим пышные тропические леса и крайне бедные жизнью пространства за полярным кругом, 6
заглянем под верхний слой почвы родных полей и лесов. Перед нашим взором пройдут удивительные, нередко совершенно уникаль- ные союзы, объединившие узами сотрудничества представителей всех парсгв живой природы — животных, растений, микроорганиз- мов. Охваченные единым взглядом во всем их грандиозном и пои- стине неисчерпаемом многообразии, союзы эти представят нам иной мир, частично отвоеванный ими самими у окружающей стихии всеобщей и неумолимой борьбы за жизнь. Показать богатство этого мира едва ли не основная цель книги. Не случайно и раздел, посвященный ему, самый большой (для порядка главы в нем раз- биты по союзам между царствами). Человек всегда учился у живой природы. В век бионики и кос- мических полетов его интерес к живому возрос неизмеримо. Не- мало полезных секретов поведали людям не только отдельные ор- ганизмы, но и их разнообразные содружества. Но, пожалуй, еще больше секретов они продолжают хранить. Как некоторые животные узнают о приближающейся опасности или близкой добыче? Как справляются с жертвами крупнее и силь- нее себя? Каким образом рыбы и другие организмы, обитающие сре- ди смертоносных щупалец кишечнополостных, избегают их дей- ствия? Отчего у ленивцев шерсть с зеленым отливом? Почему в суровых условиях первыми поселяются лишайники и откуда берут они силу, чтобы разрушать гранитные скалы? Почему грибы растут преимущественно в лесу? Как объяснить, что у многих тропических деревьев цветки распускаются прямо на стволах? Разгадка этих и многих других явлений, затрагиваемых в книге, в одном — в совместной жизни организмов. Из пристального знакомства с дружественными сообществами разных организмов можно вывести и более общие проблемы, причем не только биологические, но и философские. Как возникли такие сообщества? При каких условиях достигается их наивысшая про- дуктивность? ьсегда ли для такого сообщества вреден паразитизм? Связан ли биологический прогресс с изменением соотношения между конкурейцией и взаимопомощью? Какова общая тенденция разви- тия жизни на Земле? Подобные проблемы уже нетерпеливо толпятся перед воротами новой синтетической науки — симбиологии, рож- дающейся где-то в самых глубинных недрах экологии. Тех, кому после картин жизни реальных «содружеств» такие общие вопросы не покажутся скучными, мы пригласим пофилософ- ствовать вместе с нами в последних двух главах. Тогда, во всеоружии неопровержимых фактов, мы постараемся доказать, что человечество сможет получить от природы гораздо больше благ, если будет не столько усердствовать в ее эксплуатации, сколько стремиться к сотрудничеству с ней. Такое сотрудничество, 7
основанное на гармоничных и взаимно полезных отношениях, позволит сохранить вечный источник нашего материального благо- получия и духовного богатства, истинное и бесценное сокровище планеты — живой красочный мир природы. Прежде чем перейти к существу дела, хотелось бы сделать одну оговорку. Говоря о симбиозе, мы будем часто употреблять слова «дружба», «дружественный союз», «взаимопомощь», «общественная жизнь» и т. д. и тем самым как бы наделять неразумные существа человечес- кими свойствами. Поэтому необходимо сразу же попросить у чита- теля снисхождения и оговориться, что и здесь, и в последующих главах мы пользуемся подобными выражениями исключительно ради большей живости изложения и для передачи лишь внешней стороны в поведении организмов. Конечно, такого рода выражения всюду следовало бы взять в кавычки, но тогда книга оказалась бы слишком ими перегруженной.
То дружбою соединены в одно целое Все члены, кктавля.ч тело, и тогда цветут высшею жизнью; То, напротив, мрачным разногласием разделенные, Они блуждают, каждый в свою сторону, по границам жизни. Подобное и для деревьев, и длч рыб, живущих в воде, И для горных животных, и для крылатых птиц. Эмпедок л Глава первая, В КОТОРОЙ ЖИВОТНЫЕ ПОСТЕПЕННО УТРАЧИВАЮТ СВОЮ НЕЗАВИСИМОСТЬ Во второй книге древнеиндийского эпоса «Панчатантра» расска- зывается о дружбе очеловеченных животных — ворона, мыши, черепахи и газели, которые, помогая друг другу, сумели избежать опасности. Судьбе было угодно сделать ворона свидетелем чудесного из- бавления голубей, попавших в сеть птицелова. 11х освободила мышь, дружившая с предводителем голубиной стан. Проникшись доверием и дружбой к мыши, ворон предложил ей покинуть края, в которых обоим не везло в жизни, и переселиться на большое лесное озеро, где жила черепаха — лучшая подруга ворона. Мышь взобралась ворону на спину, и они благополучно долетели вместе до озера, а там были радушно встречены черепахой. Вскоре к их дружной компании присоединилась газель, искавшая спасения от стрел охотника, и все четверо зажили спокойной жизнью, наслаж- даясь взаимной любовью. Но однажды газель не вернулась к озеру к положенному сроку. Ворон, полетевший на ее поиски, увидел, что газель попала в сеть охотника. На выручку несчастной поспешили все ее друзья. Но едва мышь перегрызла сеть и освободила пленницу, как появился охотник. Все животные успели разбежаться, а черепаха, попалась ему в руки. Охотник сплел из травы веревку, привязал черепаху за лапы к луку и понес с собой как добычу. Потеряв черепаху, друзья были убиты горем, но не пали духом. Решив во что бы то ни стало ее спасти, они пошли на хитрость. о
Газель побежала вперед и, опередив охотника, упала на берегу реки, притворяясь мертвой. Ворон уселся на ее голову между рогами и сделал вид, будто выклевывает у нее глаза. Увидев непод- вижное животное, охотник на радостях бросил черепаху на землю и с поднятой дубиной побежал к газели. Та, подпустив его на близ- кое расстояние, вдруг вскочила и скрылась в лесной чаще, а ворон взлетел на дерево. А1еж тем мышь успела перегрызть веревку, кото- рой была связана черепаха, и та быстро нырнула в реку. Сама же мышь укрылась в тростнике. Растерявшийся охотник вернулся на место, где оставил черепа- ху, и нашел там лишь обрывки веревки. Испугавшись, не помутился ли у него рассудок, он поспешил восвояси. А ворону, мыши, чере- пахе и газели, собравшимся вместе, казалось, что они вновь роди- лись на свет... «Союз, связывающий зверей... достоин похвалы» — такими сло- вами заканчивается вторая книга «Панчатантры», призванной слу- жить наставлением в разумном поведении. Хотя то, что только что было пересказано, относится к области фантазии, реальные факты, которым посвящена наша книга, часто тоже очень напоминают сказку. И они долго, если не всегда, будут удивлять людей. Дружественные союзы между разными живыми существами, о ко- торых мы будем рассказывать с надлежащей научной строгостью, были известны со времен Софокла и Аристотеля. Но только в 1879 го- ду немецкий ботаник Антон де Бари предложил для их обозначения специальный термин — симбиоз, составленный из двух греческих слов: «сим», что значит «сообща, вместе», и «биос» — «жизнь». Из соединения этих слов получилась, следовательно, «совместная жизнь». От нее произвели еще одно слово — симбионт, которым стали называть тех, кто живет вместе. Термин «симбиоз» прижился в литературе, но его стали толко- вать по-разному. Разногласия и споры возникли в основном из-за паразитов. Относить ли их, как это делал де Бари, к симбионтам? Ведь они тоже не живут отдельно от своих хозяев. А куда девать «нахлебников» и прочих «эгоистов», извлекающих выгоды из сожи- тельства с «добропорядочными» животными лишь для одних себя? Большинство иностранных ученых, следуя за де Бари, остави- ло и паразитов, и нахлебников в рядах симбионтов. Flo нашлись и такие, кто высказался за то, чтобы присваивать это почетное «звание» исключительно равноправным союзникам, всегда готовым поддержать друг друга. Ei узком смысле слово «симбиоз» стало синонимом мутуализма — совместной жизни с обоюдной выгодой. Впрочем, в пользу последней точки зрения можно заметить, что, когда говорят о паразитах и хозяевах, связанных отнюдь не друже- 10
ствеппымп отношениями, редко употребляют слово «симбиоз». Предпочитаю г называть вещи своими именами. Мы решили говорить преимущественно о мутуалистических сим- биозах, меньше — о нахлебниках и почти не касаться паразитов. Начнем с животных и посмотрим, ради чего они объединяются. Испытание терпимости и нахлебничество Еще А. Брем писал, что вблизи морских берегов утки пеганка и огарь часто живут с лисой водной норе. Заядлая хищница, не щадя- щая ни одной птицы, почему-то милует уток, гнездящихся в ее доме. У серьезных зоологов подобное утверждение всегда вызывало ироническую улыбку. Давно было известно, что в Казахстане и Средней Азии пеганки и огари действительно гнездятся в старых норах лисиц, сурков, барсуков, степных кошек, дикобразов, но поселяются в них только после того, как их покинут законные вла- дельцы. В совместное проживание мало кто верил. Однако в сра- внительно недавнее время известный советский зоолог А. Н. Формо- зов и некоторые охотники подтвердили, что они видели собственны- ми глазами уток с выводками в жилых лисьих норах. Правда, такие случаи крайне редки, но они все-таки повторяются. По-видимому, кое-где уток толкает на столь рискованный шаг отсутствие свобод- ных нор и твердая почва, не позволяющая птицам вырыть собст- венную нору. Что касается лисы, то причины ее «воздержания» остаются совершенно неясными. В Новой Зеландии тысячами гнездятся буревестники. В брач- ный период птицы выкапывают в земле норы, похожие на кроли- чьи, где самка насиживает яйца. Чаще, однако, они пользуются из года в год одной и той же порой. Норы буревестника пришлись также по вкусу новозеландской ящерице гаттерии, знаменитой тем, что среди своих сородичей она самая древняя на Земле и что в отличие от них испытывает отвращение к солнечному свету. Буре- вестники приняли ее у себя с «уговором», что она не будет трогать их яйца и обижать птенцов. Так и стали они жить совместно, не вмешиваясь в дела друг друга. Птенцы буревестника развиваются медленно и еще спустя не- сколько месяцев после того, как вылупятся, едва отваживаются выходить из гнезда. Днем, улетая в море за пропитанием, родители надолго оставляют их наедине с соседкой-гаттерией, которая поки- дает нору только ночью. Таким образом, времени для испытания того, честно ли гаттерия соблюдает уговор, оказывается более чем достаточно. И надо сказать, наследница древнего рода выдержи- вает это испытание с честью. 11
Гаттерия в одной норе с буревестником В Африке некоторые ящерицы поселяются в норах бесхвостых копытных зверьков — даманов и тоже прекрасно с ними уживаются. Сожительство животных, не питающих друг к другу особой сим- патии, ио давших взаимный обет терпимости, относят к одной из начальных форм симбиоза, названной в науке синойкией. Было бы несправедливо обойти молчанием членистоногих оби- тателей нор грызунов и хищников только потому, что они мелкие. Малы ростом, зато велики числом. Они превратили эти подземные убежища в своеобразные общежития. Кроме настоящих парази- тов — блох и клещей в норе какого-нибудь сурка или песчанки раз- мещается целое сообщество постояльцев: жуки, тараканы, клопы, сверчки, кузнечики, бабочки, ядовитые скорпионы, пауки кара- курты — всех не перечтешь. Их привлекает сюда благоприятный микроклимат и возможность укрыться от врагов. На озерах, в устьях рек, в тихих заводях повсюду у нас встре- чается лысуха — водоплавающая птица размером с утку. Названа она так потому, что па лбу у нее белая бляха, рельефно выделяющая- ся на фоне остального черноватого оперения. Питается лысуха главным образом водными растениями, изредка разнообразя свою вегетарианскую пищу насекомыми и моллюсками. Там, где кормится стая лысух, все время кружатся крупные сазаны (конечно, если они есть). Благодаря тому что их золотистые бока хорошо отражают солнечные лучи, их трудно не заметить. Оказывается, птицы, ныряя за водорослями, взмучивают ил, в ко- тором прячется немало лакомых для сазана мелких организмов. Вот и ходят сазаньи косяки за стаями лысух. В природе немало случаев, когда мелкие зверьки и птицы пита- ются остатками трапез более крупного и сильного зверя или птицы, превращаясь в их спутников. Это песцы и белые чайки, сопровож- дающие в трудное зимнее время белых медведей (а на Аляске также и бурых); белые и серые куропатки, далеко не улетающие от зай- 12
пев — беляка и русака, которые лучше умеют разгребать снег; гиены с шакалами, стремящиеся быть ближе к царю зверей льву... Никогда не обманываются в своих ожиданиях скворцы и простые воробьи, поселяющиеся в стенках огромных гнезд аистов и крупных пернатых хищников. Все подобные случаи, при которых одни животные системати- чески кормятся остатками пищи других и при этом не причиняют им вреда и не приносят пользы, объединяют под названием ксш- менсализм. На обиходном языке это просто нахлебннчсство. Со- ответственно самих животных, кормящихся объедками со стола других, называют комменсалами, или нахлебниками. Каким образом враги могут стать защитниками Некоторые птицы, особенно во время гнездования, ищут защиты от врагов у самих врагов. Трудно сказать, кто более опасен для белых гусей — песец или крупные пернатые хищники. И те и другие не прочь пробраться к их гнезду и закусить только что вылупив- шимися птенцами. Но гуси нашли хороший способ «договориться» с пернатыми и при их помощи обезопасить себя от песцов. Неискушенный человек, впервые попавший в тундру, вероятно, будет крайне удивлен, увидев, что гуси и сокол-сапсан гнездятся на одной и той же территории. Это почти все равно что встретить зайца, спокойно прогуливающегося возле логова волка. Тем не менее, когда парочка гусей доверчиво располагает свое гнездо возле гнезда сокола, тот их не трогает, и представители обоих родов, служащие классическими моделями хищника и жертвы, живут в мире. Как в сказке! Разгадка их добрососедства проста. Гуси прекрасно знают, что сокол-сапсан никогда не промышляет вблизи своего гнезда. Гнез- довой и охотничий участки у него, как, впрочем, и у большинства хищных птиц, не совпадают. Кроме того, он охотится, как правило, в воздухе. Этим гуси и воспользовались. У них даже- выработалась привычка взлетать и садиться вдали от своих гнезд и добпраться до них по земле. Преимущества же близости к соколу для гусей оче- видны: оберегая свои яйца или птенцов, сокол невольно становится грозным защитником и гусиного потомства. В роли спасительницы гусей выступает и белая полярная сова, от которой мало кому бывает пощада. На острове Врангеля, напри- мер, гуси систематически гнездятся под ее покровительством. Пос- редине гусиной колонии на возвышенности обязательно увидишь сидящую на гнезде сову. Гуси не будут селиться, если поблизости нет белой заступницы. Как показали многолетние наблюдения, совместные поселения возникают в годы обилия совиных гнезд 13
(и соответственно леммингов, которыми совы питаются). Когда леммингов мало и совам не до размножения, исчезают и колонии гусей. Если совы загнездятся па новом месте, вслед за ними сдвинут свои поселения и гуси. Совы не подпускают песцов к своему гнезду ближе чем на 200— 250 м. Зарвавшегося песца сова-отец хватает в цепкие лапы и, под- няв на воздух, бросает. Точно так же поступает она с шапкой чело- века, решившегося приблизиться к гнезду. При такой эффективной защите гуси спокойно сидят на яйцах. В безопасной зоне, охраняемой совами, вместе с гусями сплошь и рядом гнездятся черные казарки и гаги. Казарки располагают свои гнезда непосредственно вокруг совиного гнезда в радиусе от 1 до 15 м, а гаги селятся на периферии смешанной колонии. Судьба казарок, так же как и гусей, целиком и полностью зависит от присутствия сов. Многие орнитологи склонны давать этому факту такое же объяс- нение, как в случае с гусями и соколом. Однако этого объяснения, наверное, недостаточно. По мере того как гусята подрастают, ма- маша начинает выводить их на прогулку, и случается, выводок переходит черту, за которой начинается охотничья территория совы. Но сова-покровительница, как это неоднократно было замечено, все равно на выводки «своих» гусят не нападает, тогда как холостые совы и совы, не несущие опеки над перепончатолапыми соседями, делают это сплошь и рядом. Выходит, что совы проявляют к своим подопечным определенное «снисхождение», и весьма вероятно, что их альянс носит двусторонний характер. Надо сказать, что крупные гусиные колонии могут существо- вать и без покровительства сов. Но каждая такая колония, преж- де чем она достигнет такой величины и плотности, при которой ей никто уже не страшен, проходит «совиную» стадию. В тропиках сотни видов птиц прибегают к защите жалящих насекомых — ос, пчел, шершней и муравьев. Как правило, по со- седству с такими насекомыми поселяются птицы, строящие доста- точно большие гнезда, которые трудно замаскировать. В Центральной и Южной Америке на плакучих ветвях некото- рых деревьев можно увидеть висячие гнезда. Одни из них большие, имеют форму мешка или скорее плетеной корзины — такие исполь- зуют в качестве футляров для стеклянных бутылей; другие помень- ше, чаще всего шаровидные. Те и другие гнезда нередко располо- жены на соседних ветвях. Первые принадлежат небольшим птичкам кассикам, вторые — осам. Такое соседство вовсе не случайно. Беззащитные кассики наме- ренно строят гнезда возле осиных в надежде уберечь себя и свое потомство от многочисленных врагов, которым ничего не стоит И
добраться до гнезд по ветвям. Это соображение подтверждается хотя бы тем, что в качестве своих защитников птицы избирают наи- более злобных и ядовитых насекомых. Часто вокруг одного или двух осиных гнезд группируется целая колония пернатых. Английский орнитолог Ж- Майерс рассказывал, что в дельте реки Ориноко ему удавалось встречать до девяти гнезд кассиков, тесно сгруппировавшихся вокруг единственного гнезда ос, достигавшего 35 см в диаметре и 60 см в длину, в то время как соседние ветви, не менее удобные для гнездования, пустовали. Осы, с яростью набрасывающиеся па любое животное, отважив- шееся приблизиться к их гнезду, и готовые в любую секунду пустить в ход свое грозное оружие, никогда не жалят своих пернатых сосе- дей. Они остаются невозмутимо спокойными даже тогда, когда порывы ветра сталкивают друг с другом их гнезда. Разумеется, и птицы, всецело обязанные осам своей безопасностью, настроены к ним абсолютно лояльно. Примеру кассиков следуют пищухи-медоносы. Они тоже сбли- зились с осами, а некоторые еще и с муравьями. Мало того что они пользуются охраной живых сторожей, им еще нравится устраивать гнезда в малодоступных колючих кустарниках (например, акации, мескнте). Тот же Майерс наблюдал многочисленные колонии этих маленьких веселых и ярко окрашенных пташек па Гаити и Ямайке. По его сообщению, одна пищуха умудрилась свить гнездо в самом центре обширного осиного поселения: оно было со всех сторон плотно окружено 57 гнездами ос малого и среднего размера. Помимо альян- са с насекомыми эти очень общительные птички часто соединяются в общие стайки с другими птицами — колибри и танаграми. Очень многие зимородки в Африке, Юго-Восточной Азии и Ав- стралии привыкли гнездиться в постройках термитов. Одни из них обосновываются в огромных шарообразных гнездах древесных термитов, другие — в маленьких термитниках, приютившихся в дуплах старых деревьев, третьи — в наземных сооружениях этих, насекомых. Во всех этих случаях, приступая к гнездованию, птицы выдалбливают в термитниках углубления, своего рода поры, при- чиняя этим постройке ощутимые повреждения. А избирают они термитники потому, что в них выдолбить нишу для гнезда гораздо легче, чем в живой древесине. В ответ на вторжение термиты проявляют удивительную терпи- мость. Они лишь суетятся, бегают по гнезду, залезают на птенцов и самих родителей, но не причиняют птицам ни малейшего вреда. А те их, кажется, даже не замечают. В Перу и Бразилии зимородкам- термитникам подражает один попугай (по-латыни его название бротогерус пирроптерус). Питаются зимородки в основном разными насекомыми и мелкими ящерицами. Есть, однако, указания, что 15
один вид из джунглей Квинсленда (Австралия), гнездящийся в термитниках, все-таки выкармливает своих птенцов самими терми- тами. Если эго действительно так, то перед нами пример воистину безграничной терпимости. Объясняется ли она только беззащитностью термитов? Извле- кают ли они какую-нибудь пользу от бесцеремонных постояльцев? На этот счет приходится довольствоваться пока одними догадками, гак как взаимоотношения птиц с термитами (и осами тоже) изучены еще очень мало. Настоящий мутуализм Когда в 1916 году И. А. Бунин приехал на Цейлон, его поразило не столько почти первозданное единение людей с живой приро- дой, их наивное и в то же время глубоко поэтичное отношение к жи- вотным — об этом он знал и до путешествия,— сколько мирные и дружественные отношения между самими животными. Под впечат- лением всего увиденного он написал стихотворение «Цейлон», в котором, в частности, есть такие строки: Лагуна возле Ранны — как сапфир. Вокруг алеют розами фламинги, По лужам дремлют буйволы. На них Стоят, белеют цапли, и с жужжаньем Сверкают мухи... Посетив затем Северную Африку, Бунин и там увидел нечто подобное. Как не прийти в восторг от такой идиллической картины, невольно наталкивающей на мысли о великой гармонии в природе?! Но цапли и многие другие птицы взгромоздились на спины буй- волов вовсе не из нежных чувств. К столь тесному общению с чет- вероногими их побуждают вполне материальные выгоды. В тропиках всем крупным зверям, особенно с густой шерстью, сильно досаждают насекомые — слепни, оводы, мухи, блохи,— а также клещи. На их теле они не только питаются, но и плодятся. Случается, что из шерсти какой-нибудь антилопы или обыкновенной домашней скотины можно вычесать столько паразитов вместе с их яичками и личинками, что их хватит па целую коллекцию. Сами животные избавиться от этой нечисти не в состоянии. Не помогает даже купание по нескольку раз в день. Обирать же друг друга, как это делают обезьяны, они не умеют. Ведь копытом или квадратной пастью бегемота клеща из кожи не вытащишь! Выходит, что без посторонней помощи тут никак не обойтись! К счастью, на свете есть птицы. Клюв у них словно специально создан для подобных тонких операций — извлечет паразита лучше 16
любого пинцета. К тому же не все ли им равно, где их искать — в траве, под копытами пасущейся скотины, или на ией самой! Важно только, чтобы их не бодали, не лягали и не кусали. Проявив такое воздержание, четвероногие приобрели в лице птиц неутомимых санитаров и друзей. В тропиках стада буйволов, жирафов, зебр, антилоп, слонов, бегемотов, носорогов, кабанов, а также домашних животных — лошадей, верблюдов и коров — неизменно сопровождает свита пернатых, в которой могут быть аисты, цапли, ибисы, дрофы, утки, чайки, личинкоеды, скворцы, щурки, трупиалы, сороки, многие мелкие воробьиные. Правда, стада диких четвероногих теперь всюду сильно поредели и оказались оттесненными в национальные парки и заповедники. Однако птицы не растерялись. Они перенесли заботы на домашних копытных и, кажется, даже удвоили свою энергию. Поскольку за последние два-три десятка лет поголовье домашнего скота повсеместно возросло, некоторые его пернатые спутники также увеличили свою численность. Более других преуспела египетская цапля. У себя на родине она всегда дружила с буйволами, а в Судане и южнёе — со слонами. Хотя обычно цапли кормятся насекомыми, которых вспугивают пасущиеся животные, они частенько склевывают мух и с самих четвероногих. Случалось, на широкой слоновьей спине натуралисты одновременно насчитывали до 20 цапель. Зрелище впечатляющее! Белоснежные длинноногие красавицы совсем не боялись людей (которые были к ним настроены всегда дружелюбно), и даже дере- венские собаки позволяли этим птицам копаться в своей шерсти. Чем больше становилось скотины, тем сильнее плодилась цапля. В 40-х годах нашего века вместе со скотом она перебралась через океан, захватила почти всю Центральную и большую часть Южной Америки и теперь дошла уже до Кубы. Вот что значит сделать правильный выбор в дружбе! Виртуознее всех операцию чистки проводят африканские воло- клюи и личинкоеды. За постоянное пребывание на теле буйволов волоклюев называют еще буйволовыми птицами. Но они с одинако- вой готовностью обслуживают также и толстокожих. Держась небольшими стайками, они бесцеремонно лазают по телу носорога или бегемота, как дятлы по дереву (по родственные отношения у них не с дятлами, а со скворцами). Умеют даже повисать на брюхе или между ног своего приятеля, не стесняются забираться на морду и на самый нос. Животные все это терпеливо переносят, лишь бы их избавили от паразитов. Как и другие пернатые спутники, вол оклюй оказывают своим подопечным дополнительную услугу — оповещают нх о приближаю- щейся опасности. Сначала они взбираются животному на спину, 17
затем взлетают и начинают над ним кружиться с громкими криками. Поскольку при этом волоклюи не делают исключения для человека, охотники считают их своим проклятием. В былые вре.мена многие звери благодаря зорким глазам птиц редко попадались в лапы врагов. В той же Африке союз кваг (зебра) и гну, у которых хорошее чутье, со страусами, которые лучше видят, отлично спасал этих копытных от львов да и от стрел африканцев (но не смог спасти от пуль белых охотников...). Страусы общаются и по сию пору с газелью и свиньей-бородавочником. Каждый из них может привести остальную компанию к кормному месту и предупре- дить об опасности. Впрочем, чтобы быть до конца справедливыми, мы должны тут же сказать, что, выклевывая личинок оводов, клещей и прочих паразитов, волоклюи бередят нанесенные этими паразитами раны и тем невольно причиняют животным известные страдания. Чтобы умерить рвение чересчур усердствующих пернатых санитаров, не- счастным четвероногим приходится работать хвостом, а то и ка- таться по земле... Когда в Северной Америке еще паслись большие стада бизонов, в тесном симбиозе с ними жили тамошние воловьи птицы. По на- блюдениям канадского писателя и натуралиста Эрнеста Сетона- Томпсона, они в шерсти бизонов не только кормились, но и ночевали в зимнее время. Чтобы увидеть, как птицы общаются с четвероногими, нет не- обходимости ехать ни в Африку, ни в Америку. Достаточно понаблю- дать за нашими обычными скворцами там, где пасется крупный рогатый скот. Коровы и волы охотно позволяют им путешествовать по своему телу и очищать его от разных паразитов. Но все же в Африке чудес больше. Одно из них известно со вре- мен Геродота и упомянуто Аристотелем. Заключается оно в содру- жестве нильского крокодила с маленьким куличком — египетским бегунком (Аристотель называл его трохилусом). В шутку птичку называют еще «живой зубочисткой» крокодила, потому что, пробежав по его спине и морде, словно по бревну, она, как утверждают ста- рые натуралисты, совершенно спокойно садится прямо в пасть чудовища и принимается извлекать из нее пиявок и остатки трапезы, застрявшие между зубами. Правда, никто из тех, кому в наши дни довелось побывать в Африке, этого чуда не видел. Может быть, ив природе остается все меньше места для идиллий... Обратимся к абсолютно реальным фактам и, если уж речь зашла о крокодилах, поговорим об американских аллигаторах. Зоологи называют аллигаторов замечательными животными и утверждают, что у них премилый нрав. Трудно сказать, насколько подходит этот эпитет к столь крупным хищникам, но в его оправда- 18
ние есть но крайней мере один веский довод: в отличие от своих нильских собратьев аллигаторы никогда не нападают на человека. Еще более приятным открытием оказалась для людей его кожа, за которую он расплатился утратой большей части своих владений. Некогда очень широко расселенный, аллигатор уцелел теперь в Северной Америке лишь в специальных питомниках и в болотах национального парка Эверглейдс во Флориде (США). У аллигаторов, как и у бобров, большие способности по части «гидротехнического» строительства. Облюбовав для поселения низ- кое место, они роют пруд и ведут от него несколько туннелей к своему логову. Все глубокие водоемы Эверглейдса, пересыхающие в послед- нюю очередь,— это и есть пруды, вырытые аллигаторами. Во время засух в них ищет спасения вся водная живность. Посредине пруда самки аллигаторов возводят из веток и ила гнезда, в которые откладывают по нескольку десятков яиц. Под- страиваемые из года в год, гнезда в конце концов превращаются в достаточно крупные островки, на которых со временем вырастают настоящие деревья. На них цапли, аисты и другие птицы в свою очередь вьют гнезда и выводят птенцов, а аллигаторы-древоустроп- тели невольно становятся их стражами. В присутствии аллигато- ров еноты, дикие кошки и другие четвероногие хищники не рискуют приближаться к деревьям. В гнездовых холмиках самих аллигаторов нередко откладывают свои яйца также черепахи и змеи. Они ока- зываются под непосредственной охраной мамаши-аллпгаторпш — едва ли не единственного в мире рептилий существа, способного сторожить свое будущее потомство. За охрану своего потомства черепахи и змеи где-то вдали от гнезда расплачиваются с аллигаторами собственной жизнью, а птицы — оброненной рыбой, а иногда и случайно выпавшими из гнезд птенцами. Такая «скромная» дань устраивает обе сто- роны. К тесной «дружбе» более всего склонны морские обитатели. Пусть по своей организации они стоят на несколько рангов ниже — мы имеем в виду беспозвоночных,— зато среди них попадаются гораздо чаще настоящие неразлучники, неспособные существовать друг без друга. В симбиотическом мире они как раз и стали теми звездами первой величины, о которых пишут во всех книгах. Классический пример неразлучной пары подают рак-от- шельник придо и актиния адамсия. Залезая в пустую раковину моллюска и обзаводясь таким образом собственным домом, рак на- чинает тут же заботиться о стороже. Он отыскивает адамсию нуж- ного ему вида, с помощью нежного массажа отделяет ее от субстра- та, бережно переносит в клешне и усаживает у входа в раковин)'' — ниже и позади собственного рта. Замечательно, что актиния, обжи- 19
гающая своими ядовитыми щупальцами всех, кто осмелится к ней приблизиться, не оказывает раку ни малейшего сопротивления. Нз объединения актинии и рака-отшельника получается нечто вроде комбинации лучника, убивающего жертву, и мясника, разде- лывающего ее тушу.острыми ножами. При дележе добычи ссоры у них не бывает: мелкие куски, выскользнувшие изо рта рака, тут же погадзют в рот актинии. Со временем старая квартира становится отшельнику тесной. Но по мере того как он растет и его рот все больше отдаляется от акгинии, она сама надстраивает раковину, выделяя быстро затвер- девающую в воде слизь. Из этой слизи вокруг края раковины об- разуется своего рода роговая муфта, на которую актиния и перепол- зает. Так и живут они вместе до самой смерти. Если снять с домика рака актинию, он немедленно снова посадит ее на прежнее место; если же извлечь из раковины самого рака, то адамсия, сколько и чем бы ее ни кормили, вскоре погибнет. К дружной паре нередко присоединяется третий компаньон — червь нереис. В его обязанности входит забота о надлежащем са- нитарном состоянии жилища. Присутствие червя становится осо- бенно незаменимым, когда отшельник, обросший несколькими актиниями, оказывается уже не в состоянии очищать собствен- ный дом. Уже Аристотель знал об удивительно прочном содружестве дву- створчатого моллюска пинны и краба пиннотереса, обитающих в Средиземном море. У краба слишком много врагов, которые были бы не прочь им полакомиться, а средств самообороны никаких. Вот он и прибег к защите и покровительству пинны. Когда вокруг все спокойно, краб сидит у входа в раскрытую раковину и далеко от нее не отлучается. Почуяв опасность, он бросается в объятия своей покровительницы, которая тут же за- крывает «дом». За его мощными стенами крабу никто уже не стра- шен. В свою очередь краб тоже оказывает пинне услугу: он помогает ей охотиться. Когда поблизости проплывает какое-нибудь неболь- шое мирное существо, краб влезает на мантию пинны, и та смыкает створки. Пойманную добычу благодарный квартирант оставляет своей хозяйке, а сам питается растительной пищей. Некоторые крабы тропических морей держат в каждой клешне по актинии, применяя их как для защиты, так и для нападения. Средиземноморский краб дромиа (его называют шерстяным) и краб-паук с Большого Барьерного рифа сажают себе на спину для безопасности губок, куски водорослей и вообще любые предме- ты, обвешиваясь ими, словно старьевщики. Если, подрастая, губка начинает выступать за края их панциря, краб-паук снимает ее со спины, подрезает до нужных размеров и водружает на прежнее 20
место. О замечательных обитателях рифов мы поговорим специаль- но, когда спустимся в морскую пучину. Форму сожительства, при которой неподвижные организмы — актинии, полипы, губки — используют своих хозяев как средство передвижения, биологи называют форезией. Сидя верхом на раке- отшельнике или крабе, они получают больше возможностей для охоты п одновременно быстрее обновляют воду в своем «чреве». Мы все время будем говорить о дружбе и сотрудничестве. Но это часто лишь внешняя, кажущаяся сторона отношений между сим- бионтами. На самом деле взаимоотношения партнеров по симбиозу носят характер взаимных услуг только тогда, когда каждый из симбионтов находится в одинаково сносных условиях. Стоит кому- то из них оказаться в непривычной обстановке, как взаимопомощь оборачивается односторонним «эгоизмом», когда пользу для себя начинает извлекать только одна сторона. Специалисты правильно называют «дружественный» симбиотический союз сбалансированным симбиозом. Подлинный характер отношений между участниками такого симбиоза мы попытаемся раскрыть дальше, когда дойдем до лишайников и микоризы. Сотрудничество недолгое, но очень важное Известно, что в 1827 году зоолог Эккерман рассказал великому Гёте о происшествии с двумя маленькими птенчиками королька, за кото- рыми он вел наблюдение п которые по его собственной вине лиши- лись матери. После случившейся трагедии птенцы сразу покинули материнское гнездо, а на следующий день их нашли в гнезде репо- ловов, которые принялись их кормить наравне с собственным вы- водком. Услышав об этом, Гёте был очень взволнован, но не столько самой трогательной историей, сколько ее значением. Он увидел в ней лишнее подтверждение своих мыслей о широкой взаимопомощи в природе. Размышляя на тему взаимопомощи, И. А. Крылов в одной из басен писал: Младая лань, своих лишась любезных чад, Еще сосцы млеком имея отягчепны, Нашла в лесу двух малых волченят И стала выполнять долг матери священный, Своим питая их млеком. Все это происшествия случайные, в одинаковой мере вероятные и невероятные. Мы же ищем постоянства, достоверности и главное — фактов взаимного участия. 21
Когда утка с лисой или буревестник с гаттерией делят между собой общую нору и выводят в ней каждый свое потомство, никому из них, как мы видели, пользы особой нет. Когда кукушка и знако- мые нам воловьи птицы поручают заботы о собственных птенцах птицам других видов, они освобождаются от нелегкого труда и выигрывают время для «личной жизни». Но есть среди животных и такие случаи, когда разные и далекие друг от друга виды берут на себя взаимные заботы о «малых детях». Тогда в выигрыше оказыва- ются обе стороны. Остановимся только на одном, но очень показа- тельном примере. В реках Западной Европы и у нас на Дальнем Востоке обитает рыба горчак. Когда наступает пора нереста, самка отыскивает в реке обыкновенную беззубку, или перловицу, и, запустив между створками ее раковины яйцеклад, откладывает в жаберную полость моллюска порцию икры, которую самец сразу же оплодотворяет. Вылупившиеся мальки в течение целого месяца остаются на по- печении своей приемной матери. А пока пара горчаков вьется вокруг раковины, из нее выплывают маленькие личинки, снабженные липким жгутиком. Набросив его на тело рыбы, личинки быстро внедряются в ее кожу и здесь, окружив себя защитной капсулой, дорастают почти до взрослого состояния. Рыбы разносят молодых беззубок далеко по реке. Необременительные взаимные ус- луги оказываются чрезвычайно полезными для обоих живот- ных. 22
С рядом похожих примеров, по уже из истории «дружбы» живот- ных с растениями мы встретимся, когда будем говорить о цветах и муравьиных деревьях. Никого не удивляет, что волки охотятся на лосей стаями, а дельфины промышляют рыбу стадами. Подобная взаимопомощь в порядке вещей среди зверей одного и того же вида. Но когда в пылу охоты объединяются разные животные й они потом делят меж- ду собой пойманную добычу, получается довольно любопытная картина, имеющая прямое отношение к нашей теме. Иногда от коопе- рации ради добычи пропитания один шаг до постоянного симбиоза. В степях и пустынях Средней Азии обитают лисица корсак и перевязка (последняя относится к тому же семейству, что и хорек, куница или ласка). Каждая из них добывает пропитание своими путями, но при этом обе интересуются большой песчанкой. Нора у этого грызуна неширокая. Перевязка забирается в нее легко, а лисица залезть не может — толста. Чует зверька, «да зуб неймет». Однако, пока перевязка пробирается по норе, песчанка уходит из нее через запасные выходы. Трудности ддбывания песчанок, по- видимому, и вынудили обеих хищниц кооперироваться. Перевязка проникает в норы больших песчанок и стремится выгнать их на поверхность, а лиса дежурит снаружи и пугает зверьков, не давая им выбежать из убежища. Кому первому песчан- ка достанется, тот ее и съедает. Делить добычу и драться из-за нее не приходится. Случается, что перевязка и лиса так и бегут вместе от норы к норе. Перевязка залезает во все норы по очереди, а лиса обнюхивает выходы из норы и прислушивается. Иногда, поймав добычу, лиса отбегает в ближайшее укрытие; съев ее, она возвращается к колонии песчанок и ждет, пока из норы вылезет ее компаньонка. Затем вместе отправляются дальше. В Северной Америке барсук и койот совместно охотятся на зай-- цев и луговых собачек. Их охотничий союз сложился благодаря тому, что они выслеживают добычу в одной и той же местности. Ссор из-за дележа у них тоже не бывает. Один раз выигрывает койот, в другой раз может повезти барсуку. Бакланы и пеликаны очень склонны к совместным облавам на рыбу. Первые отлично ныряют, уверенно чувствуя себя на глубокой воде; вторые нырять не умеют и способны добывать пропитание лишь со дна водоема, если достанут до него благодаря своей длинной шее. Приступая к облаве, бакланы гонят рыбу в сторону берега, на кою- i ром пеликаны уже выстроились широким полукругом. Когда загон- : щики достаточно приблизятся, пеликаны принимаются бить по воде i своими огромными крыльями, подымая страшный шум. Испуганная ( рыба, очутившаяся словно между Сциллой и Харибдой, мечется 23
взад и вперед, тщетно пытаясь вырваться из окружения. Шеренги птиц все больше сближаются. Теперь, когда в бурлящем водовороте рыбы становится едва ли не больше, чем воды, пернатые рыболовы и начинают хватать добычу своими цепкими клювами. Кормятся в основном пеликаны, поскольку бакланы успели насытиться раньше. Совместную охоту на рыб бакланы и пеликаны пытаются орга- низовать и когда живут в неволе. Такие случаи наблюдались, на> пример, на большом пруду Московского зоопарка. В Африке живет внешне ничем не примечательная, но очень странная птичка, похожая на кукушку. Называют ее медоведом или медоуказчиком. Медоуказчики откладывают всего одно яйцо, но, подобно кукушкам, сами его не насиживают, а подбрасывают в гнезда других птиц, в основном дятлов. Птичка все время занята поисками гнезд диких пчел. Странность ее состоит в том, что, во- первых, она обнаруживает пристрастие не к меду, а к воску, из которого построены со гы, а во-вторых, прибегает для разрушения улья к чужой помощи. Чаще всего помощником ее в этом деле бывает барсук-медоед, но за неимением такового птичка не колеблясь избирает себе в сообщ- ники павиана или даже человека. Отыскав где-нибудь на земле пли на дереве гнездо пчел, медовед отправляется на поиски первого встречного и пытается обрат ить на себя его внимание. Птица машет крыльями, выделывает необычные телодвижения и призывно стре- кочет. Увидев такое, местные жители уже знают, в чем дело. Человек идет по пути, указываемому медоведом, иногда километр и больше, а птина, присаживаясь на деревьях, время от времени оборачи- вается, чтобы убедиться, следуют ли за ней. Приведя наконец чело- века к гнезду, кукушка-медовед устраивается поблизости и ждет, когда ее спутник разделается с пчелами, заберет мед и удалится. Тогда приходит ее черед лакомиться обломками сот (чтобы не обма- нуть ожидания птички и не охладить ее рвения на будущее, люди всегда оставляют ее долю). Впрочем, доверившись птичке, именно человек нередко испы- тывает разочарование. Случается, что она приводит к ульям, кото- рые местные жители специально вывешивают на опушках леса в расчете, что их займут дикие пчелы. На что способны муравьи и термиты Чтобы получить представление о разнообразии типов симбиоза, нет нужды обращаться к разным животным. Достаточно сосредото- читься на муравьях — нескольких видов или даже одного вида. Богатство существующих у них «разноплеменных» союзов столь 24
велико, что для их познания не хватило бы нескольких человечес- ких жизнен. В увлекагелыкхля изучения муравьиного «микрокос- ма» и его бесчисленных сожителей для натуралиста таится реальная опасность отрешиться от остального мира: уж очень он притягате- лен! Крохотные создания, их сложнейшая общественная жизнь завладевают умом пытливого исследователя безраздельно и на- всегда. То, что о них уже написано, может поместиться на полках далеко не всякой даже крупной библиотеки. Идя по лесу, мы еще издали замечаем сооружение рыжего лесного муравья — большущий муравейник, напоминающий кучу свеже- насыпанного желтого песка. Вначале кажется, что обитатели этой кучи погружены в глубокий сон, охраняемый немногими сторожами, медленно ползающими по ее поверхности. Но такое впечатление обманчиво. На самом деле в муравейнике кипит жизнь сотен тысяч, а ю и миллиона трудолюбивых созданий. Впрочем, оглядевшись вокруг повнимательнее, мы замечаем, что по проторенным «тропин- кам», расходящимся от муравейника во многих направлениях, туда и сюда безостановочно снуют рабочие муравьи. Вот несколько трудяг волокут в дом зеленую гусеницу. А вот торопятся’носиль- щикп-одгпючкп, крепко удерживающие свою ношу в челюстях. Один из шгх тащат какую-то маленькую букашку, другие — белые «яички», напоминающие рисовое зерно... Муравьи расползлись и по деревьям. Наблюдая за их цепочками, движущимися в обоих направлениях ио стволу соседней березы, нетрудно заметить, ч то вверх они чаще подымаются худыми и изящ- ными, а вниз спускаются с изрядным брюшком. Нередко муравьиш- ки из противоположных потоков, встретившись, останавливаются, скрещивают свои усики, точно обмениваются рукопожатиями, и что-то передают друг другу изо рта в рот. Затем каждый поворачи- вает в обратную сторону. Если проследить до конца, куда ползут муравьи, то мы добе- ремся вместе с ними до зеленых листочков, точнее, до питающихся их соками тлей. Муразьи — большие сластены. Тли привлекают их своими саха- ристыми выделениями, которые образуются под действием фермен- тов из соков растения, не успевающих перевариться в их кишечни- ке. За сутки одна тля производит «сироп» в количестве, превышаю- щем в несколько раз ее собственную массу. Когда по соседству мало муравьев, сироп капает с листа на лист сладким дождем, покрывая их медвяной росой, или падыо. Листья начинают блестеть, как лакированные. В присутствии муравьев тли, живущие с ними в симбиозе, си- ропом листья не орошают, а передают его муравьям. Заметив тлю, муравей быстро к ней приближается и начинает щекотать усиками 25
Муравьи: «доят» тлей ее брюШко, как бы доить. Тут тля и выделяет капельку сиропа, которую муравей отправляет себе в зобик. О том, что муравьи «доят» тлей, знал уже Карл Линней, метко назвавший тлю по-латыни «формикарум вакка», т. е. «муравьиная корова». С тех пор взаимоотношения обоих насекомых были выяс- нены во всех подробностях. Зимой муравьи ухаживают за яйцами тлей не хуже, чем за своими собственными. В первые теплые весенние дни, едва из них вылупятся личинки, муравьи выносят их на воздух — сперва всего на несколько минут, а потом на все более продолжительное время. Молодые тли к этой процедуре привыкли: находясь в челюстях муравья, они совершенно замирают и специально поджимают лапки, чтобы их удобнее было транспортировать. Когда распустятся моло- дые листочки и поднимется свежая трава, муравьи перенесут своих «дойных коровушек» на зеленые пастбища, но первое время еще бу- дут уносить их на ночь в гнездо. И лишь с наступлением настоящего тепла они окончательно отпустят их на волю. Впрочем, «воля» эта весьма относительная. Тли и на пастбищах все время будут нахо- диться под бдительным присмотром и охраной своих хозяев — и не напрасно. Не будь у беззащитных тлей падежных телохранителей, они, несмотря на всю свою огромную плодовитость, могли бы давно пасть жертвами многочисленных врагов. Кроме того, ими всегда не прочь завладеть другие муравьи (из-за тлей между ними часто ра- зыгрываются целые баталии). Для пущей сохранности поголовья муравьи частенько строят для своих «коров» узкие и длинные земляные укрытия прямо на 26
растениях, а у входов в них выставляют охрану. Такие укрытия одновременно служат убежищем от непогоды. Бывает, что муравьи поселяют тлей на корнях растений и тоже возводят над ними про- сторные земляные «коровники», которые соединяют подземными ходами с муравейником. Тогда хозяевам становится особенно легко добираться до своей «скотины», которая и питается и плодится в одном месте. К дойным кормильцам муравьев надо причислить также щито- вок, червецов, листоблошек, цикад и даже гусениц бабочек. На «пастбищах» они находятся под столь же бдительным присмотром, как и тли. В Австралии водятся муравьи, выхаживающие потомство неко- торых бабочек так, словно сами они его родители. Разыскав на акации яички бабочек, они возводят над ними земляной шатер и приставляют к нему охрану. Когда выведутся гусеницы, муравьи начинают их «пасти» в зеленых кронах акаций, а на ночь загоняют в «стойло». Гусеницы растут и через некоторое время оказываются уже не в состоянии выбираться наружу через узкую щель стойла. Тогда муравьи принимаются сами кормить их молодыми листочками. С наступлением поры окукливания надобность в кормежке отпадает, но заботливые хозяева продолжают охранять куколок до того дня, когда из них вылетят бабочки. Спрашивается, какой прок муравьям возиться с потомством пред- ставителей совершенно другого отряда насекомых? А все тот же. Пока гусеницы растут, муравьи их доят. Но расположение муравьев к маленьким шустрым жучкам ломе- хузам превосходит все ожидания и, кажется, утрачивает всякую целесообразность. По сравнению с ним их привязанность к тлям, червецам и гусеницам выглядит всего лишь деловым сотрудниче- ством, основанным на хладнокровном расчете. Ломехуз муравьи обожают. Иным словом, их «чувств» и не передать. Все дело в том, что у ломехуз по бокам брюшка имеются особые кожные железы, которые выделяют эфироподобную жидкость. Ради нее муравьи, кажется, способны забыть все на свете. Повстречав- шись с жучком, муравей щекочет своими усиками пучок прикры- вающих железу золотых волосков, и желанный эликсир поступает по ним прямо в муравьиный рот. Некогда даже считали, что эта жидкость, притягивающая муравьев как магнит, обладает «весе- лящим» действием, и сравнивали муравьев с алкоголиками. Теперь установлено, что в пей содержатся витамины и важные ростовые вещества. В обмен на эликсир здоровья и роста муравьи делятся с ломехузами содержимым своих зобиков. Личинок ломехуз муравьи лелеют и холят больше, чем своих собственных. Случись какая опасность, они бросаются спасать 27
их в первую очередь. Гостеприимство муравьев доходит до того, что они у себя на глазах позволяют жукам пожирать свой расплод! За неумеренное самопожертвование хозяева нередко расплачи- ваются дорогой ценой. В муравейниках, где слишком расплоди- лись ломехузы, вскоре происходит снижение плодовитости самок (которых теперь рабочие хуже кормят), а затем они погибают. Колония, утратившая производительниц, неминуемо отмирает. Это дает основание некоторым биологам толковать пристрастие муравьев к ломехузам как своего рода «социальную» болезнь. На тех же основах, что и с ломехузами, строятся отношения муравьев с многочисленными жуками — пауссидами и ощупниками, богато представленными в тропических и субтропических странах. Кроме того, муравьи сумели «одомашнить» или согласились просто приютить у себя многих кокцид, клопов, кузнечиков, сверчков, цикад, мух, комаров, уховерток, а также клещей, пауков и мокриц. Если бы мы взялись перечислить всю эту братию поименно, то из достоверных квартирантов получился бы список па несколько стра- ниц. А сколько еще постояльцев, постоянных и временных, пред- стоит открыть! Сейчас считают, что в целом в тесном симбиозе с муравьями живет (по данным разных авторов) от двух до трех тысяч видов, преимущественно членистоногих. Всех их называют мирмекофила- ми — «любящими муравьев». Одних из них с муравьями связывают интересы желудка или безопасности, других — возможность вве- рить им судьбу своего потомства, как в только что рассмотренных примерах. Есть среди мирмекофилов и такие виды, которые специа- лизируются на очистке муравейников от мусора и трупов (напри- мер, жучки-карапузики и мирмедонии только ими и питаются), занимаются туалетом самих муравьев (таковы жучки оксизомы и мелкие кузнечики) или заботятся о прочности муравейника (так, обитающий на Яве муравей полихарис вносит в свое гнездо гусениц бабочки вутри, которые «в благодарность» за предоставленный им полный пансион укрепляют стенки жилища собственной паути- ной). Наконец, среди обитателей муравейников есть немало настоя- щих паразитов и хищников, от которых муравьи при всем желании не в состоянии освободиться. Их мы касаться здесь не будем. Однако и полезные сожители далеко не всегда «честны» по отношению к своим покровителям. Многих членов муравьиной свиты И. А. Ха- лифман образно сравнивает с мелкими воришками, льстивыми по- прошайками, бесстыдными нахлебниками и приживалами, а то и тайными разбойниками. И это вполне справедливо. Зачастую борьба и взаимопомощь, паразитизм и симбиоз, которые мы наблю- даем в муравейниках, переплелись настолько тесно и причудливо, 28
что вывести общий баланс и оценить такие отношения однозначно просто невозможно. Вероятно, компания по-настоящему честных и вежливых гостей не столь уж велика. Вполне понятно поэтому, что муравьи относятся к сожителям по-разному: одних кормят и лелеют, других не замечают, третьих недолюбливают. С муравьями мирно уживаются не только членистоногие. В му- равейниках иногда поселяются животные и размерами побольше, и рангом повыше, вплоть до попугаев. Чаще всего там можно встре- тить разных улиток, ящериц и змей. В наших лесах, например, в муравейники сплошь и рядом заползает ящерица веретеница. Самое замечательное, что этих гигантов, неизбежно сильно повреж- дающих муравейник, его обитатели никогда не жалят. Муравьев на земле около 15 тысяч видов. По сравнению с жу- ками это не так много, зато какая у них высокая численность! Есте- ственно, что представители разных видов муравьев каждодневно сталкиваются друг с другом, и эти столкновения очень часто для кого-то оказываются роковыми. С самыми воинственными среди муравьев легионерами и опустошителями, не уступающими саранче, нам еще предстоит познакомиться, а пока коснемся проявлений истинной взаимопомощи, способствующих сохранению и процвета- нию муравьиного рода. Случается, что в гнезде одного из видов наших лесных муравьев (например, темно-бурого) по той или иной причине погибает пло- дущая самка — «царица». Тогда семье грозит вымирание. В то же время где-то поблизости растерянно мечется молодая царица другого вида (например, рыжего лесного муравья), готовая к основанию нового гнезда. Покинув материнский дом и не найдя в округе своих сородичей, она наконец решается войти в покои чужого племени. И что же? Ее принимают как самую желанную гостью, о ней заботят- ся так же, как некогда заботились о собственной матке. Из яиц, от- ложенных приемной царицей, родятся одни рыжие муравьи, которые вскоре, естественно, вытесняют своих добрых хозяев. Так мирным путем гнездо переходит к другому виду. Бывает, что муравьи принимают чужую самку и в присутствии своей собственной. В этом случае возникает смешанная колония, в которой муравьи разных видов продолжают жить в полном со- гласии. \ В природе узами подобной взаимной выручки связаны не два, не три, а десятки видов, да и живут они часто общими колониями. Это один из тех уникальных примеров, когда вопреки всем законам биологии особи одного вида, вместо того чтобы соперничать с родст- венными видами, живут исключительно для их блага. Биологиче- ский смысл такой взаимопомощи понятен при одном условии: если она действительно взаимна. 29
Ну, а можно ли отнести к обоюдополезному симбиозу, то «сооб- щество», которое возникает после насильственного захвата расплода у соседнего вида? В литературу эта операция вошла под названием «захват рабов». Так называемые муравьи-амазонки вида полиергус рхфесценс специализируются на ограблении гнезд других видов (например, лесных муравьев рода формака). В поход они отправляются колон- нами. Совершив внезапное нападение на чужое гнездо, амазонки стремятся захватить куколок и быстрее возвратиться домой. Му- равьи, подвергшиеся нападению, отчаянно сопротивляются, пы- таясь отбить свое потомство, но победа остается за тем, кто сильнее. Так или иначе часть награбленных куколок попадает в гнездо ама- зонок, где из них выводятся рабочие муравьи соответствующего вида. Едва обсохнув, они принимаются за обычную работу, которую выполняли бы в родном гнезде. В чужой семье она оказывается особенно необходимой. Дело в том, что амазонки, столь способные в ратных делаЯ, в собственном доме совершенно беспомощны. Они не могут даже самостоятельно питаться. Сколько бы вокруг ни было пищи, они, оставаясь в одиночестве, обречены на голодную смерть. В кормлении амазонок и заключается главная функция захваченных ими чужих муравьев. Выполняют они ее без какого бы то ни было принуждения и пользуются равными правами со всеми остальными обитателями гнезда/Так что сравнение пленников с рабами не выдерживает никакой критики. Что же все-таки перед нами — паразитизм или своеобразная форма симбиоза? Мнения по этому поводу расходятся. Склоняясь больше ко второй точке зрения, мы полагаем, что в конечном счете похищение куколок полезно и для безвинно пострадавшего вида, так как убыль населения в гнездах побуждает мирных муравьев быстрее плодиться и, следовательно, увеличивать свою численность, что всегда свидетельствуете процветании. , На второе место после муравьев по числу разнообразных сожи- телей надо поставить термитов. В их свите сейчас зарегистрировано примерно 700—800 видов. Впрочем, по сравнению с муравьями видовое разнообразие самих термитоз раз в шесть меньше. Если муравьи распространены повсеместно, то термиты, будучи от природы неженками, по-настоящему процветают лишь в тропи- ках. В нашей стране встречается всего несколько видов, обосновав- шихся в Средней Азии. Большинство термитов обитает в подземелье. Многие создают при этом обширные подземные колонии, а снаружи возводят высо- кие сооружения — термитники. В них поддерживается удивительно постоянный микроклимат, словно там стоят кондиционеры. Даже в 30
Тср.читнчки в форм? гриба засушливый сезон, когда вокруг выгорает вся растительность, влажность в термитнике никогда не падает ниже 96,2 процента; температура же колеблется в пределах нескольких градусов вокруг оптимума в плюс 30 градусов. Ясно, что столь комфортные условия не могут не привлекать в жилища термитов многих сожителей. В центре колонии расположены покои громадной царицы с непомерно раздутым брюшком. Здесь же рядом живет се крошеч- ный супруг. А вокруг них суетится многочисленная свита, призван- ная обслуживать царскую чету. В составе свиты непременную группу составляют гости, среди которых особенно много разных мелких жучков из семейств коротконадкрылых, пластинчатоусых, жужелиц и риссопасид; встречаются также бескрылые мухи, кома- ры, гусеницы молей, цикады, паучки, клещи и многие другие. В отличие от муравьиных сожителей почти вся эта пестрая толпа постояльцев стремится своей внешностью во что бы то пи стало подражать царице. Многие преуспели в этом отношении на- столько, что долго вводили в заблуждение самых опытных энтомо- логов. Так было, например, с термитной Myxoid, производящей всего одно крупное яйцо или даже сразу рождающей взрослое на- секомое. Ученые долго не могли раскрыть ее мушиную природу. Так было и с рядом жуков. Самое интересное, что гости уподобились пузатой царице не спроста. Благодаря сходству они получают от рабочих термитов царскую пищу, предназначенную для основате- лей рода. Возможно, впрочем, дело обстоит и наоборот. Может быть, имитаторы приобрели сходство с царской особой как раз в резуль- S1
таге обильного кормления. У всех у них брюшко непомерно разду- вашея, н они принимают страшно уродливый вид. Питая гостей и ухаживая за ними, термиты в свою очередь слизывают с них питательные выделения, содержащие вещества, необходимые для нормального развития. О способностях муравьев и термитов к «приручению» других насекомых, о проявлениях дружбы внутри муравьиного племени, о том, как ведутся наблюдения за жизнью этих удивительных созда- ний, можно говорить бесконечно. (Тем, кто заинтересуется этими вопросами специально, мы настоятельно рекомендуем книги 11. И. Мариковского и И. А. Халифмапа.) Впрочем, с муравьями и термитами мы еще не раз встретимся по другому поводу. Для полноты обзора не мешало бы снова вернуться к пернатым и вспомнить о грандиозных птичьих базарах Арктики, где отно- шения между совместно гнездящимися птицами разных видов то- же полны сложных противоречий. Но, к сожалению, мы не можем долго задерживаться на аналогичных примерах. Нам пора перейти к новым формам симбиоза и привлечь к делу растения.
Гнездо пчел в окружении гнезд кассиков Буйвол и цапля — привычные спутники
Рак-отшельник с актиниями Насекомые, живущне с термитами: вверху— термитная муха. вни ty— хук коротокц Термиты х>бедают
Зеленея гиОра: 1 — pom. 2 — щупальца, 3 — зрелое яйцо. зараженное зоохлореллами Зеленым цветом обозначено пространство, занятое зоохлореллами Тридакна Мантия гпридакны (черные тачки по краю — «глаза*)
Атолл Анкоридж (Северные острова Кука) и его внутренняя лагуна На переднем плане коралл поцилопора, на заднем—гидроидный коралл миллепора
Меан()р<>вь,1< коралл
Мозговидный коралл I рибовидные кораллы
Kopa.i.i акропора ночью (по.шпы вы icciu и< домиков в поисках пищи) Коралл (iK|>om>pu Лал< (по.шпы спрчптлт ь в СвОи.Х ih>.UUK(l\)
Рыба-бабочка Рыба ангел императорский
.1 Глава вторая ЭНДОСИМБИОЗ С ВОДОРОСЛЯМИ О «водяном змее» и зеленых животных Согласно древнегреческой легенде, в болотистой Арголнде обитало кровожадное чудовище с огромным, тяжелым 'голом, когтистыми лапами, змеевидным хвостом и девятью головами, сред- няя из которых была бессмертной. Его глаза сверкали злобой, а пас- ти, вооруженные острыми зубами, изрыгали огонь. Чудовище по- жирало зверей и домашний скот, уничтожало всходы. Но этого ему было мало. На узкой тропе, зажатой между болотами и крутыми скалами, оно подстерегало неосторожных путников, направляв- шихся в Лаконику. Звали этого дракона Гидрой. Микенский царь Эврисфей приказал Гераклу убить Гидру. Сна- чала Геракл метал в ее логово стрелы. Когда же разъяренное чу- довище бросилось на пего, он стал рубить его головы мечом. К удив- лению Геракла, всякий раз на месте каждой отрубленной головы появлялись две новые. Тогда он приказал своему вознице Полаю поджечь ближайший лес и стал прижигать шеи на месте отрублен- ных голов пылающими головнями - - головы больше не вырастали, Так же разделался он и с бессмертной головой, закопав потом ее в землю. Край был навсегда избавлен от страшной опасности. Много веков спустя, когда самые крупные животные уже были известны и их начали изучать, ученые заинтересовались, какие же из реально живущих или некогда живших на территории Европы существ могли послужить прототипами мифологических драконов. В отношении Гидры было твердо установлено, что никогда никаких подобных ей сухопутных животных ни в Греции, ни в Европе вообще не существовало и что образ этого дракона — чистейший вымысел. Однако в 1703 году знаменитый голландский исследователь Антони ван Левенгук, открывший мир микроскопических существ, обратил внимание на мелкие живые буроватые комочки, встречаю- щиеся в большом количестве в любом пресноводшхм водоеме. Он описал их под общим названием «анималькулум», а знаменитый 3 В. И. Назаров 33
шведский натуралист и систематик Карл Линней дал им персональ- ное название «гидра обыкновенная», что в переводе на русский озна- чает «водяной змей». Гидрой обстоятельно занялся швейцарский натуралист Авраам Трамбле. Он открыл у нее удивительную спо- собность: разрезанная на сто мелких кусочков, гидра не погибала. 11з каждого кусочка спустя некоторое время вырастал новый орга- низм — происходила регенерация. Эта-то способность, едва ли не превосходящая аналогичное свойство мифической древнегреческой Гидры, и послужила причиной того, что описанному существу дали имя сказочного «водяного змея». Есть и другое оправдание такого названия: по масштабам водного микромира гидра — прожорливая хищница. Чтобы убедиться в этом, зачерпнем в стеклянную банку прудо- вую воду и положим в нее листочек растущей в пруду бедой кув- шинки или желтой кубышки и немного обычной ряски, которая тянется сплошным зеленым покровом вдоль берега. Внимательно приглядевшись к этим растениям, через некоторое время мы сможем заметить сидящие на их нижней поверхности маленькие студени- стые стебельки, увенчанные пучком длинных и тонких бахромок- щупалец (их обычно бывает от 5 до 12). Это и есть гидра. Широко раскинув щупальца, она в поисках добычи постоянно делает ими круговые движения, совсем как вращающаяся антенна радарной установки. Вот с током воды к одному из щупалец приближается мелкий рачок. Секунда — и он словно к нему приклеился, не в состоянии больше оторваться. Щупальце постепенно сокращается и подтяги- вает жертву к ротовому отверстию гидры. Что же произошло с рач- ком? На щупальцах гидры густо сидят особые стрекательные клетки — микроскопические капсулы с внутренней полостью. Выстилающая полость оболочка в одном месте образует впячивание в виде конуса, который заканчивается тонкой и полой внутри нитью, закрученной в тугую пружину. Из капсулы торчит наружу стрекательный воло- сок. Как только какой-нибудь мелкий рачок — циклоп или даф- ния — прикоснется к этому волоску, стрекательная клетка как бы взрывается: мгновенно открывается маленькая прикрывающая се крышечка, конус выворачивается наизнанку, подобно пальц) перчатки, а продолжающая его нить пружины молниеносно рас- । ручивается. Еще до того, как эта нить раскрутится и вонзится в рачка, его тело прокалывают несколько острых и крепких шипиков тилетов). В образовавшуюся ранку из стрекательной клетки впрыс- кивается ядовитая жидкость, мгновенно парализующая жертву. Такими «снарядами» гидра ловит свою добычу и одновременно за- щищается от врагов. Они взрываются целыми батареями, и их нити 34
крепко удерживают жертву, которая потому и кажется прилип- шей к щупальцу. Кроме рачков гидра питается инфузориями, малощетинковыми червями, личинками разных беспозвоночных и даже только что вылупившимися из икры мальками рыб. Если добыча слишком вели- ка, она заглатывает ее постепенно. Случается, что часть тела добы- чи уже переварилась, а остальная еще торчит изо рта. Любопытно, что переваривание пищи происходит не в самой полости, а внутри выстилающих ее клеток. Но нас интересуют сейчас не гидры вообще (их в пресных во- дах земного шара насчитывается не более десятка видов), а лишь один ее вид — зеленая гидра, по-латыни «хлорогидра виридиссима», впервые описанная русским академиком П. С. Палласом в 1766 го- ду. На протяжении ста лет ее яркая зеленая окраска почти никого не интересовала. Мало ли других животных зеленого цвета! Куз- нечики, саранча, многие виды лягушек, ящериц, хамелеонов... Но в зеленой окраске гидры скрывалась большая тайна, фундамен- тальное биологическое явление. Раскрыть ее выпало на долю зоолога Т. Зибольда в Германии и ботаника Л. С. Ценковского в России. Изучая эту гидру, а также некоторых зеленых червей и инфузо- рий, они независимо друг от друга обнаружили в их теле массу зерен хлорофилла — того самого хлорофилла, с помощью которого, как тогда уже было известно, на свету питаются растения и который придает им зеленый цвет! Кроме того, в опытах выяснилось, что такие зеленые животные могли месяцами обходиться без всякой пищи, а некоторые, по-видимому, вообще в ней не нуждались. Зато в темноте они не выдерживали голода и быстро погибали. Животные могли, подобно растениям, питаться светом и воздухом! Добрых два десятилетия вокруг зеленых животных велись горя- чие споры: кто же они все-таки — животные или растения? Когда . же одержала верх первая точка зрения, возникло новое предполо- | жение, будто наряду с обычным растительным хлорофиллом су- ществует еще и животный. Это заблуждение опроверг путем удачно поставленного опыта Л. С. Ценковский. Он же установил истинную природу явления. Ему удалось извлечь из одноклеточной зеленой радиолярии зернышки «животного хлорофилла» и сохранить их живыми непосредственно в воде. Радиолярия после такой операции погибла, а «зернышки» продолжали жить и даже размножались. Так было неопровержимо доказано, что в теле интересующих нас зе- леных животных живут не зерна хлорофилла, а одноклеточные во- доросли. Ценковский ошибся только в одном. Он посчитал эти водоросли за паразитов. Однако вскоре другой русский ботаник — А. С. Фаминцын установил истину, показав, что сожительство жи- вотных и водорослей — яркий пример взаимовыгодного симбиоза. 3* 35
Поскольку в данном случае один организм живет внутри другого, этот вариант сожительства назвали эндосилюиозо.и. Но вернемся к зеленым животным. В легкости обеспечения своей жизни наша хлорогидра виридиссима вполне могла бы поза- вндовать маленькому ресничному червячку — конволюте. Ведь ей, несмотря на помощь симбионтов, все же приходится и самой забо- титься о своем пропитании, а конволюта целиком избавлена от этого вечного бремени жизни: взрослые черви всецело питаются теми веществами, которые ассимилируют живущие в их теле водо- росли. Чтобы этот процесс осуществлялся, им необходимо только побольше быть па свету. Вот и нежатся они на песчаных пляжах Средиземноморья и западного побережья Франции, принимая солнечные ванны. Во время отлива выползают из своих порок, а с наступлением приливной волны вновь зарываются в песок. Мил- лионы лет беззаботно живут зеленые конволюты, не ведая голода, в этой благодатной полосе морского прибоя, где извечно дружат четыре стихии — вода, суша, воздух и солнце и где, как предпо- лагают, впервые зародилась сама жизнь. Интересно, что в яйцах, отложенных конволютой-самкой, водо- рослей нет. Вылупляющиеся из них личинки первые часы жизни питаются самостоятельно, захватывая пищу ресничками, сидящими вокруг их крошечного рта. Но яйца помещаются в коконах, выде- ляющих особые вещества, которые сразу же привлекают к ним сво- бодноживущие в воде шаровидные водоросли. Вскоре водоросли уже покрывают их сплошным зеленым налетом. Когда личинка выбирает- ся из кокона, она непременно вымазывается этим налетом, а приставшие к ней водоросли быстро проникают под кожу, превра- щаясь в ее постоянных симбионтов. При этом с водорослями проис- ходят большие изменения: они сбрасывают жгутики, утрачивают оболочку и «глазок», а на их теле образуются длинные выросты. Теперь они уже не могут вернуться к прежней свободной жизни. Впрочем, и хозяева находятся в полной зависимости от своих квар- тирантов. Личинки червя, по какой-либо причине лишенные водо- рослей, оказываются нежизнеспособными. В тропических морях и океанах на коралловых рифах обитает самый крупный в мире двустворчатый моллюск тридакна, дости- гающий иногда полутора метров длины и веса в четверть тонны. Между приоткрытыми створками тридакны видны волнистые склад- ки ее мантии, окрашенной в оливково-зеленый, сине-фиолетовый и коричневый цвета. Здесь, в межклеточных пространствах мантии, нашли себе приют и защиту от слишком ярких солнечных лучей микроскопические бурые водоросли. Продуктами их неутомимой созидательной деятельности опа в основном и питается. Кишечник у нее недоразвит, и пищеварение, как и у конволюты, совершается 36
прямо в клетках тела. Раньше считали, что тридакна переваривает также избыток водорослей, число которых не убывает благодаря тому, что они очень быстро размножаются. Теперь почти доказано, что этого не происходит. Но вот что особенно интересно. Чтобы прокормить такого круп- ного хозяина, водорослей должно быть очень много. Всем им не поместиться па поверхности мантии, а внутри тканей слишком тем- но. Как же природа решила эту дилемму? Оказывается, она снаб- дила трндакпу специальной оптической системой, собирающей свет и проводящей его внутрь тканей. Состоит она из прозрачных сту- денистых клеток конусовидной формы, широкий конец которых обращен к краю мантии, а узкий погружен в глубину ткани. Внушительным размерам тридакиы соответствует и ее недюжин- ная сила. Моллюск способен при смыкании створок своей раковины изогнуть железный лом, просунутый между ними. А чтобы насильно разомкнуть их, необходимы совместные усилия нескольких сила- чей. Настоящий живой капкан! В теле тридакны находят и самые крупные в мире жемчужины. И все эти удивительные свойства стали возможны благодаря союзу с микроскопическими одноклеточными водорослями! На первых порах думали, что примеры подобного симбиоза уни- кальны. Однако, по мере того как биологи расширяли рамки своих интересов, примеры эти множились. Сейчас случаи симбиоза с во- дорослями известны чуть ли не среди всех крупных подразделений беспозвоночных животных — от простейших до оболочников. Во- доросли обнаружены в теле амеб, инфузорий, радиолярий, флагел- лят, многих губок, гидроидных полипов, сифонофор, медуз, корал- лов, актиний, коловраток, мшанок, многощетинковых червей, молл юсков... Что же касается самих водорослей, то из их богатейшего царст- ва к сожительству с животными оказалась способной лишь незначи- тельная горстка видов. Зеленые симбиотические водоросли назвали зоохлореллами, желто-зеленые— зооксантеллами, а сине-зеленые — цианеллами. Сначала под каждым из этих названий мыслили один вид или в крайнем случае небольшую группу видов одного рода. Потом выяснилось, что это сборные понятия, объединяющие по не- скольку разных родов. Зоохлореллы поселяются, как правило, в пресноводных животных. Среди них доминируют представители знаменитого рода хлорелла, того самого, на который еще недавно делали особую ставку в жизнеобеспечении космических полетов. Зооксантеллы кооперируются в основном с морскими организмами. Относятся эти водоросли к обширной группе панцирных жгутико- носцев, или динофлагеллят. Еще их называют перидинеями. Про- никая иод кожу своих хозяев, они не только сбрасывают жгутики и 37
принимают округлую форму, но сплошь и рядом изменяют и свою окраску. Так, в радиоляриях и сифонффорах они ярко-желтые, в медузах — зеленые, а в кораллах и губках могут принимать самые различные цвета вплоть до красного и фиолетового. Наконец, циа- иеллы сожительствуют с самыми различными организмами, в том числе с другими водорослями. Что происходит внутри клеток организма-хозяина? Теперь, познакомившись с некоторыми зелеными животными, постараемся заглянуть, насколько это возможно, в их интимные отношения со своими квартирантами и вывести какие-то более общие принципы. Мы знаем, что зеленые растения питаются углекислым газом и водой с растворенными в ней минеральными веществами. Хлоро- филл, поглощая энергию солнечных лучей, синтезирует из этих веществ углеводы, из которых в основном и построены растения. При этом выделяется кислород. Такой тип питания, когда орга- нические вещества создаются из неорганических, называют автот- рофным. Животные на это не способны. Они питаются готовыми органическими веществами, которые в конечном счете получают от растений. Такой тип питания называют гетеротрофным. В процессе дыхания животные поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Следовательно, основные потребности и обменные процессы расте- ний и животных противоположны и призваны дополнить друг друга. Осуществление этих потребностей и образует самый большой кру- говорот веществ на Земле. Тот же принцип, естественно,*лежит и в основе симбиоза растений с животными. Только в этом случае кру- говорот из планетарного становится сугубо интимным и как бы персонифицируется: теперь он не выходит за пределы организмов, связанных узами симбиоза. Но такое сужение масштабов с точки зрения экономической для живого только выгодно: не происходит потерь ценных материалов! Природа задолго до Цицерона осущест- вила его афоризм: Omnia mea mecum porto (Все свое ношу с собой). Питание хозяев за счет фотосинтетической деятельности их зеленых симбионтов всего убедительнее было показано в экспери- ментах на зеленой гидре и инфузории парамециум бурсариа. В одной серии опытов гидр помещали в 0,5-процентный раствор глицерина и тем лишали их всех симбионтов. Почкование у таких гидр или вовсе прекращалось, или сильно замедлялось. А если их при этом ничем не кормили, они не могли так же долго голодать, как их нормальные родичи. Чтобы узнать, как поглощают углекислый газ гидры с симбион- тами и без них, пользуются радиоактивным изотопом углерода — 38
С11. Оказалось, что часть 1‘СО2, растворенного в воде, куда были помещены нормальные, зеленые, гидры, из .воды перешла в их тело, тогда как обесцвеченные гидры этот i аз не ассимилировали. Уста- новили также, что 10 -20 процентов ”СО>, усвоенного водорослями, вошло непосредственно в состав тканей их хозяина. А вот изучение созидательных способностей хлорелл показало, что если они ведут самостоятельную жизнь, то выделяют в окружающую среду от 0,4 до 7,6 процента продуктов своего фотосинтеза (в основном это сахар мальтоза). В случае же, если они поселились в парамеции (бурсарнэ), их отдача возрастает в несколько раз (максимально до 85 про- центов). Только что извлеченные из зеленой гидры хлореллы вы- деляют до 40 процентов синтезированных ими органических веществ, главным образом глюкозы. Именно этими сахарами хлореллы и кормят своих хозяев. Ну а зооксантеллы, как было выяснено совсем недавно, синте- зируют не сахар, а глицерин и выделяют для питания своим мор- ским хозяевам до 40 процентов этого продукта. Теперь с помощью меченого атома серы удалось установить еще одну интересную деталь. Оказалось, что оба участника симбиоза питают друг друга не только по принципу «возьми, что нам не гоже», но и обмениваются кое-какими готовыми органическими веществами, в одинаковой мере полезными для каждой стороны. Но полезная роль симбионтов этим не исчерпывается. Помимо того что они снабжают животных пищей и кислородом, они еще взя- ли на себя функцию освобождать их от «шлаков» жизнедеятельно- сти --- ненужных продуктов обмена: углекислого газа, разных фос- форных п азотистых соединен и п. Это позволяет многим зеленым животным, в том числе знакомой уже нам конволюте, обходиться без всяких органов выделения. Изучение эпдоенмбиоза поставило перед учеными ряд трудных проблем. Как мог возникнуть такой тин сожительства в истории жизни па нашей планете? Почему симбиотические водоросли не перевариваются в теле животных? Как развивалось их взаимное приспособление? Все эти вопросы взаимосвязаны. Стали наблюдать за тем, как заражаются парамеции водорос- лями и какова дальнейшая судьба водорослей в теле хозяина. И тут обнаружилась очень любопытная картина. Оказавшись в контакте с хлореллами, парамеция заглатывала их ртом, как и прочую пищу. Так же как и пища, они попадали затем в пищеварительные вакуоли, по здесь их судьба складывалась иначе. Недавние исследования с помощью электронного микроскопа показали, что каждая хлорелла, будущий симбионт парамеции, окружается в этой вакуоли специ- альной мембраной (оболочкой), выделяемой цитоплазмой самой па- рамеции. Она-то и предохраняет хлореллу от опасности быть перс- 39
варенной. Но этого мало. Здесь же водоросль делится на четыре дочерние клетки. Окружающая образовавшуюся тетраду мембрана впячивается в промежутки между стенками разделившихся клеток, в результате чего каждая из них оказывается в своей собственной оболочке. Согласитесь, что это совершенно необычное поведение вакуоли и мембраны клетки-хозяина. Ведь все прочие водорослии бактерии вакуолью перевариваются! Теперь перед учеными встает новый вопрос: каким образом и в силу каких причин обычная пищеварительная вакуоль, столкнув- шись с хлореллами, перестает вдруг выполнять свои прямые обя- занности? Ответ на него не только дал бы ключ к решению загадки о происхождении эндосшмбиоза, но и помог бы понять взаимоотно- шения между внутриклеточным паразитом и клеткой-хозяином. До сих пор остается неясным, каким образом водорослям уда- ется проникать внутрь клеток других организмов и сохранять при этом свою нормальную жизнедеятельность. Впрочем, согласно наиболее распространенной точке зрения, первоначально большин- ство захваченных водорослей переваривалось и лишь единицам в силу стечения каких-то благоприятных обстоятельств посчастливи- лось не только уцелеть, но и постепенно приспособиться к необыч- ному затворническому образу жизни и начать интенсивно размно- жаться. Во многих случаях кооперация двух организмов, вступивших в симбиоз, становится настолько тесной, что раздельно они уже существовать не могут. Такой тип взаимоотношений в науке име- нуют облигатным (т. е. обязательным) симбиозом. Некоторые водоросли, превращаясь в облигатных симбионтов, изменяются до неузнаваемости, и определить, от каких известных свободноживу- щих организмов они произошли, оказывается просто невозможным. В других случаях связь симбионтов непрочна. Извлекая из временного содружества определенную взаимную пользу, оба орга- низма, однако, полностью сохраняют свой индивидуальный облик и независимость. Такие связи называют факультативными, т. е. необязательными. К факультативным симбиозам, если рассуждать чисто теоре- тически, могла бы быть отнесена в первую очередь та форма сожительства, при которой водоросль-симбионт, подобно коммен- салам, живет не внутри, а на поверхности тела другого существа. И таких случаев в природе не так уж мало. Только изучать их по вполне понятным причинам намного труднее, и потому сведения о них крайне скупы. Водоросли, поселяющиеся на теле другого организма, называют эпифитами. Это, пожалуй, самая примитивная форма симбиоза, при которой основные выгоды извлекают водоросли. В последнее 40
время, однако, все чаще выясняется, что взаимоотношения парт- неров и тут носят двусторонний характер и что они вообще гораздо сложнее, чем принято считать. Так, одна из нитчатых зеленых водо- рослей рода кладогониум, живущая на некоторых креветках, именно под их воздействием утрачивает зеленую окраску и переходит к питанию органическими веществами. Способность к фотосинтезу у нее восстанавливается лишь в зооспорах, когда эти водоросли поки- дают родительский организм и начинают вести самостоятельную жизнь. До сих пор мы говорили о водорослях, которые «дружат» с водными животными. Именно такой союз для них больше всего подходит. Ведь они сами чаще живут в воде. Оказывается, однако, что среди водорослей-эпифитов есть такие, которые сжились с на- земными животными, и не с какими-нибудь червями или улитками, а с млекопитающими, причем нигде больше в природе эти водо- росли не встречаются! Получается удивительная вещь: низшие среди растений объединились с высшими среди животных и суще- ствовать друг без друга не могут! Главная фигура этого уникального симбиоза — ленивцы, а аре- на их жизни — дождевые тропические леса Южной и Центральной Америки. Давайте заглянем туда ненадолго. «Волосистый» симбиоз и дерзкие мечты Начнем с ленивцев. Относятся они, как известно, к отряду неполно- зубых. По сравнению с большинством остальных млекопитающих им, стало быть, не хватает зубов. На самом деле им не хватает и многого другого — быстроты реакции и сообразительности, способ- ности передвигаться по земле, орудий защиты и нападения. Всю жизнь проводят они на деревьях подвешенными спиной вниз, даже когда едят, спят, переходят с ветки на ветку, рождают и рождаются. Только при отправлении естественных надобностей они принимают иное положение, но случается это очень редко — от одного до трех раз в месяц (по свидетельству некоторых натуралистов, даже через 47 дней). На первый взгляд ленивцы кажутся искусно сделанными чучелами, шутливыми произведениями какого-нибудь скульптора- юмориста. Эта кажущаяся нелепость их строения и всего образа жизни ввела в заблуждение даже крупных натуралистов, наделив- ших эти существа весьма нелестными эпитетами. Жорж Бюффон, например, называл их «величайшей ошибкой природы», а Альфред Брем — «карикатурой на животных». Но такое впечатление было вынесено из невольного сопоставле- ния ленивцев с наземными зверями. Если же их рассмотреть как древесных обитателей, то окажется, что к своей среде они прпспособ- 41
лены совсем неплохо. Их несоразмерно длинные конечности, почти непригодные для передвижения по земле, служат великолепным инструментом для подвешивания к ветвям и лазания по деревьям. Все четыре лапы вооружены мощными загнутыми наподобие крюч- ков когтями, достигающими в длину 7,5 см (это составляет приблизи- тельно 1/7—% длины их тела). Обладая такими когтями, зверек прочно подвешивается к ветвям, не затрачивая при этом па удержа- ние своего тела никаких усилий. В зависимости от числа пальцев их делят на двупалых и трехпалых. У ленивцев удивительно гибкая шея. Как и сова, они могут поворачивать голову на 270 градусов. Для зверей, живущих в кронах деревьев, это очень удобно, так как для обзора окружаю- щей обстановки нет нужды менять позу. Нормальная температура их тела 28—35 градусов, во время сна она может падать до 20 гра- дусов. Все они большие сони: спят по 15 часов в сутки, причем в дневное время. Двупалые ленивцы питаются листьями, молодыми побегами, цветами и плодами разных деревьев, а трехпалые — только отлого дерева — цекропии. Воду не пьют совсем (им хва- тает влаги в нище и дождевых капель на листьях) и могут подолгу голода гь. Ленивцы целиком оправдывают свое название: их движения напоминают кадры, отснятые при скоростной киносъемке и пущен- ные затем с нормальной скоростью. Впрочем, куда и зачем им спе- шить? Они ведь висят среди еды. Но самое интересное у ленивцев — их шуба. Такой больше не встретишь в зверином мире. Ворс ее направлен не от спины к животу, а от живота к спине. Для животного, висящего брюхом вверх, так и нужно. Благодаря этой особенности ленивцам нипочем тропи- ческие ливни. Вода стекает по их волосам, точно с гуся. Сами волосы тоже необычные. Они стойко окрашены в зелено- ватый цвет! Такой редчайшей среди зверей окраской ленивцы обя- заны живым водорослям, издавна поселившимся в их шерсти. С уверенностью можно сказать, что, не будь этих микроскопиче- ских зеленых сожителей, не выжить бы медлительным беззащитным зверькам в суровой битве за жизнь. Слишком много у них врагов, lie спас бы их от вымирания и ночной образ жизни. Единственное их средство самозащиты — быть невидимками. Благодаря водорос- лям они даже при ярких лучах солнца, когда неподвижно висят на ветвях, совершенно сливаются с зеленыо деревьев, уподобляясь причудливым лианам или лишайникам. Их нелегко заметить даже специалистам-зоологам. За сотни тысяч, а может быть, и миллионы лет совместной жиз- ни ленивцы выработали для своих симбионтов удобные «гнезда». Ос- тевые волосы (они достигают на спине длины 17 см) у них несколько 42
уплощены, клетки их покровного слоя неплотно прилегают друг к другу, образуя продольные и поперечные ложбинки. В этих лож- бинках и поселяются зеленые квартиранты. Очевидно, что естест- венный отбор благоприятствовал зверькам, волосы которых давали пристанище водорослям, и они выживали в борьбе за существование; те же, что были лишены живого зеленого камуфляжа, чаще стано- вились жертвами хищников. В волосах каждого рода ленивцев «цветет» по два вида водо- рослей, которые больше в природе нигде не встречаются. Один род, трихофнлюс, относится к зеленым водорослям, другой, циано- дерма,— к сине-зеленым. У представителей обоих родов тело нитевидное, состоит из одного ряда клеток, ио нить может и вет- виться, как у их свободноживущпх водных сородичей. Цианодерма размером поменьше и отливает слегка розоватой окраской. Больше об этих водорослях почти ничего не известно. Но в шерсти ленивцев живут не только водоросли. Здесь, в косматых зеленых дебрях, нашли себе удобный нршог жуки, не- сколько видов мелких бабочек-огневок, а из паразитов — клещи и вши. Если почесать шерсть ленивца гребешком, из нее посыплют- ся сотни насекомых. Чем не живой инсектарий! Экологи с пол- ным правом приравнивают всю эту пеструю компанию к настоящему маленькому сообществу, или биоценозу. Пока еще трудно сказать, являются ли жуки и бабочки комменсалами, т. е. простыми нахлеб- никами. Известно, что многие из них питаются слущивающимися чешуйками кожи вместе с ее выделениями; возможно, что они пли их личинки поедают также водоросли. Судя по всему, они не причи- няют ленивцу сколько-нибудь заметного вреда и не склонны от пего надолго отлучаться. Можно не сомневаться, что дальнейшее изу- чение уникального симбиоза ленивцев обогатит науку ценными сведениями о взаимоотношениях разных организмов. Наш век знаменателен тем, что человек всё больше учится у живой природы. Так, убедившись в совершенстве некоторых ор- ганов животных, наделяющих зачастую их обладателей спо- собностями, какими обделила природа людей, ученые и конструк- торы начали усиленно изучать и копировать эти органы, создавая новые машины и приборы и совершенствуя уже .существующие. Схема строения крыла летучей мыши была положена в основу конструкции первых летательных аппаратов, ставших прототипами современных самолетов. Изучение эхо-локацпоиных сигналов у тех же летучих мышей позволило усовершенствовать уже сущест- вовавшие локационные системы. Свойство кожи дельфинов устра- нять завихрения воды и тем самым обеспечивать животному боль- шую скорость движения частично воспроизвели в искусственных покрытиях, которыми теперь обшивают корпуса быстроходных 43
подводных лодок. По принципу строения и функционирования бобровых резцов в нашей стране сконструированы самозатачиваю- щиеся резцы многих металлорежущих станков. Все эти вещи прочно вошли в жизнь. Без них нам трудно представить теперь современные средства производства, связи, транспорта. Замечательно, что ле- жащие в основе многих технических достижений явления и прин- ципы были впервые открыты у живых организмов. Уже на пороге нашего века людей стала волновать проблема быстрого роста населения земного шара и истощения природных ресурсов. Специалисты занялись подсчетами. Выходило, что, если демографический взрыв будет продолжаться, в недалеком будущем над человеком, нависнет угроза голода. Какой же предлагали выход из этого положения? Одни видели его в насильственных ме- рах ограничения рождаемости, в неизбежных войнах и т. п., дру- гие — в завоевании человеком новых пространств и миров. Руко- водствуясь лучшими побуждениями, ученые-гуманисты призывали к поискам путей освоения океана и ближайших к нам планет. Вспомним Ихтиандра из фантастической повести А. Р. Беляева «Человек-амфибия», которому в детстве доктор Сальватор пересадил жабры молодой акулы. Произведя эту операцию, ученый-хирург пытался вернуть человеку преимущества низших позвоночных животных, которые тот утратил благодаря эволюционному усовер- шенствованию в других отношениях. Сальватор ясно сознавал, что океан с его неистощимыми запасами пищи и промышленного сырья мог бы обеспечить существование миллиардов людей. Как упростилось бы его освоение, если бы человек смог жить и работать под водой без скафандра и кислородных приборов! Мы знаем, чем закончилась эта история. Изменив физические возможности одного Ихтиандра и не будучи в силах запретить ему общаться с остальными людьми, доктор Сальватор вопреки собст- венной воле сделал его несчастным. Тем самым писатель показал, что проблема освоения океана должна решаться по-другому. С разгадкой секрета зеленых животных для человека открылась еще одна перспектива — обзавестись симбионтами и таким образом хотя бы частично удовлетворить свою потребность в пище за счет их фотосинтетической деятельности. Такой симбиотический вариант решения проблемы питания особенно заманчив. Судите сами, ведь на построение своего тела все растения земного шара, вместе взя- тые, потребляют всего от 0,1 до 0,5 процента падающей солнечной энергии. Вся остальная энергия частично отражается атмосферой и поглощается ее водяными парами, а частично идет на нагрев зем- ной поверхности, вод морей и океанов. В неизбежности эволюции человека от гетеротрофного к авто- трофному способу питания был убежден создатель учения о биосфере 44
В. И. Вернадский. Это был строго научный прогноз. Но, быть мо- жет, не вес знают, что еще до Вернадского та же дерзновенная идея родилась у К. Э. Циолковского, причем в еще более широком — космическом масштабе. Воображению великого калужского мечта- теля рисовался образ человека грядущего, освобожденного от бре- мени повседневных забот, связанных с необходимостью добывания пищи. Энергия такого человека всецело отдана созиданию, творче- ству, а его дом — вся Вселенная. В своем раннем произведении «Грезы о Земле и небе» Циолковский изобразил фантастических «эфирных людей» — жителей астероидов, способных «дышать и питаться» солнечным светом. Он наделил их сильными, как у альбат- роса или буревестника, крыльями, позволяющими легко парить в эфире. У крыльев «эфирных людей» была еще одна, главная осо- бенность: они были изумрудные. Такой цвет зависел от огромного количества заключавшихся в них зернышек хлорофилла. Они легко поглощали солнечные лучи и ничего не выпускали наружу. В сущности, по способу питания «эфирные люди» Циолковского ничехМ не отличались от уже известных тогда зеленых животных, например червя конволюты. Микроскопическая хлорелла как своего рода искусственный внешний симбионт космонавтов, а в будущем один из возможных компонентов замкнутой экологической системы космического ко- рабля достаточно успешно выдержала экзамен. Советские ученые всесторонне оценили ее как в термокамере на земле, так и в косми- ческом аппарате. Вопрос заключается в том, удастся ли когда-ни- будь с помощью настоящих симбионтов создать круговорот веществ не в кабине космического корабля, а внутри самого человека . Пока мы твердо знаем: если бы человеку ввели в кровь культуру зеленой водоросли, возникла бы такая же инфекция, как при зара- жении болезнетворными бактериями и вирусами. Сработали бы те же защитные механизмы, которые так ревностно оберегают орга- низм от всех и всяких чужеродных тел и до сих пор являются труднопреодолимой преградой на пути пересадки органов и тканей от'одного человека к другому. Чтобы снять защитную реакцию, надо преодолеть так называемый белковый барьер — биохимичес- кую несовместимость тканей. Но вот 17 февраля 1965 года ученый мир облетела весть о сен- сационных опытах американского профессора Генри Харриса (в этот день о них сообщила под броским заголовком газета «Нью- Йорк тайме», а несколькими днями ранее результаты опытов были опубликованы Харрисом совместно с Дж. Уоткинсом в журнале «Нейчер»). Ему удалось при посредстве вируса получить на клеточ- ном уровне гибрид человека и мыши! Вскоре Харрис создал не ме- нее фантастические гибриды между клетками человека и кролика, 45
человека и курицы и других далеких друг от друга животных. В них совмещались свойства обеих родительских клеток, и, что самое замечательное, они продолжали жить и делиться, давая до нескольких десятков поколений гибридных клеток. При этом пол- ностью исчезала несовместимость, обычно ограждающая виды от гибридизации половым путем. Эти эксперименты позволили Харрису сделать важный вывод: иммунологические реакции, действующие в тканях животных п человека, теряют свою эффективность на уровне клеток. С той поры стали «синтезировать» живые клетки с самыми различными сочетаниями исходных свойств. Такие работы успешно ведутся и в нашей стране. Конечно, от переделки клеток до перестройки сложнейшего многоклеточного организма — дистанция огромного размера, но первый шаг сделан... С момента публикации книги Циолковского прошло 85 лет. Наука за это время широко раздвинула свои горизонты. То, что раньше казалось утопическим, обрело вполне реальное содержа- ние. Приблизилась и перспектива воплощения идеи перехода людей к автотрофному питанию. Только теперь признано целесо- образным решать эту проблему не с помощью эндосимбионтов, поселяемых в покровных тканях человека*, а путем налажива- ния производства синтетических продуктов питания непосред- ственно из минеральных веществ, как это делают все зеленые растения. Задача, очевидно, заключается в том, чтобы разгадать «технологию» этих «зеленых фабрик» и суметь рационально во- плотить ее в производстве. * Надо учитывать также, что эксперименты над человеком запрещены рядом международных до- кументов.
Глава третья БУДЬТЕ ОСГОРОЖНЫ, КАПИТАНЫ! Загадка атоллов Мы познакомились в общих чертах с микроскопическими водорос- лями, поселяющимися в теле многих водных живоiпых и облег- чающими их жизнь. Не будем торопиться с ними расставаться. Мы еще не знаем, па какие грандиозные дела они способны! Давайте мысленно перенесемся в край вечного солнца и ярких красок, в мир тысяч и тысяч островков, затерянных в бескрайних просторах Тихого океана. Представьте себе, что мы летим над этой безграничной водной стихией. Неожиданно нашему взору откры- вается картина, захватывающая своей красотой. Перед нами воочию предстает тот манящий образ экзотического острова, который гре- зился с детства в сказках и в описаниях путешествий в далекие страны. Для нас, северян, непривычны такие чистые и контрастные краски. Но даже те, кто хорошо знаком с яркой природой тропиков, отмечают чарующую гармонию этого своеобразного ландшафта. На современном сверхзвуковом лайнере до этих сказочных островов можно добраться из Москвы, Лондона или Нью-Йорка за какие- нибудь 10—12 часов. А с высоты бреющего полета их можно охва- тить взглядохМ целиком, потому что они часто совсем маленькие. Перед нами низкий остров, имеющий правильную форму кольца. Почти вся его площадь занята необычайно сочной зеленью, среди которой преобладают рощи кокосовых пальм. Некогда они выросли здесь из тех орехов, которые были занесены сюда волнами океана с далекой земли. Семена кокосовой пальмы лучше, чем семена других растений, выдерживают длительные скитания по соленым волнам. Зеленое кольцо растительности опоясывается снаружи неширо- ким песчаным пляжем и полосой мелководья, частично обнажаю- щейся во время отливов. Неутомимые волны прибоя яростно набра- сываются на наветренный берег острова, оборачиваясь кружевом ослепительно белых бурунов. Их бурлящее полукольцо отделяет весь этот «оазис» от темно-синих вод океана. В сильный прибой над островом сияет радужный ореол, образованный облаком мельчайших 47
брызг. За бурунами берег обычно круто обрывается в морскую пучину, часто на глубину в несколько километров. С неспокойным и темным океаном разительно контрастирует тихая округлая лагуна в центре острова с зеркально-спокойными и прозрачными лазурными водами. Сюда не доходит волнение океа- на, хотя лагуна зачастую и сообщается с ним глубокими проходами в породе. Если сам остров большой и проходы достаточно широки то через них в лагуну могут заходить даже крупные морские суда. Вокруг тишина. Ночью над головой загораются яркие звезды, а утром и вечером пламенеют огненные и пурпурные зори. Совсем как на острове Робинзона! Пожалуй, нигде больше не ощутить себя в столь непосредственной близости с природой, с се могучей и вечной стихией, как на одном из таких часто совершенно необитае- мых островов. Это и есть атолл. Человек издавна заселил многие из них, осо- бенно те, что покрупнее. В этом замкнутом мирке на самом краю света, не испытывая особой потребности в общении с большим миром, люди не торопливо вели свою немудреную жизнь, питаясь кокосо- выми орехами и щедрыми дарами океана. Таких атоллов в Тихом и Индийском океанах множество. Обычно они сгруппированы в большие архипелаги или тянутся длинной це- почкой вдоль побережий материков и больших островов. Есть среди них малютки с поперечником в каких-нибудь 100—200 м, есть п «гиганты», противоположные берега которых удалены друг от друга на несколько десятков километров. Самое интересное, что все атоллы — и маленькие и большие- состоят из известняка. Образовался он в результате титанической созидательной деятельности живых организмов — коралловых поли- пов, которые на протяжении миллионов лет извлекали из морской воды кальций, чтобы создать из него опору для своего крохотного студенистого тельца. Полипы жили и умирали, а их известковые домики оставались. Постепенно они скапливались в большие от- ложения чистой породы. В каждом коралловом полипе живут водоросли-симбионты. Как теперь совершенно точно доказано, полипы, если они и могут существовать без своих квартирантов, почти совершенно утрачивают при этом способность строить извест- ковые домики. Выходит, следовательно, что водоросли, живущие в симбиозе с коралловыми полипами, и являются главными стиму- ляторами возведения коралловых построек. А о масштабах под- водного строительства можно судить по следующим фактам. Взглянем на карту. Мы увидим, что многие острова, особенно расположенные в Тихом океане, к востоку от Австралии, обрамлены здесь мелкозубчатыми красными овалами. Так обозначаются по- стройки полипов — коралловые рифы. Они встречаются во всем тро- 48
пическом поясе, простираясь приблизительно от 35 градуса север- ной до 32 градуса южной широты, т. е. в пределах акватории, рав- ной 190 миллионам квадратных километров. Это больше площади всей суши на Земле. Одни только атоллы в сумме превосходят по площади такой материк, как Австралия. Но кроме атоллов сущест- вуют еще так называемые барьерные и окаймляющие рпфы, а также рифовые отмели, частично обнажающиеся при отливе. Если сло- жить площадь всех коралловых сооружений, то она значительно превысит площадь всей нашей страны п составит более 27 миллионов квадратных километров! Великая китайская степа, тянущаяся на 4 тысячи километров и доел т ающая местами 10-метровой высоты, ничтожна по сравнению с сооружениями коралловых полипов. Например, простирающийся вдоль северо-восточного берега Австралии Большой Барьерный риф, хотя он и вдвое короче этой степы, скопил в себе столько из- вестняка, сколько его не было израсходовано па строительство за всю историю человечества. Толщина его известкового пласта из- меряется сотнями метров, а ширина ложа мелководья, отделяющего риф от материка и также сложенного известью, в среднем колеб- лется между 50 и 100 км. Барьерные рифы внушительных размеров тянутся также вдоль берегов Новой Каледонии, архипелага Фиджи и других островов. Мощность известкового слоя у некоторых атоллов совершенно поразительна. Так, во время бурения на атолле Эн и вето к базаль- товое вулканическое основание острова было достигнуто па глу- бине 1300, а на атолле Бикини до него добрались только па глубине свыше 2000 м. Совершенно ясно, что при таких поистине планетар- ных масштабах своей созидательной деятельности кораллы заслу- живают самого пристального изучения. Коралловые рифы очень прочны. Сколько кораблей, сбившихся с курса, потерявших управление или попавших в шторм и неожи- данные течения, разбилось о видимые и невидимые коралловые соо- ружения или село на мель! Не на коралловую ли скалу нале- тел корабль Синдбада-морехода из сказок «Тысячи и одной ночи»? Рифы стали кладбищем не только для шхун и фрегатов, ходивших под парусами во времена рыцарей и морских пиратов, но и для мно- гих современных судов, особенно тех, что совершают перевозки по местным линиям и лишены локаторов и других средств навигации. Мореплавателям приходится быть особенно внимательными, когда они проводят суда узкими извилистыми проходами в прибрежных рифах. Происхождение атоллов и коралловых рифов долгое время оста- валось загадкой. Немногие творения природы вызывали столь оже- сточенные споры. Одни считали, например, что атоллы образовались 49
на подводных кратерах вулканов, поэтому-то у них такая правиль- ная форма. В самом деле, почему бы кораллам и не обосноваться на заснувшем вулкане? Ведь есть же острова вулканического проис- хождения! Смущали только внушительные размеры некоторых атоллов с поперечником в несколько десятков километров. Таких гигантских кратеров на Земле мы не знаем. Другие ученые придер- живались точки зрения, что полипы возводят свои сооружения в (|х)рме кольца в силу особого инстинкта, направленного на то, чтобы защитить себя от прибоя. Но как могут крохотные существа согласо- вать свои действия вдоль кольца огромного диаметра? Никто не мог дать на эти вопросы убедительного ответа. Веское научное слово о причинах рифообразования суждено было сказать великому Дарвину. В 1842 г. он опубликовал свою блестящую и вместе с тем простую теорию, в которой происхождение коралловых рифов получило убедительное объяснение. Во время кругосветного путешествия Дарвин установил, что рифообразующие кораллы не могут жить глубже 90 м, а лучше всего развиваются на глубине 20—40 м. Изучая геологическое строение западных и восточных берегов Южной Америки, он отметил следы несомненных поднятий и опусканий земной коры, совершавшихся очень медленно. Так, он видел в слоях древней породы поднятые на высоту до 1000 м и выше кости гигантских вымерших зверей, захороненные миллионы лет назад. Но если поднятия — реаль- ность, то вполне вероятна возможность и длительных опусканий. Теперь мы знаем, что в современную эпоху продолжают, например, опускаться побережье Голландии, северо-западные берега Адриати- ческого моря (для спасения Венеции от затопления уже приходится разрабатывать специальные проекты), впадины Турфанская и Мерт- вого моря. Дарвину не были известны эти факты, но сопоставления натолк- нули его на мысль, что коралловые сооружения образуются на медленно опускающемся дне мелководного моря. При погружении вместе с дном кораллы растут преимущественно вверх, чтобы удер- жаться в светлых, богатых кислородом поверхностных водах. Чем значительнее погружение, тем мощнее слой образующейся коралло- вой породы. Рифы, тянущиеся вдоль берега, называют береговыми или окай- мляющими. Их рост в высоту ограничен уровнем отлива (без воды большая часть полипов более двух часов обходиться не может), а вширь — размером мелководной полосы. По этой причине риф продолжает нарастать в основном с края, обращенного в открытое море. Если берег с прилегающим мелководьем медленно опускает- ся, то край рифа, растущий быстрее, оказывается отделенным от береговой линии мелкой лагуной, которая все более расширяется. 50
Так Дарвин объяснил образование барьерного рифа. Доказатель- ство того, что последний образовался из берегового, он видел в iом» что очертания барьерного рифа нередко точно повторяют очертания береговой линии. Допустим теперь, что барьерный риф окаймляет не берег материка, а небольшой остров, который медленно опускает- ся. Если опускание острова зайдет далеко и море покроет его «с головкой», то барьерный риф превратится в кольцевой — возник- нет атолл, в центре которого на месте опустившегося острова будет находиться лагуна. По законам эстетики Теория Дарвина о происхождении рифов произвела в научном мире впечатление разорвавшейся бомбы. Сто раз опровергнутая и сто раз вновь подтвержденная, она наконец окончательно восторжество- вала. Но оставим геологию. Поспешим к самим кораллам и мысленно совершим подводную прогулку по живым рифам. Мы попадаем в ска- зочный мир, ошеломляющий яркостью красок, разнообразием и причудливостью форм, богатством жизни. Кажется, природа вло- жила в создание этого райского уголка все свои творческие силы» всю свою изобретательность, породив огромное видовое разнообра- зие. По щедрости и изобилию жизни рифы можно сравнить разве что с влажными тропическими лесами. Разнообразие кораллов поистине безгранично. Одних только строителей, занимающихся возведением самих рифов (их называют мадрепоровыми шестилучевыми’ кораллами), свыше 2500 видов. Правда, большинство из них попадаются не слишком часто и основу подводного пейзажа образуют4 всего полтора-два десятка видов. Но и при таком положении в размерах, форме и строении колоний наблюдается большое разнообразие. Они могут быть гигантами и карликами, монолитными и ветвистыми, гладкими и сплошь пори- стыми, столбчатыми и кустистыми. Кроме того, один и тот же вид в разных условиях, главным образом в зависимости от глубины и движения вод, может значительно варьировать в размерах и форме колоний. Подводный пейзаж на рифах при всей яркости и разнообразии красок подчиняется правилам строгой гармонии. Можно целиком согласиться с бельгийским зоологом Бернаром Горским, автором недавно вышедшей великолепной книги-альбома о мире кораллов, который считает, что первый закон этого мира — красота, эстетич- ность, заставляющая человека широко раскрывать глаза. Опустившись в воду с внешнего (прибойного) края рифа на глубину 3—5 м, мы оказываемся в настоящих джунглях. В великом 51
беспорядке теснятся здесь густые «кусты» и «деревца» всевозможных очертаний и разного роста. Одни из них отдаленно напоминают цветущие кусты сирени, другие--молодые елочки, сосенки, кустики туи и можжевельника или заросли араукарий. Они чаще сочного ярко-зеленого цвета, но попадаются и оранжево-желтые, словно тронутые дыханием осени. Сверху и с боков над ними нависли живые груды колоний, будто навес из виноградных лоз, прикрывающий дворик от жаркого солнца. А вот совсем гладкие, точно только что подстриженные заботливой рукой садовника кустики. Среди них есть совершенно круглые, слегка вытянутые, а есть с весьма витке* ватыми контурами, напоминающие каких-то сказочных исполинов. Иногда массивные глыбы кораллов кажутся покрытыми бархатом изумрудного или шоколадного цвета, па живом ворсе которого мерцают частые голубые звездочки крошечных щупалец. Проплыв всего несколько десятков метров, мы попадаем совсем в иной ландшафт. Перед нами словно заросли саксаула: те же голые, лишенные листьев ветви, торчащие вверх, тот же монотонный серый цвет. Но такие скучные леса на рифах редкость. Можно подумать, что они существуют специально для усиления контраста. Между «кустами» и «деревьями» вьются «дорожки», то суживаю- щиеся в едва заметные тропинки, зажатые между неприступными стенами джунглей, то вовсе исчезающие в сумраке какого-нибудь грота, а то переходящие в «лесные поляны» и «пойменные луга* В спокойных водах лагуны поляны часто посыпаны песком, а в открытом море густо поросли сочной морской травой. Траву ими- тируют тоже кораллы. Это нежные альциоиарпи. Только «травин- ки» у них потолще. Скорее это сосковидные выросты, напоминаю- щие ворс пушистого паласа. Ступаешь по такому паласу и чувству- ешь, как ноги мягко погружаются в скользкую, податливую массу. Выросты могут быть зелеными, розовыми, сиреневыми или се- рыми. Сплошь и рядом среди полян торчат кочки, поросшие высокими метелками отцветших «злаков». Метелки все время колышутся, словно ковыль на ветру. Это голодные кораллы выставили свои бесчисленные длинные щупальца. Такие же щупальца, разве только покороче, высовываются из каждой ячейки кораллового кустика, наподобие лепестков цветка обильно цветущего растения. Стоит по- гладить такой кустик рукой (конечно, одетой в перчатку!), как все цветы тотчас исчезают, и на минуту коралл становится гладким, прилизанным. Немного придя в себя после первых восторгов, мы сможем за- метить более частные, но не менее поразительные творения природы. Вот на подводном склоне выросла «цветная капуста». Только 0 отличие от обычной она коричневая с голубым или сиреневым нале- 52
том. Это так называемая монтипора фолиоза. А вот лежит шаровид- ная колония. своей покрытой извилинами поверхностью напоминаю- щая головной мозг. Эти кораллы так и называют кораллами-моз- говиками. Есть на рифах и свои «грибы». Одни из них и но внеш- ности, и по размерам уподобились обыкновенной сыроежке, с той лишь разницей, что их шляпка перевернута пластинчатой стороной вверх. Под нее подделываются одиночные кораллы фунгии (в пере- воде с латинского это и означает «грибы»). Когда шляпка достигает 2—3 см в диаметре, ножка обламывается. Шляпка, упав на дно, начинает самостоятельную жизнь, а на бывшей ножке вырастает новая шляпка. Таким простым способом этот коралл размножается. Некоторые фунгии вырастают до 30---35 см в диаметре. По цвету они обычно желтовато-охрисгые, а край шляпки нередко розовый. Другие «грибы» похожи на трутовиков, только размеры у них совсем не грибные (они достигают иногда 3—5 м в диаметре). Эти кораллы относятся к роду акропора. Поглубже, там, куда не доходит волнение прибоя, та же акропора разрастается в нежные ветвящиеся колонии, с виду похожие на елочки или колючий кустарник. Обильно ветвятся здесь и другие кораллы. Некоторые виды приобретают причудливые очертания и напоминают граммофонные трубы с волнистыми краями, огромные воронки, вазы, кубки. Форма других совершенно не поддается опи- санию, Из роговых кораллов попадается красный органчик, назван- ный так потому, что его тело образует ряд параллельно идущих труб. Все это феерическое скопление живых тел создает необыкно- венно красочную картину. Между скромными буро-коричневыми и зелеными массами яркими пятнами выделяются карминно-красные поциллопоры и дендрофилии, кремово-желтые и огненные милле- поры, фиолетовые альционарии (это уже мягкие кораллы) и небес- но-голубые солнечные кораллы. Подводные пещеры и гроты, которых особенно много на крутых склонах рифов, тоже не пустуют. Исследователи океана сравнивают их живое убранство с миниатюрными японскими садиками. Помимо кораллов их стены украшают кустики разнообразно окрашенных мшанок и зелено-бурые гидроиды, мясистые оранжевые и розовые асцидии, пурпурные губки. Чем глубже, тем более тонкими и изысканными становятся формы ветвистых кораллов, хотя сохраняются и очень массивные столбча- тые колонии. На глубине 35—40 м рифостроящие кораллы исчеза- ют, уступая место изящным и все более вычурным колониям с тон- кими длинными ветвями. Одновременно начинают преобладать сочные красные и оранжевые цвета, своей яркостью напоминающие картины Матисса. Палитра теплых красных тонов столь богата, что невольно задаешься вопросом: зачем такое обилие оттенков там, 53
где царит вечный сумрак? Разве что расточительная природа готовила сюрприз специально на тот случай, когда исследователь подводного мира разгонит мрак лучом мощного прожектора?! Но вернемся ближе к поверхности, к свету и дополним рифовый пейзаж последними деталями. Завершают картину подводного сада так называемые мягкие кораллы, актинии и многие другие морские животные. Вот у подножия уступа пышно разрослись огромные лилово-розовые и желтые горгонарии с ниспадающими веерами ветвей, похожих на страусовые перья. В красоте им ничуть не усту- пают величественно-изящные морские лилии (они относятся к типу иглокожих), горделиво приподнявшие свои перистые лучи. Их таки хочется сравнить с экзотическим папоротником или саговником, которые на лето вкапывают в землю вместе с кадушкой для укра- шения клумбы. Повсюду натыканы губки всевозможных цветов и оттенков, то в виде чаш или кубков, то в виде широких блюдец и мелких тарелок. Всего удивительнее, что даже черви, столь невзрачные на земле, на рифах преобразились в красавцев. Одни из них, спрятав свое тело в трубчатые известковые домики, выставили наружу пышные султаны красных или белых щупалец, другие украсили себя частыми пушистыми щетинками, уподобившись мохнатым гусеницам (их поэтому и называют многощетинкогыми). О красоте и многообразии морских червей можно было бы написать целую книгу. Нельзя забывать и об актиниях. То однотонные — пурпурные или изумрудно-зеленые, то двухцветные, с венчиком розовых или фиолетовых щупалец, они похожи па распустившийся цветок хри- зантемы. Эти одиночные цветы иногда раскидывают свои лепестки на 2—3 м в окружности (такова актиния стоихактис). В общем живые рифы поистине напоминают волшебный сад из сказок Шехеразады! Совсем иной облик кораллов у прибойной кромки рифа. Здесь вся их жизнь подчинена вечной борьбе с натиском морской стихни. От их способности противостоять разрушительному накату волн зависит существование остальных колоний и рифа в целом. Под- считано, что при скорости ветра 70 км в час на 100-метровую полосу рифа при каждой волне обрушивается две тысячи тонн воды. Такой титанический удар повторяется пять раз в минуту, или 7200 раз в сутки! А что же сказать о штормах, приносимых тропическими цик- лонами?! Чтобы устоять и выжить в таких условиях, кораллам приходит- ся наращивать очень толстый и прочный известковый скелет и при- давать ему компактные, обтекаемые формы. Мы встречаем у кромки плотно сросшиеся многоярусные нагромождения, образованные ша- ровидными или уплощенными колониями поритов, орбицелл, фа- битов, массивных мозговиков, колючих галаксей. Скелет некоторых 54
колонии, например акропоры, пронизан порами и напоминает ре- шето. Набегающие и откатывающиеся назад волны свободно прохо- дят сквозь отверстия, не разрушая постройку. На время отлива по- липы этих кораллов могут глубоко втягивать свои тельца внутрь колонии и переносить непродолжительное обсыхание с поверхности. Отдельные виды (турбинарии, подобацпн). неспособные втягивать- ся, строят колонии в форме чаши, в которую запасают воду. И все же вода и разные организмы частично разрушают кран рифа, а волны переносят его обломки дальше от прибойной по- лосы в сторону берега. Здесь они цементируются коралловым пес- ком, погибшими водорослями, образуя широкую каменистую поло- су, почти лишенную живых кораллов. За ней начинается тихая лагуна, у кораллового населения которой свой особый облик. Кораллы, как правило, не образуют здесь сплошных зарослей, а растут отдельными деревцами и кустиками или просто свободно лежат на песчаном дне. Спокойные воды позволяют отдельным фор- мам образовывать чрезвычайно ветвистые колонии. Кроме уже знакомых нам видов здесь попадаются полушаровидныс эуфилип, достигающие иногда метра в диаметре, ячеистые павопы, причуд- ливо ветвящиеся, словно «оленьи рога», иоциллопоры. Теперь, когда мы в общих чертах представляем себе облик корал- лов. не приходится удивляться, что их очень долгое время считали морскими растениями, микроскопические «цветки» которых тотчас же вянут на воздухе. В XVIII веке установили, что мягкое тело полипов — животного происхождения, но образование скелета по- прежнему продолжали считать делом растений. Кораллы стали относить к зоофитам, что в переводе означает «животные-расте- ния». Такой точки зрения придерживались и великие систематики Карл Линией и Жорж Кювье. Истинная природа этих удивительных созданий была раскрыта лишь в середине XIX века. Любопытна и история самого .слова «коралл». Оно происходит от греческого korallion, в свою очередь производного от korax, что значит «крюк». Древнегреческие пловцы-ныряльщики добывали кораллы для знати с помощью специальных крюков, отрывая ими «морские растения», росшие на береговых склонах Средиземного моряна глубине больше 20 м. В течение столетий твердые огненно- красные куски этого «растения», обработанные лучшими мастерами, считались самыми ценными украшениями. За ними и закрепилось название «коралл». Но красный коралл Средиземного моря (его относят к восьмилучевым кораллам), с постройкой Суэцкого канала проникший даже в Красное море, не способен образовывать рифы. Описывая разнообразные формы коралловых колоний, мы по тра- диции сравнивали их с похожими наземными растениями. Возмож- но, читателям, знакомым с кораллами по собственному опыту, 55
наше описание покажется слишком упрощенным и искусственным. Действительно, внешняя аналогия между кораллами и растениями весьма и весьма приблизительна. Однако нам думается, что в они* саннп она все же может оказаться полезной для тех, кто никогда не видел этих своеобразных животных в живом состоянии. При всем разнообразии кораллов полипы, из которых слагаются колонии, устроены однотипно. Это крошечный, размером в 1—1,5мм, живой комочек протоплазмы, но со сложным внутренним устрой- ством. Сидит он в известковой ячейке и напоминает маленькую ак- тинию. В центре его помещается рот, окруженный одним или не* сколькими венчиками щупалец. Рот переходит в глотку, которая открывается в кишечную полость. Один из краев рта и глотка по- крыты крупными ресничками, которые гонят воду внутрь полости. Последняя поделена неполными перегородками (септами) на каме- ры. Число перегородок бывает довольно большим, но равно числу щупалец и у шестилучевых кораллов кратно шести. На септах тоже сидят реснички, и они тоже постоянно движутся, только гонят воду в обратном направлении — из кишечной полости наружу. Рот одновременно служит и для удаления непереваренных частиц пищи, так как отдельного анального отверстия у коралловых поли- пов нет. Скелет у мадрепоровых кораллов развит особенно сильно и до- стигает большой сложности. Его строят клетки наружного слоя (эктодермы) полипа. Сначала он похож на пластинку или низкую чашечку, в которой сидит сам полип. Затем, по мере разрастания и образования радиальных перегородок, живой организм оказы- вается как бы насаженным на свой скелет, который снизу глубоко вдается в его тело. Колонии образуются при бесполом размножении в результате не доведенного до конца почкования. Но у кораллов существует и половое размножение (полипы раздельнополы). При этом из оплодотворенного яйца развивается активно плавающая личинка, которая по прошествии нескольких дней оседает на дно и дает начало новой колонии. У некоторых кораллов в ячейке сидит не один, а два или три полипа. При этом ячейка вытягивается, становясь похожей на ла- дью, а рты располагаются в один ряд, окруженный общим венчиком щупалец. У других видов в одном известковом домике сидят уже десятки полипов. Они объединены друг с другом настолько тесно, что все их действия и «побуждения» становятся коллективными. Они вместе охотятся, вместе питаются, вместе «отдыхают». Их рты представляют собой единую щель. Наконец, у кораллов из рода меандрин все полипы сливаются воедино. Колония приобретает вид полушария, покрытого многочисленными извилистыми борозда- ми. Это уже знакомые нам кораллы-мозговики. Борозды образова- 56
ны у них сплошными ротовыми щелями, обсаженными рядами щупалец. В этом случае границы между отдельными полипами уста- новить вообще невозможно: вся колония превратилась в единый организм. При своих миниатюрных размерах кораллы растут довольно бы- стро. Ветвистые формы при благоприятных условиях наращивают за год ветви длиной 20—30 см. Массивные колонии, естественно, растут медленнее. Поритес, например, увеличивается за год на 3— 4 см, а мозговики — только на 1—2 см. В способности к регенера- ции кораллы не отстают от гидры. 11з их крошечных обломков вы- растают большие новые колонии. Верхушки кораллов, достигнув уровня отлива, останавливаются в росте и в конце концов отмирают, колония же продолжает расти с боков. На зрелых рифах именно на краю, под ударами волн, колония и совершает свой самый активный рост. И не только потому, что силы созидания утверждают здесь свое торжество над силами разрушения. Каждая новая волна несет с собой из открытого моря пищу и много кислорода, столь необходимые полипам, а движение воды очищает их от ненужных продуктов и производит живительный массаж. На краю нет и такой тесноты, как в центре рифа. Расти себе в море, коль не страшишься риска рано или поздно погибнуть под натиском разбушевавшейся стихии. И кораллы идут на этот риск. Такова уж диалектика жизни. Одна из интереснейших и до сих пор не разгаданных тайн ко- раллов состоит в том, что эти во всех отношениях солнцелюбивые животные в своем росте, как это ни странно, подчиняются власти... луны. Наращивание скелета идет у них концентрическими слоями, следуя ритму смены лунных фаз. И, судя по данным геологии, таинственная связь с луной установилась у них очень давно. Она оказалась настолько надежной, что сопоставление данных о характе- ре роста современных кораллов с данными о росте в прошлые геоло- гические эпохи, которые дает палеонтология, позволяет судить о том, насколько изменилась за это время продолжительность лун- ного месяца. Скорее всего связь с луной проявляется у кораллов через ритм высоких приливов и низких отливов. Чтобы узнать, как быстро растут кораллы, вовсе не обязательно проводить специальные наблюдения. Дело в том, что любой пред- мет, тем или иным путем очутившийся под водой в зоне жизни корал- лов, непременно ими обрастает. Эти сидячие животные используют его просто как удобное место, на котором можно обосноваться: ведь дно и береговые уступы давно заняты их старшими собратьями. Ну а в море всегда можно найти достаточно предметов (в том числе изготовленных человеческими руками), о которых точно известно, когда именно они там оказались. Так, когда на острове Парасель, 57
расположенном в Южно-Китайском море, производили взрывы в целях изысканий, нашли монеты, отчеканенные в 1410 году. Они были глубоко вмурованы в коралловый полипняк. На камнях, выброшенных из кратера вулкана Кракатау и упавших в море при извержении в 1883 году, уже через два года образовалась известко- вая корка в 10 см толщиной. Но проще всего судить о росте кораллов по облику затонувших кораблей. Жак Ив Кусто отмечает, что кораллы обживают их с неимоверной быстротой, набрасываясь без разбора на дерево, ме- талл, стекло, на снасти, пушки, ядра, драгоценности, погребая все под своим плотным панцирем. Одну из экспедиций на рифы Ка- рибского моря Кусто с увлечением описал в книге «Затонувшие со- кровища». На некоторых из этих рифов в свое время нашли погибель десятки парусных судов, переполненных серебром и золотом, кото- рые испанские завоеватели вывозили из Нового Света. Не случайно эти роковые места назвали Серебряной банкой. Обломки кораблей, одетые кораллами, моллюсками, мшанками и другими морскими обитателями, производят жутковатое впечат- ление сочетанием живой плоти и мертвого металла. К тому же обилие самых разнообразных рыб, находящих здесь убежище, уси- ливает ощущение безучастности населения этих цветущих оазисов к человеческим драмам. Поистине погибшие корабли обретают под водой новую жизнь... Одновременно они как бы предостерегают тех, что плавают там, на поверхности: «Будьте осторожны, капита- ны и лоцманы! Лучше держитесь от кораллов подальше. В одиночку они слабы и ничтожны, но сообща грозны и неприступны, как гра- нитные утесы. Будьте внимательны и вы, мужественные исследова- тели рифов, когда ищете узкий фарватер в их манящих лабирин- тах!» Зачем нужна кораллам водорослевая «начинка»? Чтобы коралловые полипы могли нормально расти и возводить рифы, им необходимы определенные и строго постоянные условия. Эти неутомимые строители — большие консерваторы, но их консер- ватизм сродни изнеженности орхидей. Малейшие отклонения в тем- пературе, солености, прозрачности воды оборачиваются для них I ибелыо. Кораллы не переносят падения температуры воды ниже 20,5 гра- дуса Цельсия. Гранины их распространения в тропических водах почти полностью совпадают с годовыми изотермами плюс 20 граду- с ж. Местами зона обитания кораллов сильно расширяется, выходя 3 1 пределы экваториального пояса, а местами сильно сужается. 11а меридиане западного побережья Южной Америки она даже 58
Зона распространения рифообразукмцих кораллов целиком переходит в более теплое северное полушарие. Эта прихот- ливость очертаний коралловых «владений» связана в основном с размещением в океане теплых и холодных течении. В мелких, хорошо прогреваемых лагунах они выносят предельный нагрев воды до 35 градусов. Очень чувствительны кораллы и к изменениям солености воды. Нижний предел солености составляет для них около 35 промилле. Если некоторое повышение содержания солей они переносят со- вершенно безболезненно (в Красном море они отлично развиваются при солености 38—40 промилле), то даже кратковременное опрес- нение оказывает на них самое пагубное воздействие. Массовая ги- бель кораллов из-за сильных ливней в момент отлива неоднократно отмечалась на рифах к востоку от Австралии. После таких дождей большие участки колоний надолго остаются безжизненными. Дотоле населявшая их богатая фауна погибает или уходит в другие места. Из-за сильного опреснения рифы не развиваются и там, где в море впадают крупные реки. Проникновению рифообразующих кораллов в глубь водяной тол- щи *препятствуют недостаток света и отчасти падение температуры. Нижний предел распространения кораллов целиком зависит от их симбионтов — зооксантелл, которые на глубине свыше 50 м уже не способны к эффективному фотосинтезу: для его нормального протекания там слишком мало света. 59
Непременное требование кораллов — чистота и прозрачность вод. Это отнюдь не прихоть. Мелкий песок, ил и другие взвешенные в воде частички, оседая па полипах, закупоривают их глотку, затрудняют работу ресничек и в результате нарушают нормальный ток воды через кишечную полость. При продолжающемся оседании посторонних частиц полипы оказываются не в состоянии от них освободиться, обмен веществ у них затрудняется, и они погибают. Кроме того, мутная вода задерживает больше света и тем замедляет рост. Очень важно для них и достаточное содержание в воде кис- лорода. Вот до чего капризны эти создания! Жизнь коралловых полипов — пример удивительно гармонич- ного эндосимбиоза. Едва молодой полип начнет извлекать из"воды карбонат кальция и строить из него свой скелет-домик, как к нему присоединяются добровольные помощники — те самые зооксантел- лы, которые сожительствуют с тридакной и червем конволютой. Они-то и окрашивают живые ткани полипов в зеленоватый и жел- товатый цвет. Не так давно американские экологи X. и О. Одум установили, что в симбиозе с мадрепоровыми кораллами кроме зоок- сантелл живут еще и зеленые нитчатые водоросли, поселяющиеся в порах известкового скелета. Если подсчитать массу всех водорослей- симбионтов и сравнить ее с массой тела самих полипов, то окажется, что растительной протоплазмы в кораллах втрое больше, чем живот- ной. Кораллы буквально начинены водорослями, которые обра- зуют с ними сложный физиологический комплекс. До 50-х годов нашего века большинство биологов были склонны считать, что коралловые полипы — строгие вегетарианцы. Полагали, что они питаются микроскопическими водорослями фитопланктона, а в случае нужды могут переваривать и своих симбионтов. Это оши- бочное представление опроверг английский зоолог Морис Йонг. Он неопровержимо доказал, что коралловые полипы, как и подобает кишечнополостным,— настоящие плотоядные животные. Они пи- таются зоопланктоном и совершенно не способны усваивать ра- стительную пищу. Йонг показал опытным путем, что даже при не- благоприятных условиях — голодании, нехватке кислорода, по- нижении температуры — зооксантеллы совершенно не усваиваются полипами, хотя и попадают в их кишечную полость. В случае серь- езного заболевания полипа (а кораллы болеют, подобно всем живым существам) зооксантеллы погибают и сначала выталкиваются в кишечную полость, а затем выводятся наружу. Если поместить колонию кораллов в темноту, ее зооксантеллы также погибнут. Что касается кораллов, то одни виды останутся в живых и будут продолжать нормально развиваться, другие ока- жутся в угнетенном состоянии, третьи отомрут. Пожалуй, крайний пример зависимости от эпдосимбионтов подают кораллы альциона- 60
рии. Они нацело утратили способность питаться самостоятельно, а на животную пищу вообще не реагируют. У них даже редуцирова- лись некоторые участки пищеварительной полости. При разнообразии реакций на потерю симбионтов все три группы сходны в одном: они утрачивают при этом «профессию» каменщиков, способность строить рифы. Факты такой «дисквалификации» корал- лов побудили исследователей искать разгадку таинственной связи между жизнедеятельностью симбионтов и накоплением извести их хозяевами. Долго думали, что постройка скелета в основном «дело рук» зооксантелл. Существуют же свободноживущие известковые водо- росли — литотамиии, способные возводить рифы не хуже кораллов. Иногда их вклад в постройку рифа даже значительнее, чем самих полипов. Не они ли скрепляют прочной розово-красной «штукатур- кой» волнорезный гребень на краю рифа? В пользу гипотезы о строительных способностях зооксантелл как будто косвенно сви- детельствовал и тот факт, что по массе эти симбионты намного пре- восходят кораллы. Существовало также мнение, будто в своей сози- дательной деятельности водоросли используют продукты выделения полипов, например углекислый газ. Йонг и другие исследователи доказали, что основа симбиоза кораллов и водорослей та же, что и у других зеленых животных. Водоросли поселяются в теле кораллов ради углекислоты, азоти- стых и фосфорных продуктов выделения. Углекислота идет не на образование извести, а на фотосинтез глицерина, из жидких же про- дуктов выделения водоросли строят белковое вещество своего тела. Симбионты, следовательно, заменяют кораллам органы выделения, поглощая отходы их жизнедеятельности. В свою очередь кораллы получают от симбионтов в дневное время дополнительные порции кислорода и, возможно, часть глицерина. В этих взаимных выгодах и кроется основное условие их альянса. В этом и главная причина любви кораллов к свету. По-видимому, живя в теле кораллов, водоросли участвуют в образовании рифов опосредствованно. Поставляя кислород и уда- ляя продукты обмена, они создают условия для быстрого роста кораллов, а тем самым и для наращивания их мощного скелета. Начиная с 60-х годов американские специалисты Т. и Н. Горо стали экспериментально исследовать биохимическую сторону ме- ханизма отложения извести у кораллов с помощью радиоактивного изотопа углерода. Им удалось установить, что между интенсив- ностью фотосинтеза и скоростью отложения извести существует прямая зависимость: на свету этот процесс шел в девять раз быстрее, чем в темноте. По свидетельству другого исследователя, американца Уэйнрайта, толчок к отложению извести дают водоросли. Они вы- 61
рабатывают некое хитиноподобное вещество, на котором, как на твердой основе, и откладывается известь будущего скелета. В общем секрет слаженной работы кораллов и водорослей все еще остается для нас загадкой. По сути дела наука только начи- нает подбирать ключи к тайнам этой сложнейшей симбиотической системы. Об одном интересном открытии советского исследователя, касающемся питания кораллов, будет сказано в последней главе книги. Большинство кораллов, подобно крупным хищникам, активны преимущественно ночью. Днем они вялы, так как вся их энергия направлена на переваривание захваченной пищи. Основное орудие охоты и одновременно защиты этих сидячих организмов — стрека- тельные капсулы (книдобласты), устроенные ио тому же принципу, что и у гидры. Во время охоты полип может наполовину выставлять из известкового домика переднюю часть своего тела, на кончике которого распускается «цветок». Это полип распустил свои нежные, но коварные щупальца. В них спрятаны сотни и тысячи «бомб», готовых взорваться при малейшем соприкосновении с чем-нибудь съедобным. Тогда из них мгновенно выскакивает длинная, туго скрученная нить (нематоцит) с «копьями» и крючками, смоченными ядовитой жидкостью, и вонзается в тело какого-нибудь рачка. Потом щупальца и тонкие реснички подтягивают парализованную жертву к ротовому отверстию. Особое впечатление производит риф ночью, когда в поисках пищи активно работают щупальца всей колонии. Сразу даже труд- но себе представить, как миллионы и миллиарды этих крохотных созданий, эти пожизненно прикрепленные к одному месту и заму- рованные в собственном доме существа своими «гарпунами», крюч- ками и ядами ловят и убивают мельчайшую живую добычу и как потом столь же несметное число миниатюрных пастей поглощает ее. Когда риф «ест», он уподобляется маленькому спруту, отраженному в тысяче зеркал. Говоря словами Кусто, поистине риф живет од- новременно «масштабами микромира и Гаргантюа». «Большой симбиоз» грозного «рая» Познакомившись с эндосимбионтами, живущими внутри кораллов, перейдем теперь к отношениям кораллов с окружающими живыми существами. Тут уже не будет той кажущейся внешней пассивности или, вернее, скрытности, которые отличают союз растений и живот- ных. Речь пойдет об активных отношениях животных к животным, которые наделены острыми реакциями и определенными, пусть самыми примитивными, эмоциями. Рифы сосредоточили в себе львиную долю мира беспозвоночных. 62
Здесь представ’1 еды все его крупные подразделения, ныне сущест- вующие на Земле, исключая разве только насекомых. Кроме того, для рифов характерно великое множество рыб. Большинство оби- тателей рифа оде го в яркие разноцветные наряды, подстать самим кораллам. Для многих это жизненная необходимость: чтобы быть незаметными для врагов, нужно уметь слиться с окружающим фоном. Именно на рифах в одной и той же группе мы найдем одно- временно и крошечных, и гигантских представителей животного царства. Коралловые джунгли служат для обитающих в них морских жи- вотных тем же, чем вечнозеленые леса — для сухопутных. Они дают им убежище, укрытие для выведения потомства; они их кормят и в отличие от леса еще и активно защищают от врагов. Чего только не увидишь на рифах! Умей только смотреть, не пропуская ни одной мелочи. Встретишь все — от нежной привязан- ности «неразлучных друзей» до лютой неприязни непримиримых врагов, от взаимных услуг «заботливых соседей» до поедания силь- ным слабого. Нити, связывающие обитателей рифов, сплетены в столь сложный клубок и отличаются столь щедрым многообразием, что на сегодняшний день распутана лишь очень небольшая его часть. Человек только начинает постигать тонкость и сложность организа- ции этого уникального комплекса, равновесие которого природа отлаживала миллионы лет. Выше мы называли рифы райскими, цветущими уголками. Но если у читателя сложилось впечатление, что здесь царят мир и без- мятежность, то мы должны его глубоко разочаровать. Рифы могут показаться человеку рае^м только'с первого взгляда, и то, если на него никто не пытается напасть. На самом деле «рай» этот довольно грозен, так как его кажущаяся гармония держится на крови миллио- нов и миллиардов живых существ. Достаточно сказать, что в корал- ловом «раю» живут’ или в него заплывают, привлеченные обилием пищи, такие страшные хищники, как акулы, мурены, барракуды. Неумолимая борьба за существование здесь сильнее, чем где бы то ни было. Она вынудила хищников изыскивать все новые и новые методы и средства нападения, а их жертвы — находить новые-спо- собы защиты и спасения. Законы рифовых джунглей суровы. Жизнь многих их обитателей можно сравнить с цирковым акробатическим представлением, уча- стники которого при каждом трюке смотрят смерти в глаза. За малейшие отклонения в исполнении легко поплатиться жизнью. По трагедии, ежеминутно разыгрывающиеся в мире безмолвия по вине хищников,— не наша тема. Коль скоро мы решили говорить о симбиозе, оставим в стороне диссонансы, которых слишком много в симфонии жизни, и займемся созвучиями. 63
Коралловые рифы дают нам множество примеров дружеского единения и согласия. Пожалуй даже, по числу разных симбиозов эго сообщество (на научном языке — биогеоценоз или экосистема) занимает на нашей планете первое место. Как в энциклопедии, в нем представлены все существующие типы и разновидности симбиоза. Вместе все обитатели рифов за вычетом хищников и паразитов сос- тавляют единое симбиотическое сообщество, своего рода «большой симбиоз», обнимающий тысячи видов. Перечислить даже основных участников большого симбиоза не представляется ни малейшей возможности. Легче описать в общих чертах, где и как они живут. Часть животных проводит всю жизнь внутри колонии кораллов, для чего многие из них просверливают ходы в скелете. Нередко колония окружает такое животное со всех сторон, и оно оказывается замурованным в толще коралла, получая пищу через небольшое отверстие. Другие ползают по по- верхности кораллов или держатся от них на расстоянии каких- нибудь нескольких сантиметров, третьи укрываются в зарослях кораллов только во время опасности. Маленькая тридакна кроцея живет в толще кораллового из- вестняка, словно в двойном блиндаже (у нее ведь есть еще своя раковина), сообщаясь с внешним миром через узкую щель, из ко- торой торчит наружу край раковины и видна мантия. В самых при- бойных местах рифа можно встретить морского ежа гетероцентро- туса. Он тоже забирается в узкие щели и небольшие пустоты в породе. Часть игл на его спине сильно уплощена. Вместе с нахо- дящимися в их основании сильными мышцами они помогают ему прочно удерживаться в расщелинах. Между ветвями и вдоль ложбин кораллов неторопливо ползают крохотные крабы и креветки. У всех мелких животных — червей, моллюсков, ракообразных, иглоко- жих — большие клешни, всевозможные выросты в виде шипов, ко- лючек, ершиков, предназначенные для удержания тела в пустотах и среди ветвей кораллов. К поверхности колонии прирастает длин- ная скрученная трубка раковины брюхоногого моллюска вермету- са, домики червей серпулид; на них находят пристанище морские лилии. На дне обитают моллюски с необычайно красивыми ракови- нами — мурексы, оливы, ламбдисы, жемчужницы. Попадаются и пятнистые ципреи. Это ее пустую раковину подносят к уху, чтобы услышать «шум моря»... Каждый крупный коралловый массив — это целый замкнутый мир с разнообразной микрофауной. Но этого мало. Примеру корал- лов следуют многие другие рифовые животные, давая приют разнооб- разной мелкой живности. На рифах буквально любая губка, акти- ния, моллюск с достаточно крупной раковиной образуют свой мик- ромир, в котором живут рачки, черви, мелкие рыбки, простейшие... 64
Друзья, которые никогда не изменяют Если бы о жизни многочисленных коралловых симбионтов все было известно и мы захотели бы их классифицировать в зависи- мости от пользы, которую они приносят своим хозяевам, то навер- няка установили бы целую иерархию. В первом приближении их можно разбить на три основные группы. Одни сожители кораллов (комменсалы) пользуются их приютом и покровительством, ничего не давая взамен. Другие оказывают им небольшие услуги, облегчая существование. Третьи, наиболее «благодарные», в обмен на госте- приимство и защиту взяли на себя важнейшие функции, от которых зависит сама жизнь кораллов. К этой последней группе «истинных друзей» относятся, в частности, те симбионты, которые отвечают за санитарно-гигиеническое состояние рифов. Для кораллов проблема номер один — удаление трупов, как «своих», так и «чужих». При высокой продуктивности рифового сооб- щества (она измеряется количеством производимой биомассы) уве- личивается и число мертвых растительных и животных организмов, которые падают вниз непрерывным дождем. Кораллы во многих делах самостоятельны, но очищать себя от мертвой органики они не в состоянии. Вспомним, что кораллы — сидячие организмы, при- крепленные к одному месту. Правда, и тут есть исключения. В шаровидные известковые домики некоторых полипов иногда за- бирается червь, который судорожными рывками, то сокращая, то расслабляя свое тело, передвигает по дну и себя, и колонию. Но подавляющая масса кораллов живет и умирает там, где родилась. Если бы их никто не чистил, они задохнулись бы под слоем мертвых частиц. К тому же эти частицы оказались бы очень быстро сцемен- тированными известковыми водорослями и превратились бы в твер- дую корку. Вот тут-то кораллам и необходима помощь сани- таров. Среди организмов, питающихся падалью, очень важную группу составляют крабы и креветки, живущие в тесном симбиозе с поли- пами. В частности, они самые обычные квартиранты грибовидных фунгий. В сумерки полчища этих работяг выходят из укрытий на поверхность рифа и принимаются энергично подбирать разные трупы. Если это полип или другой организм, заключенный в и^ вестковый домик, они извлекают его и оттуда, ловко и быстро разд- робляя скелет своими мощными клешнями. Санитарную службу на рифах несут и многие рыбы, например рыбы-бабочки рода хетодон. Если крабы и креветки трудятся но- чью, то хетодоны работают «в дневную смену». Весь день они мирно пасутся на тучных коралловых «пастбищах», выщипывая при этом только мертвых полипов и осевшие частицы погибших животных 4 В. В. Наваров •б
и растений. Им принадлежит фундаментальная роль в сохранении рифов. К различным видам рода хетодон относятся мелкие ярко окра- шенные, часто полосатые рыбки с овальным, круглым или иногда вытянутым в высоту телом, маленьким ртом и прозрачными плав- никами. Их преобладающие цвета желтый, золотистый, оранжевый, коричневый и черный. Все они оседлы и обычно тесно привязаны к маленькому участку рифа. Представители одних видов пасутся здесь неразлучными парами, другие — группами по нескольку рыбешек, третьи — большими стаями, словно облако закрываю- щими собой склон рифа. Именно рыбы-бабочки, добровольно пе- кущиеся о здоровье и красоте кораллов и моментально скрываю- щиеся в них при малейшей опасности, и вносят в картину жизни на рифах идиллический элемент. Еще раз о диссонансах Но у кораллов есть и враги. Самые серьезные враги из рыб —это рыбы-попугаи, названные так за свои массивные челюсти, напоми- нающие клюв попугая. Другая отличительная черта их внешно- сти — большая шишка на «лбу», которой они наносят удары по колониям. Среди них преобладают рыбы средней величины. У всех толстое, неуклюжее тело, чаще всего окрашенное в зеленый и си- ний цвета. Рыбы-попугаи (их еще называют скарами) — профессиональные разрушители рифов. Дело в том, что ничем другим, кроме кораллов, они не питаются. Отгрызая их ветви своим мощным клювом, рыбы- попугаи легко раздробляют их зубами, обращая в мелкий песок. Мягкие части они усваивают, а пустая порода, пройдя через их кишечник, выводится наружу. Так Как органического вещества в ячейках полипов мало, рыбам приходится трудиться очень усердно. За год каждая из этих рыб-камнедробителей перемелет не одну тонну кораллов. Крупные рыбы (до метра и более длиной) могут отгрызать куски величиной со страусовое яйцо. Таким образом од- ним махом уничтожается то, что создавалось много лет! Кроме попугаев тем же ремеслом промышляют рыбы-шары, единороги и лаже некоторые рыбы-бабочки. Из мира беспозвоночных рекордсменами по количеству пропус- каемого через кишечник песка и ила слывут голотурии, играющие ча рифах роль земляных червей. В поисках остатков животной п •мстительной пищи они также заглатывают небольшие обломки келета кораллов и способствуют их размельчению. Только в от- - ичие от рыб голотурии имеют дело с мертвой породой. 66
Рифы разрушают не только те, кто поедает полипы, но и те, кто устраивает в них свои гнезда. Этим занята целая армия свер- лильщиков. Буравят рифы даже водоросли, казалось бы вообще лишенные всяких побуждений, причем делают они это не хуже жи- вотных. В результате поверхность коралловых массивов бывает сплошь испещрена кавернами, ведущими во внутренние «квар- тиры». Разные животные сверлят по-разному. Большинство делает это чисто механически, пользуясь в качестве сверла теми орудиями, которыми их наделила природа. Так, у некоторых морских ежей для этой цели предназначены особые иглы. Они очень тверды, снабжены сильной мускулатурой и прикрепляются к телу так, что способны вращаться, точно сидят на шарнире. Мелкие тридакны пробуравливают породы острыми краями своей раковины. Многие организмы проделывают отверстия химическим путем, выделяя те или иные вещества, растворяющие известь. Двуствор- чатый моллюск «морской финик», проводящий всю жизнь внутри по- роды, достигает желанной цели при помощи кислоты, которую вы- деляет специальная железа, расположенная в передней части ман- тии. Наконец, третьи пользуются одновременно обоими способами. Интересно, что против них, как и против рыб-камнедробителей, стрекательные клетки кораллов бессильны. В ячейках живых полипов часто поселяются личинки усоногих раков рода пиргома. Сами полипы вскоре погибают, а ячейки по мере развития рачка продолжают разрастаться вместе со всей ос- тальной колонией, сохраняя прежние пропорции. Своим видом та- кие ячейки очень напоминают галлы, образуемые на листьях рас- тений клещами и насекомыми. Однако совокупная деятельность всех этих отнюдь не безраз- личных для кораллов организмов ничто в сравнении с аппетитами некоторых морских звезд. Впрочем, до недавнего времени даже эти обжоры не могли причинить кораллам большого вреда. Миллионы лет поедали они полипы и разрушали рифы, а кораллы продолжали процветать и расширять свои владения. Возможности тех и других оставались примерно равными, между ними существовало подвижное экологическое равновесие. Но вот в начале 60-х годов нашего века на рифы Австралии и Океании обрушилась беда. На них вдруг в несметных количествах появился страшный хищник — морская звезда акантастер, или «терновый венец», принявшаяся уничтожать живые кораллы на ог- ромных площадях. Представьте себе мускулистый, на первый взгляд малоподвижный комок с одной или двумя дюжинами радиаль- но расходящихся рук-лучей размахом до 60 см, утыканных сотня- ми острых и ойень ядовитых иголок, между которыми просвечивает > 4* 67
Морская звезда акантастер на колонии кораллов (белые участки колонии — скелеты кораллов, съеденных звездой) слизистая кожа неопределенной (чаще буро-фиолетовой) и весьма изменчивой окраски,— и портрет звезды готов. Единственная ее шипа — живые коралловые полипы. Неподвижные части брюха звезды с расположенными на нем присосками смазаны клейкой ели- зыо. нейтрализующей действие стрекательных капсул кораллов и позволяющей безнаказанно садиться на колонию. Устроившись на ’ < раллах таким образом, звезда выворачивает наружу большой же- лток и с помощью его мощных ферментов переваривает полипы тысячами. Там, где посидела звезда акантастер, не остается ни- чего живого. Вместо цветущей колонии торчат лишь голые белые скелеты. Но почему звезды вдруг так «озверели»? Ведь они жили на рифах всегда. Отчего же раньше они не причиняли им заметного вреда? Чтобы ответить на >ти вопросы, к месту трагедии были срочно сна- ряжены научные эш полиции, которые подтвердили факт небыва- 68
лого размножения «тернового венца». В некоторых местах эти хищники сидели такими плотными скоплениями, что лучи сосед- них особей накладывались друг на друга. Что же позволило им так сильно расплодиться? Причину этого явления разгадал австралийский исследователь Роберт Пирсон. Он высказал предположение, что, несмотря на все свое грозное вооружение, звезда акантастер, очевидно, до сих пор сама была жертвой более сильного хищника, численность которого по какой-то причине вдруг резко упала. Вскоре это предположение полностью подтвердилось. Действи- тельно, оказалось, что у звезды акантастер есть враг, против ко- торого она бессильна. Это моллюск харония тритоннс, или просто тритон. И вот как он с ней расправляется. Тритон подобен танку. Его тело защищено от игл звезды толстой броней раковины (она достигает в длину 40 см). Настигнув звезду, тритон прежде всего выдвигает из раковины свою «ногу» (часто она по размеру больше человеческой ступни); при этом передняя часть раковины опускается и моллюск ловко засовывает «ногу» под звезду, слегка приподымая ее тело. Потом тритон выпячивает впе- ред «голову» и приставляет ее к центру брюха своей жертвы. Это место у звезды лишено игл и твердых пластин. Присосавшись к не- му, моллюск спокойно опорожняет внутренности звезды. От гроз- ного врага кораллов остается лишь дряблый мешок с опавшими иглами. Истинной причиной нарушения равновесия между кораллами, «терновььм венцом» и тритоном оказался, как и во многих подобных случаях на суше, человек. По мере того как все более входило в моду плавание под водой, появилось много любителей, занявшихся коллекционированием красивых ракушек и других морских ди- ковин. Их стали в больших количествах поставлять в магазины в качестве местных сувениров. В итоге в течение нескольких лет только на ближайших к Австралии рифах было собрано несколько тысяч тритонов. Последствия не заставили себя долго ждать. Там, где не стало этих моллюсков, все пространство быстро заполо- нили звезды (ведь они за один прием выметывают около миллиона яиц!). Пока не был принят закон, запрещающий сбор тритонов, война, объявленная морским звездам,— а их истребляли тысячами — не пеняла существенно положения: рифы продолжали гибнуть. Сейчас обстановка постепенно нормализуется, и можно думать, что рифы юлностью оправятся. Если их не постигнет новая беда, угрожаю- щая всему живому... Кусто, решивший выяснить, как влияет загрязнение океана на iro обитателей, и за тридцать с лишним лет избороздивший с этой 69
целью воды всего земного шара, пришел к выводу, что «мир корал- ла — эта прекрасная, сказочная, волшебная страна — погибает». Погибает из-за отравления нефтепродуктами, сточными водами, бытовым мусором. Но его еще можно спасти, если серьезно взяться за дело. Ученые уже подняли свой авторитетный голос в защиту живых рифов. И не только по научным или эстетическим соображениям. Они убедительно показали, что если в борьбе с загрязнением Миро- вого океана не будут срочно приняты радикальные меры, то вслед за смертью кораллов мол^ет погибнуть остальной живой мир океана. А эта. неминуемо отразится на судьбе всех наземных обитателей, включая самого человека...
Глава четвергам РЫБЫ ВСЕМ НА УДИВЛЕНИЕ «Бал-маскарад» Можно ли поверить, чтобы у лютых хищников были друзья- *’*симбионты? Чтобы маленькие рыбки могли чувствовать себя спокойно только в иглах морского ежа пли между «заряженными» щупальцами актиний и медуз? Слыхано ли, чтобы рыба охотилась, сидя верхом на другой рыбе, или, встретив своих более мелких соб- ратьев, которыми вполне можно закусить, вдруг забывала свою хищническую природу и даже позволяла мелким рыбешкам безна- казанно заплывать к себе в рот? Обо всех подобных чудесах сим- биоза, изо дня в день происходящих с разными рыбами, человеку опять-таки поведали коралловые рифы. Несчетное множество рыб, о которых пойдет теперь разговор, [Нашли здесь свою обитель и больше нигде не водятся. У них ха- рактерное плоское или округлое тело и очень подвижные плавники. Это обеспечивает им большую маневренность и быстроту движений. Почувствовав опасность, они молниеносно прячутся в пустотах и трещинах. У аквалангиста, плывущего вдоль склона рифа, создает- ся впечатление, что риф буквально впитывает стаи рыб, только что неподвижно державшихся у его кромки. В спасительных за- рослях умещаются даже большие спинороги и~ груперы, присут- ствие которых выдает только торчащий наружу кончик хвоста. Чаще всего встречаются мелкие рыбки размером всего в нес- колько сантиметров, реже — средней величины, до 60—70 см. Многие из них, особенно те, что не пользуются укрытиями и покро- вительством кораллов или актиний, предпочитают в целях самоза- щиты держаться стаями. Есть на рифах и рекордно крупные пред- ставители рыбьего царства. Некоторые барракуды (их называют морскими щуками) и мурены достигают 2—2,5 м длины, а у гигант- ского ската манты размах «крыльев» доходит до 4 м. Сюда периоди- чески наведываются самые крупные среди рыб — китовые акулы. Яркие краски и чудесные узоры коралловых рыб сразу прико- вывают к себе внимание. Они словно вышли на бал-маскарад. Веро- 71
ягно, любое из этих восхитительных созданий природы аквариуми- сты-любители были бы счастливы держать у себя дома, но, увы, условия их содержания столь сложны, что большинство любителей может об этом только мечтать... Мелкие рыбешки чаще щеголяют двухцветным нарядом, состав- ленным из разных полос, то проходящих непосредственно по телу, то окаймляющих жаберные крышки или плавники. Полосы могут дополняться отдельными пятнами. Бывает, что полос нет, и тогда пятна располагаются на однотонном фоне. Характерны изысканные сочетания — желтого с голубым, желтого с вишневым и коричне- вым, серого с розовым, оранжевого, зеленого и желтого с черным и т. д. Любуясь совершенством цветовой гаммы и выразительной простотой рисунка, трудно поверить, что все это создано слепой природой, а не волшебным художником-декоратором, вложившим в оформление подводного царства безукоризненный вкус и могучую фантазию. Интересно, что у многих видов самцы и самки «одеты» по-раз- ному. Ряд рыб меняет свой наряд с возрастом и по временам года (в тропиках тоже есть свои сезоны). Рыбы-попугаи, например, де- лают это на протяжении своей жизни трижды. Почему у коралловых рыб такая яркая, бросающаяся в глаза окраска? Чистая ли это случайность или следствие каких-то особых законов, управляющих всем живым на рифах? В этом чрезвычайно сложном вопросе ученые еще далеки от единого мнения. Проще всего допустить, что окраска рыб определяется теми же причинами, что и окраска сухопутных животных. Так, ее можно считать покрови- тельственной, маскирующей рыб под окружающий фон. Действи- тельно, многие рыбы именно таким способом избегают своих врагов. Поскольку фон часто яркий, ярка и окраска обитающих здесь рыб. Но большая часть фактов противоречит такому объяснению. Ло- гично также предположить, что яркий наряд — «плод любви», не- изменного стремления самцов и самок выбирать все более красивых партнеров для продолжения рода, как это принято, например, у птиц. Иными словами, тут действует половой отбор. Однако, встав на эту точку зрения, приходится признать, что «вкусы» рыб далеко не равноценны... Вероятно, найдутся и такие случаи, когда рыбы всем своим броским видом предупреждают, что они ядовиты или попросту несъедобны. Очевидно, все подобные объяснения вполне справедливы по отношению к целому ряду видов рыб, но для основ- ной массы рифовых рыб они малоубедительны. Конрад Лоренц, крупнейший специалист по поведению живот- ных, посвятивший много лет наблюдениям за жизнью в коралловых дебрях, высказал предположение, что яркая окраска рыб служит сигналом для опознания своих своими. Действительно, для многих *72
оседлих видов, занимающих в качестве «личного» владения неболь- шую территорию и ревниво охраняющих ее от непрошеных при- шельцев, зрительные образы очень важны. Та пли иная яркая ок- раска уже издали сигнализирует расселяющимся особям, что дан- ный участок занят. В распределении видов на рифах существует строгий порядок. Большинство из них оседло и точно знает свое место. В самых верх- них частях рифа, осушаемых во время отлива, держатся маленькие морские собачки, бычки, окуни, молодь рыбы-хирурга и рыб-ба- бочек. При отливе они оказываются в мелких лужицах, иногда на- греваемых до 38—40 градусов, где терпеливо ждут, когда снова придет большая вода. В зоне, никогда не подвергающейся осуше- нию, на глубине до 20—30 м, обитает основная масса рыб. Среди них выделяются губаны, груперы, рыбы-попугаи, рыбы-хирурги, рыбы-бабочки, султанки, цезио, морские ласточки, кардиналы, лу- цианы, а из особо хищных — кара иксы, атерины, сарганы, барра- куды, мурены, каменные окуни и прочие. На большой глубине чаще попадаются рыбы-солдаты, батрахусы. Для лагун характерны ры- бы-шары, рыбы-ежи, кузовки, спинороги. (В дальнейшем для крат- кости мы будем опускать в двойных названиях слово «рыба».) всю жизнь на «минном поле» Мы уже упоминали вскользь об актиниях, или морских анемонах. Вот одна из них. Сидит, прикрепившись подошвой кубышкообраз- ного тела к чему-то твердому и раскинув свои ловчие «сети» — мно- гочисленные слегка колышущиеся щупальца, собранные в яркий венчик. Всем своим видом она напоминает роскошный экзотиче- ский цветок. Но красота и безмятежность такого «цветка» обманчи- вы. За ними скрывается хищность необыкновенно прожорливого животного. Большинство коралловых рыб избегает приближаться к этим красавцам. Рыбы прекрасно знают, что прикосновение к их щу- пальцам грозит смертью. Но что мы видим? Парочка красивых полосатых рыбешек, только что беззаботно кружившихся возле венчика щупалец одной из актиний, вдруг — о ужас! — при нашем приближении быстро юркнула в самую его середину. Через одну-две минуты, успокоив- шись и убедившись, что им ничто не угрожает, рыбешки выплыли из ядовитых дебрей целыми и невредимыми. Яд актиний, это самое грозное оружие в морском царстве, для их близких друзей не стра- шен. Более того, он служит их безопасности. Благодаря «дружбе» с актиниями они могут позволить себе любой наряд. За его яркость и пестроту рыбок прозвали клоунами, а за дружбу с морскими 73
анемонами — анемоновыми рыбками. Приглядимся поближе и к рыбкам, и к их покровителям. Актинии, в какой-то мере конкурирующие с полипами, обитают в основном на отмелях и во внутренних лагунах, где живых ко- раллов меньше или нет совсем. Размерами они бывают от несколь- ких сантиметров до одного метра. Самые крупные относятся к се- мейству стоихактид. Кроме одиночных актинии есть и колониальные. Кусты некоторых из них, живущих большими «коллективами» (на- пример, рнзобранхии Рамзая), могут достигать 3—4 м в диаметре. Наиболее обстоятельное изучение симбиоза стоихактид с анемоно- выми рыбками предприняли зоологи Ричард Марискал из США и Иренаус Эйбль-Эйбесфельдт из ФРГ. Обычный размер анемоновых рыбок (принадлежат они к семейст- ву помацентрид) от 5 до 12 см. Есть среди них и совсем малюсень- кие, длиной 1—Зсм. Таков, например, амфиприон перкула. Чаще всего пара взрослых рыбок и несколько особей подрастающей молоди того же вида облюбовывают себе одну актинию и ни- куда далеко от нее не отплывают (мелкие держатся на расстоянии до 10—15 см, а те, что покрупнее, могут удаляться максимально до 2—2,5 м). Это их дом с охотничьим участком, которые они рев- ниво оберегают от прочих сородичей. Сразу поставим стандартный вопрос: что дает каждому из сим- бионтов их тесный союз? На каких взаимных выгодах он основан? Главное, что извлекают рыбки из дружбы с актиниями,— это бе- зопасность. Без них эти беззащитные существа, чем-то напоминаю- щие беспечных бабочек, вьющихся над цветком, давно бы стали жертвами хищников. Услуга, как видим, немалая. Во всяком случае, как замечает Эйбль-Эйбесфельдт, на рифах встречаются актинии, которые великолепно обходятся без рыб, зато ему ни разу не попа- дались анемоновые рыбки без актиний. Актинии не только надежно укрывают своих рыбок в случае опасности, они их еще и кормят. Впрочем, кормежка, как мы сей- час узнаем, бывает взаимной. Все зависит от обстоятельств. В основном анемоновые рыбки питаются планктоном. Однако часто можно наблюдать, как они отгрызают у своих защитниц отмер- шие щупальца, по-видимому поедая находящиеся в них нематоциты и зооксантеллы. Но кроме отмерших они отрывают и живые щу- пальца, которые у актинии постоянно обновляются. Заглатывают также непереваренные остатки пищи, «выплюнутые» актинией, и не стесняются даже вырывать у нее изо рта то, что она намеревалась съесть сама. Актиния все это терпит ради одной важной услуги: рыбки ее чистят. Для неподвижных актиний, как и для кораллов, самая серьезная угроза — быть заживо погребенными под частичками песка, мерт- ”4
вых организмов и собственных выделений. Актинии, перенесенные в аквариум без симбионтов, в случае недостаточного тока воды даже при хорошем кормлении в конце концов погибали. Очистка — главная услуга анемоповых рыбок. Держась в за- рослях щупалец пли где-то поблизости, они создают движение воды, и актинии становится легче дышать. Если на нее падают какие-либо ненужные частицы, рыбки их тотчас удаляют. В опытах наблюдали, например, как они захватывали ртом небольшие камешки, которые специально бросали на край ротового диска актинии, и оттаскивали их на расстояние 20—30 см от своей подопечной. С другой стороны, замечено, что и рыбки, изолированные от актиний, чувствуют себя намного хуже. Они, в частности, становятся более восприимчивыми к заболеваниям. Очутившись в неволе вместе с актиниями, представители рода амфиприон берут на себя еще одну функцию: они начинают их кор- мить. Марискал рассказывает, что ему приходилось неоднократно наблюдать эту процедуру в лабораторных аквариумах. Рыбкам бросали на небольшом расстоянии от актинии кусочки мяса. Мел- кие они тут же проглатывали, а те, что покрупнее, хватали ртом и подталкивали к ее щупальцам. Интересно, что рыбки держали ку- сочек до тех пор, пока она его не схватывала. При этом щупальца, соприкасаясь вплотную с ртом рыбки, никогда не разряжали своих стрекающих клеток. Затем начиналась совместная трапеза. Оба рта поддавали кусочек, словно мяч, раздробляя его па мелкие части. Некоторые амфиприоны любые куски пищи (рыбу, креветок и пр.) тащат к актинии. Самое любопытное, что если вынуть из аквариума актинию — «собственность» ухаживающей за ней рыбки, то нередко эта рыбка начинает приносить корм ближайшей актинии, с которой «дружат» другие особи. Потребность заботы у «кормящей» рыбки столь ве- лика, что ее не останавливает риск подвергнуться оборонительным атакам со стороны законных опекунов другой актинии. Она готова выжидать в течение нескольких минут удобного момента, когда можно покормить «чужую» актинию более или менее безнаказанно. Высказывались предположения, что симбионты актиний способ- ны играть еще роль приманки, соблазняющей некрупных хищных рыб и побуждающей их к нападению, при котором они могут войти в зону, доступную для щупалец актиниц. Логично также допустить, что простое присутствие анемоновых рыбок в зарослях щупалец ак- тиний в состоянии притупить осторожность других рыб. Существует ли подобйый «тайный сговор» между актиниями и амфиприонами в дикой природе, еще не доказано. При содержании обоих животных в аквариуме Марискалу посчастливилось, например, наблюдать, как амфиприоны загоняли в щупальца своих актиний мелких сардин. 75
Он же отмечал, что амфипрпон одного вида энергично прогонял всех живых анемоновых рыбок (другого рода), видя в них конку- рентов, тогда как мертвых, наоборот, подталкивал ко рту актинии, подобно тому как он поступал с неанемоновыми рыбками. Обстановка среди щупалец актиний, с нашей, человеческой точки зрения, скажем прямо, нервная. Она ничем не отличается от усло- вий жизни на кустах кораллов. Рыбки, дружащие с морскими ане- монами, по существу проводят всю жизнь словно на минном поле. Но, что особенно интересно, они никогда не подрываются ни на одной «мине». Рыбки могут плотно прижиматься к щупальцам, затевать среди них драки с соперниками и, как мы видели, даже откусывать щупальца, но актиния никогда не обожжет своих симбионтов. В чем причина такого поведения? Этот вопрос уже много лет служит пред- метом горячих споров. Одни ученые считают, что анемоновые рыбки обладают по от- ношению к оружию актиний врожденным иммунитетом, другие — что их предохраняет покровный слизистый слой, третьи — что ак- тинии «лично» знают своих подопечных и потому в силу выработав- шегося у них инстинкта их не обжигают. В подтверждение каждой из этих точек зрения исследователи приводят результаты своих опы- тов и наблюдений. Первое объяснение, пожалуй, дальше всего от истины. Как показали недавние эксперименты, застрахованность анемоновых рыбок от разрядов нематоцитов отнюдь не абсолютна. Так, доста- точно отделить ее на несколько дней от актинии, к которой она привязана, чтобы рыбка утратила свою неуязвимость. Весьма ве- роятно, что при новом контакте с прежней своей актинией она по- лучит «ожог». Наблюдали и за реакцией будущих симбионтов при их первом знакомстве. Американцы Д. Девенпорт и К. Норрис подсаживали к актинии в аквариум амфиприона одного из видов, с которыми она обычно живет в содружестве, и следили за его характерным пове- дением. Сначала рыбка держалась от актинии на известном расстоя- нии, затем стала кружиться вокруг ее массивного тела, лишь из- редка подплывая к венчику щупалец, но не ближе чем на один сантиметр. Постепенно прогулки над венчиком становились все более частыми, а расстояние между щупальцами и рыбкой все более сокращалось. Потом, совсем осмелев, она стала заигрывать с ак- тинией: слегка коснется ее щупалец одним из плавников и тотчас отскочит, видимо получив легкий ожог. Коснется раз, другой, тре- тий... Наконец, рыбка вошла с ними в постоянный контакт, и они уже больше на нее не реагировали. Необходимость такого постепенного взаимного привыкания (ак- климации) говорит о том, что в симбионтах происходят в это время 76
какие-то изменения. Может быть, просто поведение рыбки рассчи- тано на то, чтобы актиния ее запомнила? Эйбль-Эйбесфельдт ду- мает, что актиния действительно способна «узнавать» свою спут- ницу. Эта способность сохранялась, например, и после того, как он, крепко удерживая рыбку, несколько раз энергично провел ею по щупальцам. Даже при таких неестественных движениях немато- циты бездействовали. Конечно, вопрос о возможностях «памяти» актиний весьма спорный. Что же касается их друзей— симбионтов, то они прекрасно запоминают и узнают своих попечителей, руковод- ствуясь в основном зрением. При подмене «обжитой» актинии наде- яться на то, что рыбка этого не заметит, можно только в том слу- чае, если ее новая хозяйка будет не только того же биологического вида, но и полностью походить на прежнюю по размеру, окраске и внешности. Большинство ученых справедливо считает, что тайна «иммуни- тета» скрыта в свойствах слизистого покрова рыбок. То, что роль этого покрова не сводится к роли простого механического изолятора, совершенно ясно. Вопрос в другом: кто посылает физические или химические стимулы и соответственно кто кого «выбирает» в парт- неры — актиния или рыбка? По мнению одних, активная роль в акклимации принадлежит актинии, которая берет в качестве сим- бионта не любую анемоновую рыбку, а только определенного биоло- гического вида и размера; по мнению других, актиния пассивна, а облюбовавшая ее рыбка способна сама предохранять себя от ожо- гов благодаря каким-то изменениям в свеем слизистом покрове. Возможно даже, что во время «заигрывания» рыбка и актиния как раз и обмениваются какими-то веществами своей слизи, которые тормозят разрядку нематоцитов. Дать достоверный ответ на все эти вопросы пока еще никому не удалось. Актинии служат для анемоновых рыбок надежной крепостью. За густым частоколом их щупалец рыбки чувствуют себя неуязви- мыми для хищников. Маленькие рыбешки способны даже, как ут- верждают некоторые зоологи, забираться через рот внутрь самой актинии и там пережидать опасность. Как правило, они торопятся укрыться от своих явных врагов, которые могут их съесть. Другое дело, если к актинии попытаются приблизиться их собратья — ане- моновые рыбки своего или чужого вида. Тут их ждет самый реши- тельный отпор. Для опознания непрошеных гостей, вторгшихся в чужие владения, и служит сигнальная окраска, позволяющая «до- мовладельцу» заранее определить, от кого надо прятаться, а кого надо прогонять. Как только любой пришелец, намеревающийся завладеть актинией, пересечет условную границу «территориальных вод», его встречает яростная атака местного владыки. Защищая свои законные права, он проявляет такую решительность и отвагу, 77
что заставляет обратиться в бегство даже рыб, в несколько раз пре- восходящих его по размеру. Самки многих видов в период, когда они охраняют гнездо, приготовленное для откладки икры, способны на подлинный героизм. Но и в обычные дни амфиприонам не при- ходится занимать у других рыб мужества. Марискал рассказывает, что нередко, когда он приближался к актинии, маленькие амфиприоны набрасывались на него самого. При этом они делали в его сторону стремительные короткие броски, отступая после каждого из них на 10—15 см. Чем ближе был он к актинии, тем чаще становились атаки. Находясь в активной обороне, несколько рыбок часто действуют сообща. Следует сказать, что самоотверженность, полнейшее пренебре- жение к собственной жизни, так сказать, борьба до конца, которые проявляют морские обитатели в критической ситуации,— закон на коралловых рифах. Там чаще, чем где бы то ни было, исход поединка решает «психологический настрой». Существа, которые вместо того, чтобы дать отпор, обращаются в бегство, обречены. Кусто ставил тест на испытание «мужества» рыб прямо в море. Правда, он экспериментировал не с анемоновыми рыбками, а сгру- перами, которые охраняют не актиний, а свои норы. По то, что он узнал, характерно для тех и других. Кусто сначала при- ручал групера, подкармливая его кусочками рыбы (на это подда- ются даже акулы и мурены), а затем помещал перед его гнездом зер- кало. Едва ли можно сомневаться, что групер видел себя в зеркале не только впервые в жизни, но и впервые в истории своего рода. Не удивительно, что он принимал собственное отражение за мнимого соперника и вступал с ним в бой до победного -конца. Некоторые выдающиеся «вояки» разбивали вдребезги подряд до четырех зер- кал, которыми их окружали со всех сторон. Много зеркал было таким образом разбито во время экспедиции Кусто на рифы Комор- ских островов. Расставаясь с анемоновыми рыбками, которые, несомненно, еще поведают людям о многих тайнах своего поведения, упомянем еще об одном свидетельстве их оседлости. Если удалить из аква- риума актинию, которая до этого давала приют рыбкам, они при отсутствии других укрытий долго будут оставаться на том месте, где раньше сидела их хозяйка. Даже если их насильно сгонять, они все равно будут продолжать к нему возвращаться. В сожительстве с некоторыми актиниями находятся также кре- ветки. Держатся они тоже парами, иногда вместе с подрастаю- щей молодью. Деятельно ползая среди щупалец, они старательно подбирают своими крохотными клешнями все лишнее. Вез актиний этих креветок нигде не встречают. 78
1 С кем еще рыбы дружбу водят Небольшие рыбки фиерасферы избрали в качестве своего дома го- лотурий — тех самых, которые «питаются» коралловым песком и илом и которых на Востоке подают па стол под названием трепанга. Не будь на свете голотурий, фиерасферов давно бы съели хищные рыбы. Правда, их спасают от этой участи еще некоторые моллюски, пускающие рыбешек внутрь своей раковины, и даже морские звезды. Фиерасферы абсолютно беззащитны. Кожа их змеевидного тела, очень напоминающего тело маленьких угрей, совершенно лишена пигментации и потому выглядит белой. Хотя у голотурий и нет стрекающих клеток, острых игл и зубов, они все же располагают эффективным средством защиты, причем весьма оригинальным. Подвергшись нападению, голотурия спасает себя тем, что жертвует собственными внутренностями, выстреливая ими в хищника. Пока тот их пожирает, голотурия бросается наутек. Через 10—12 дней у нее вырастают новый кишечник и новые легкие, и она в случае нужды снова может повторить свой необычный трюк. Фиерасфера голотурия никогда не обстреливает. Рыбка забира- ется в ее клоакальную полость, а иногда и в легкие. Интересно, что фиерасфер влезает в соответствующее отверстие не головой, а хво- стом, извиваясь при этом всем телом. Иногда внутри голотурии поселяются сразу 3—4 рыбки, по-видимому не причиняя ей ника- кого вреда. Днем они спят, а с наступлением темноты отправ- ляются на промысел. Гостеприимная хозяйка беспрепятственно их впускает и выпускает. Что за польза голотурии от таких сожителей, никто не знает. ' Голотурий с фиерасферами встречают не только на рифах. Они весьма обычны, например, в Средиземном море. Кто бы мог подумать, что можно жить в иглах морского ежа? А вот у ежа диадемы есть верный друг — голубая рифовая рыбкд, или кардинал, для которой его иглы служат родным домом. Наткнуться на ежа диадему где-нибудь на пляже удовольствие не из приятных. Это крупные иглокожие красновато-бурого цвета с очень острыми и ядовитыми иглами до 25—30 см длины. Иглы обламываются и застревают в коже, вызывая па ней болезнен- ные волдыри. Ежи держатся обычно группами. Каждого ежа сопро- вождает стайка кардиналов. Они что-то деловито склевывают с ко- жи своего хозяина, а тот специально наклоняет иголки, собирая их в пучки, чтобы рыбки могли свободно добраться до поверхности его тела. Это идет санитарная чистка. Почуяв опасность, рыбки своим поведением подают ежу сигнал. Тот сию же минуту распускает иглы, в\астоколе которых они и укрываются. Самое интересное, что, пока кардиналы плавают возле ежа, они такого же, как и он, 79
Фиерасфер и голотурия красновато-бурого цвета. Очутившись между иглами, они сразу меняют окраску — становятся ярко-голубыми. На лазоревом фоне их тела рельефно выступают продольные серебристые полосы. От их присутствия красивее становится и еж: между иглами ярко све- тятся голубовато-синие пятна. Исследователи пробовали отгонять рыбок от их колючего «до- ма», а ежей тут же в море заточать в прозрачные пластиковые шары. Рыбки в панике метались вокруг шаров, а как только ежи оказы- вались на свободе, бросались искать защиты между их иглами. По- добно фиерасферам, кардиналы днем прячутся среди игл своего хозяина, а вечером выплывают на охоту. Кроме кардиналов среди игл ежей обитает еще один сожитель — креветка стегопонтония. По-видимому, в круг ее обязанностей также входит забота о гигиене ежей. Не пустуют и щупальца многих медуз. В экваториальных водах у самой поверхности обитает сифонофора физалия. Ее легко за- метить издали по выступающему над водой воздушному пузырю светлого синевато-фиолетового цвета, отливающего серебром. Бла- юдаря пузырю и находящемуся на нем гребню (отсюда старое наз- вание этих .медуз — гребневики) физалия как бы идет в воде «под парусом», отдаваясь во власть ветра. Французские моряки в шутку прозвали физалию «португальским военным кораблем», потому что, плывя на юг, они впервые встречали их на широте Португалии. Под «парусом» скрывается в воде довольно массивное тело, от ко- торого спускается вниз пучок метровых щупалец нежного ультра- маринового цвета. Кто бы мог подумать, что физалия не одно живот- ное, а колониальный организм, в котором каждый его член вы- полняет свою функцию?! Красивые нити щупалец служат одновременно килем и ловчими сетями. На них расположены сотни мощных стрекательных клеток, поражающих любого сталкивающегося с ними рачка или мелкую 80
рыбешку. Парализованные жертвы подтягиваются щупальцами к пищеварительным членам колонии, сидящим под телом фи- за л ии. Стрекательные клетки наполнены сильным ядом. Ф. Ф. Талызин утверждает, что достаточно ввести несколько миллиграммов этого яда под кожу мыши, как она через несколько секунд погибает. Чтобы убить 1000 мышей, хватит одного наперстка яда. Он удиви- тельно стоек: если хранить высушенные щупальца в холодильнике, то они не теряют токсических свойств в течение шести лет. Небезо- пасен этот яд и для человека. Купающиеся, случайно задевшие щу- пальца физалии, получают сильный ожог. У них учащается пульс и падает кровяное давление. Бывает, люди даже тонут, потеряв сознание. Иногда физалии попадают из Северного экваториального течения в Гольфстрим, с которым доплывают живыми (если лето жаркое) до Ла-Манша. В пору их массового появления у берегов Англии и Франции печать, радио и телевидение этих стран предо- стерегают купающихся от встреч с опасной гостьей из тропиков. Но яд физалии нипочем маленькой рыбке номиусу, постоянно живущей в самой гуще ее щупалец. Если номиусу ввести под кожу дозу яда, вдвое превышающую смертельную для других рыб, он не погибнет. Похоже, что он вполне адаптировался к жизни среди смертоносных нитей, эффективно оберегающих его от хищников. К тому же номиусы в них отлично маскируются. По их серебристой чешуе тянутся полоски точно такого же цвета, в который окрашены щупальца. Какую пользу приносят физалиям номиусы, неотлучно следую- щие за ними небольшими стайками? Как показали наблюдения по- следних лет, они привлекают к своей хозяйке небольших хищных рыб, которых затем, в случае удачной охоты, поедают вместе. Впрочем, «дружба» симбионтов для физалии не всегда безобидна. Когда долго нет добычи, голодные номиусы начинают поедать ее щупальца. Медуз взял себе в защитники целый ряд рыб из семейств стро- матеевых, ставрид, центролофовых и других, обитающих в водах умеренного пояса. Мальки обыкновенной трески и мерланов чув- ствуют себя в безопасности под колоколом медуз ризостом и циа- ней — самых крупных из этих студенистых созданий. Среди цианей, живущих в Атлантике, попадаются настоящие гиганты: их колокол достигает в поперечнике 2.5 м, а нити многочисленных щупалец тянутся на несколько десятков метров. В Черном море под колоко- лом ризостомы всегда можно увидеть молодь ставриды. Часто для рыб симбиоз с медузами бывает временным. Они дру- жат с ними в самую юную пору своей жизни. Затем, возмужав и окрепнув, они собираются в большие стаи и начинают вести вподне 81
Кардиналы и мирской еж диадема самостоятельный образ жизни. Медузы же, словно заботливые нянь- ки, берут попечительство над молодой сменой. Мы подробно говорили о симбиозе в зарослях кораллов и акти- ний. Эти неподвижные животные, как мы знаем, растут, прикрепив- шись к твердому субстрату. Среди кишечнополостных есть, однако, некоторые гидроидные полипы (они родственны актиниям), которые умудрились каким-то образом поселиться на теле рыб. Гидроиды, сидя на своем быстро передвигающемся хозяине, получают все новые порции пищи и автоматически действующую механическую очистку, а рыба, становясь ядовитой, утрачивает всякую привлекательность для хищников. Кто решится, к примеру, проглотить лакомый кусок, обработанный горькой хиной?! Некоторые рыбы обрастают гидроидами только на брюхе. А вот у миноусов, распространенных в Тихом и Индийском океанах, за кустистыми дерновинами этих полипов и чешуи не увидишь. Рыбы почти сплошь покрыты живым жгучим «войлоком», от которого шарахается все живое. Подобное защитное покрытие не менее эф- 82
фективно, чем острые иглы рыб-ежей. Гидроиды селятся и на рако- винах моллюсков. Двустворчатая теллина, живущая в Белом море, всегда обрастает гидроидом монобрахием. На раковине другой дву- створки — иольдии — постоянно сидят на тонких стебельках «бу- тоны» гидроида перигонима. Рыбы вступают в симбиоз и друг с другом. О самом интересном из них мы расскажем в следующем разделе. Здесь же ограничимся тремя примерами сожительства другого рода. Поистине нет предела изобретательности хищников в способах ведения охоты. Среди кораллов или просто прибрежных скал пря- чется рыба-флейта. Прозвали ее так потому, что ее 80-сантиметровое тело вытянуто в длинную трубку. Держась в вертикальном поло- жении и покачиваясь в такт движению ветвей, флейта почти неза- метна. Из этой засады она могла бы непосредственно хватать свои жертвы, не прибегая ни к чьей помощи. Но флейта предпочла весьма оригинальный окольный путь (часто он надежнее) достижения цели: опа охотится, предварительно оседлав какую-нибудь мирную рыбу. Облюбовав проплывающего поблизости попугая или сигана, флейта молниеносно выскакивает из засады и ловко устраивается у него на спине. Тот пытается от нее освободиться, но не тут-то было. С по- мощью сильного брюшного плавника флейта прочно удерживается в «седле» своего «коня». После тщетных усилий сбросить «седока» «коню» ничего не остается, как примириться со своей участью. От- ныне они всюду плавают вместе. Во время кормежки мирной рыбы к ней в надежде поживиться остатками с ее «стола» устремляется ни- чего не подозревающая рыбья мелочь. Тут флейта внезапно соска- кивает с «коня» и успевает схватить добычу раньше, чем рыбешки догадаются об опасности. Совершив этот разбойничий налет, ко- варная хищница снова удобно устраивается в «седле». Чтобы быть менее заметной, она нередко маскируется под цвет «коня»: на темных сиганах сидят темные «наездники», на желтых — желтые и т. д. Такой симбиоз от мутуализма, конечно, далек. Вероятно, многим из наших читателей известно, что акул почти постоянно сопровождают мелкие полосатые рыбы-лоцманы. Словно почетный эскорт, следуют они за морской владычицей, точно пов- торяя все ее движения и, как говорится, ни на шаг от нее не от- ставая. Если одному из лоцманов и случается время от времени ее опередить (что делается в целях разведки обстановки), то очень скоро он снова возвращается на свое место. Лоцманы эскортируют и самых крупных акул — китовых. Всего любопытнее, что акулы их никогда не трогают и даже разрешают им в случае опасности прятаться в своей пасти. Какой же им прок от лоцманов? Раньше думали, что лоцманы помогают своим «патронам», у которых слабое зрение, отыскивать добычу. Однако, когда убеди- 83
Рыба-флейта на спине рыбы-попугая лись в совершенстве других органов чувств акул, от этой гипотезы пришлось отказаться. Скорее всего, главное назначение эскорта- постоянный санитарный надзор за кожей «патрона», с которого лоцманы на ходу удаляют разных паразитов. Косвенным подтверж- дением этой окончательно, впрочем, еще не доказанной роли лоц- манов служит тот факт, что их часто видели занятыми процедурой ловли морских «блох», когда они с этой целью забирались в пасть скатов мант. С акулами неразлучна еще одна группа очень своеобразных рыб — прилипал, или ремор. В отличие от лоцманов прилипала сам не плавает, а присасывается с помощью огромной присоски к телу акулы, кита или крупной черепахи (у каждого вида прилипал свой «вкус» в выборе хозяина). Присоска, закрывающая снизу всю голову рыбы, удерживает ее на теле другого животного так прочно, что рыбу легче разорвать, чем отделить от своего «патрона». Гово- рят, что на присоске прилипалы средней величины (50—60 см) можно поднять груз массой до 50 кг. Этим свойством, прилипалы и его склонностью быстро находить достойного хозяина и присасы- ваться к нему пользуются местные рыбаки. Они постоянно держат несколько прилипал. Выходя на промысел в море, рыбаки спускают прилипал в воду на длинной бечевке, а затем подтягивают к лодке вместе с их жертвами. Прилипалы широко распространены в Миро- вом океане. Встречаются они и в Средиземном, и в Черном море. Еще не так давно считали, что прилипалы паразитируют на своих хозяевах, высасывая их соки, или по крайней мере ведут себя как нахлебники, урывая остатки их пищи. Теперь установле- но, что питаются они в основном зоопланктоном, а акула или чере- паха им нужны только как удобное средство передвижения. Дей- ствительно, если бы прилипалы кормились за счет своих хозяев, то чего ради стали бы они присасываться к днищам лодок и кораблей, где им явно нечем поживиться? Редкая акула не несет на себе прилипал. Случается иногда, что их присосется сразу добрый десяток. Пользы от этих бесцеремонных м
наездников акуле нет никакой. Напротив, они только мешают ей плыть, сковывая движения. Но избавиться от них акула не в состоя- нии. Вот вам еще один классический пример форезии, когда один симбионт использует другого как средство передвижения. В давние времена люди охотно верили, что присосавшиеся при- липалы способны остановить корабль. Среди древних римлян су- ществовало даже мнение, будто эти рыбы не раз бывали причиной опозданий военных судов и трагического исхода морских сражений. В наше время никто, конечно, не верит этим сказкам. Трудно найти человека, который стал бы утверждать, что небольшая рыбка в состоянии остановить хотя бы лодку. «Санитарные станции» на рифах Мы знаем, что постоянная очистка — первейшая жизненная по- требность сидячих организмов. Избавлены ли от этой заботы ос- тальные животные? Достаточно вспомнить, как старательно зани- маются своим туалетом птицы, перебирающие клювом каждое пе- рышко, кошки, вылизывающие свою шерсть с ног до самой шеи, обезьяны, выискивающие друг у друга насекомых,— достаточно представить себе все это,чтобы можно было с уверенностью ска- зать, что в чистоте и гигиене в той или иной степени нуждается все живое. Рыбы в этом отношении тоже не исключение. Казалось бы, они так быстро двигаются, одеты в такой гладкий, блестящий панцирь, что к ним никакая нечисть пристать не может. Но это только ка- жется. На самом деле чистота их туалета — следствие вовсе не его неуязвимости для паразитов, а плод усилий «профессиональных» чистильщиков, посвящающих свою жизнь заботе о надлежащем са- нитарном состоянии других рыб. Не будь чистильщиков, многие виды рыб давно прекратили бы свое существование. Во время про- цедуры чистки, которая периодически повторяется, между чистиль- щиками и их клиентами как раз и устанавливаются временные сим- биотические отношения. 85
О'ыччо рыба, желающая привести в порядок свой туалет, под- плывасг к коралловому кусту и замирает над ним в вертикальном поле женин. Это служит сигналом для живущих здесь маленьких рыбок-чистильщиков, которые быстро подплывают к своему клиен- ту и принимаются его чистить. При этом одни склевывают все лиш- нее с его боков, другие забираются под оттопыренные жаберные крышки, а третьи залезают прямо в пасть. Случается, что, если ры- ба, прибывшая на санобработку, сама не раскрывает пасть, один из чистильщиков начинает тыкаться в края ее рта и быстро доби- вается своего. Работают чистильщики на совесть. Они не только склевывают паразитов, присосавшихся к небу, краям глотки, лепесткам жабер или застрявших между зубами, но и «врачуют раны», тщательно удаляя с кожи любой нарост, любую неровность. Обрабатывая по- верхность тела рыбы, чистильщик все время касается ее брюшными плавниками и этим как бы сигнализирует о своем местонахождении. В ответ рыба помогает ему в работе — то плотнее прижимает плав- ники, то, наоборот, распускает их веером, оттопыривает жаберные крышки и т. д. Иными словами, между обеими рыбами устанавлива- ется полное взаимопонимание. Некоторые рыбы на время чистки даже изменяют цвет. Например, темные единороги становятся свет- ло-голубыми. И это не случайно: на светлом фоне паразит гораздо заметнее. Когда клиент сочтет, что его наряд стал достаточно опрятным, он энергично захлопывает пасть и тут же ее снова открывает. Это сигнал, по которому чистильщики должны ее покинуть. Затем ха- рактерным встряхиванием тела подается приказ и санитарам, ра- ботающим снаружи: пора, мол, и вам кончать. Часто крупным рыбам, нуждающимся в санитарной обработке, даже не приходится просить чистильщиков об этой услуге. Те бы- вают настолько предупредительны, что, еще издали заметив своих клиентов, сами спешат им навстречу. Приглашая новых и особо «важных особ» почиститься, санитары затевают перед ними харак- терный ритуальный «танец»: ритмично покачиваются из стороны в сторону, грациозно распускают плавники, приподнимают и опу- скают хвост (перед старыми знакомыми они не танцуют). Основное назначение такого танца — парализовать хищнический инстинкт опасных посетителей. Загипнотизированные подобной обходитель- ностью, хищники застывают в самых необычных позах — вверх или вниз головой, лежа на боку, иногда даже вверх брюхом —и поз- воляют начать себя чистить. Эйбль-Эйбесфельдт рассказывает, что в неволе между чистиль- щиками и клиентами завязывается иногда нечто вроде личнон дружбы. У него была, например, рыба-бабочка, имевшая своего 86
постоянного «леиб-саннтара». Когда однажды к ней подсадили дру- гого чистильщика и он прогнал своего предшественника, то бабоч- ка попросту не подпустила к себе этого самозванца. Как только вме- сто новоявленного санитара вернули прежнего, она сразу изъявила желание почиститься. Надо заметить, что чистильщики трудятся не бескорыстно. Все, что удаляется с клиентов, тут же ими поедается. Ради этого они, собственно, и трудятся. Но паразиты ие только не единственная, но даже и не главная их нища. Без нее они могли бы совершенно безболезненно обойтись. Одни виды чистильщиков — мелкйе хищ- ники, другие растительноядны. Что побуждает их столь безотказно заботиться о пользе чужих видов? Вот загадка, пожалуй достойная интересов всей биологии. Явление санитарной чистки у рыб открыл в 1949 году американ- ский исследователь Конрад Лимбо. Он же установил, что на рифах чистильщики держатся обычно на постоянных местах, где и ведут «прием» посетителей. Дорогу к этим «стационарным» пунктам саноб- работки — «санитарным станциям» — хорошо знают местные рыбы. Поблизости от «станций» можно встретить большие косяки рыбы, в том числе промысловой. Нередко сюда наведываются и обитатели открытых вод, например кефаль. Опа приплывает целыми стаями и, покорно опустив голову вниз (и соответственно подняв хвост), тер- пеливо ждет своей очереди. По подсчетам ученого, в такие дни мас- сового наплыва посетителей один проворный чистильщик может обслужить за шесть часов свыше 300 клиентов. Лимбо первым выяснил роль санитаров в жизни коралловых рыб, прибегнув к простому эксперименту. Он старательно выловил всех чистильщиков на двух рифах Багамских островов и стал вести на- блюдение за их рыбьим населением. Через несколько дней большая часть этого населения перекочевала в другие места, и рифы осиро- тели. У единичных же аборигенов, оставшихся на рифах, уже через две недели на коже и плавниках образовались открытые раны, на- росты, участки, пораженные грибком, и т. п. Нормальная жизнь восстановилась на рифах только с появлением молодого поколения чистильщиков. Сейчас известно около трех десятков видов рыб-чистильщиков, относящихся к разным семействам. Это бычки, губаны, рифовые окуни, бабочки, хирурги и др. Все они похожи друг на друга сво- ими вытянутыми, наподобие клюва, рыльцами, яркой окраской и танцующей «походкой». Но самая удивительная черта, общая для всех санитаров,— их «личная» неприкосновенность. Трогать са- нитаров не смеет ни один даже самый страшный хищник. Запрет, наложенный природой, прочно запечатлен в памяти поколений. Санитары обычно не бегут от морских «волков», которые в их при-
сутствии превращаются в кротких «овец». Впрочем, как стало из- вестно в самые последние годы, запрет в абсолютном смысле этого слова соблюдается некоторыми видами только в момент самой чистки. Трудно представить себе существо кровожаднее мурены, с ле- дяным блеском глаз раздирающей свою жертву. Не случайно древнеримские императоры держали мурен в бассейнах своих двор- цов как средство устрашения рабов. Но каменный окунь проми- кропс, достигающий 2 м длины, и своим видом, и физическими воз- можностями, кажется, превзошел мурену. Сидит он в огромном гроте с широко раскрытой пастью, готовый схватить любую до- бычу килограммов этак на 150—200. Его феноменально широкие челюсти и глотка усажены сотнями мелких, но острых, как иглы, зубов, слегка загнутых назад. К всеобщему удивлению, в его чреве находили акул, черепах, колючих рыб-шаров и самих мурен. В обычных условиях даже хирурги-санитары, подобно прочим рыбам, боятся его как огня. Когда же промикропса заедят морские «блохи», его отношение к хирургам резко меняется. Эти осторожные рыбы тогда без малейшего страха приближаются к хищнику и начи- нают его чистить. Очень немногим посчастливилось наблюдать, как спокойно и деловито кружатся хирурги в пасти морского чу- довища, ловко выуживая паразитов, сидящих на его жаберных ду- гах и между зубами. Закончив процедуру чистки, рыбки выбира- ются наружу и спокойно уплывают восвояси. Этот пример, очевид- но, совершенно аналогичен упомянутому симбиозу между египет- ским бегунком и крокодилом. И еще один неписаный закон действует на «санитарных станци- ях». Если к ним устремится вдруг сразу много самых различных кли- ентов, то, естественно, удовлетворить их потребности одновремен- но небольшой «штат» санитаров окажется не в состоянии. В этом случае можно наблюдать, как даже крупные хищники терпеливо ждут своей очереди, не пытаясь воспользоваться силой, чтобы ра- зогнать беззащитных растительноядных рыб или тут же поживить- ся ими. Рыбы как бы считаются с правом того, кто пришел раньше. Не убеждает ли нас все это в высокой организованности «общества! самого низшего класса позвоночных, в богатстве и сложности форм поведения его членов?! Репутация неприкосновенности, прочно утвердившаяся за чи- стильщиками, породила подражателей, копирующих их окраску, рисунок и повадки. Одни из них рядятся в чужую одежду ради сох- ранения собственной жизни, другие — чтобы притупить бдитель- ность своей жертвы и не спугнуть ее раньше времени. Так или иначе сам факт существования ложных чистильщиков лишний раз говорит о том, что в подводном мире никогда не прекращается жестокая 88
борьба за жизнь. Обман удается потому, что псевдочистильщики встречаются значительно реже настоящих. И то на него больше под- даются молодые, неопытные рыбы. Взрослые же распознают обман- щиков довольно легко. Этим и ограничен рост их численности. Впро- чем, перед имитаторами открылись бы более широкие перспективы развития, если бы они переняли от своих моделей и их умение чи- стить. На тех же рифах на глубине свыше 20 м в роли санитаров под- визаются креветки. Вот, например, на ярко-красной рыбе крылатке из семейства морских ершей сидит изящная и такая же ярко-крас- ная креветка с белой полосой вдоль спины и старательно соскребает что-то своими длинными клешнями. Лимбо убедился, что креветки, подобно рыбам-чистильщикам, часто тоже приманивают к себе клиентов, энергично шевеля усиками. Те охотно подплывают и подставляют креветке то место, которое хотят почистить. Разрешают также забираться к себе в рот и под жаберные крышки. • Креветки очень нежны и аппетитны, и не только на человече- ский, но и на рыбий вкус. Однако ни одна рыба, как бы голодна она ни была, никогда не позволит себе закусить креветкой-сани- таром, от которой зависит ее здоровье и красота.
Глава пятая ЦВЕТЫ, ДОВЕРИВШИЕ ЖИВОТНЫМ САМОЕ СОКРОВЕННОЕ С человеческой же точки зрения мы должны сознаться, что, не ведая цветка, мы знали бы очень мало истинных проявлений и выражений счастья. Морис Метерлинк Цветы, красота, любовь. Три слова, три неизменных спутника мечты о счастье. Вдумайтесь в их содержание, и вы убедитесь, что они неотделимы друг от друга не только в стихах поэтов, но и в самой жизни. На вечные темы вроде этой можно спорить и философствовать бесконечно. Но кто решится отрицать, что самый высокий смысл цветов для человека заключается, по-видимому, в том, что они всегда были его союзниками в любви? Любовь же в конечном счете — это то, что не позволяет иссякнуть роду человеческому. Воистину достойны сожаления те, кто потребовал бы от нас до- казательств. Тогда пришлось бы вспомнить бесчисленные легенды и предания, начав, конечно, с древнегреческих, затем привести до- шедшие до нас исторические факты, упомянув о замечательных пра- здниках цветов, на которых впервые становились известны имена влюбленных, потом перейти к художественным произведениям, та- ким, как «Дама с камелиями» А. Дюма-сына или «Красная лилия» А. Франса, и многим-многим другим. Впрочем, на эту тему написано немало и научных трактатов. Красота — сила. У детей Флоры, воплощающих в себе идеал кра- соты, сила особая. Им суждено издавна одерживать самые трудные победы — завоевывать человеческие сердца. Каким счастлнвцехМ был Рюи Блаз, герой драмы В. Гюго! Ему удалось пробудить ответную любовь своей избранницы тем, что, рискуя жизнью, он добыл ее любимые цветы — фиалки. Возможно, згот случай рожден фантазией писателя, но сама фантазия не бес- почвенна. В Альпах издавна существовал обычай, по которому юно- ша дарил девушке в знак своей любви эдельвейсы. Росли они в са- мых труднодоступных местах — будто специально для того, чтобы 90
испытать мужество и глубину чувства влюбленного. В наш век юно- ши уже не отправляются в горы за эдельвейсами. Красивый обычаи утрачен, однако не в силу потери ощущения прекрасного или ос- кудения чувств у современной молодежи, а из-за того, что ее пред- шественники слишком переусердствовали и чудом уцелевшие цветы пришлось взять под охрану. На Востоке много веков назад влюбленные изобрели своеобраз- ный язык цветов — язык любви, в котором за каждым цветком был закреплен определенный смысл. Вместо любовных посланий они обменивались друг с другом букетами цветов, выражавшими тай- ны их сердец лучше, чем слова. Язык цветов не умер и сейчас. Он живет, например, в японском искусстве икебаны — умении составлять маленькие «говорящие» букеты,— которое завоевывает все большую, популярность в мире. Впрочем, разве обычный, пусть самый скромный букет в руках мо- лодого человека, пришедшего на свидание, менее красноречив в наши дни, чем самые пылкие признания?! Цветы — это не только любовь. Они были и остаются вечным источником вдохновения, высокого настроя мыслей и чувств и просто хорошего настроения. Ныне цветы стали даже соучастни- ками производства, и их ставят прямо возле станков. Представьте, как обеднела бы наша жизнь, если бы вдруг исчезли цветы! Слиш- ком прочно вошли они в наши радости, в наше благополучие. Без них не обходится ни один народный праздник, ни одно семейное тор- жество. Не лучшее ли доказательство того, как нужны человеку цветы,— создание все новых, еще более прекрасных сортов и раз- новидностей и то, что их посвящают выдающимся событиям, на- шим замечательным современникам! Из цветов, выведенных в честь Юрия Гагарина и Валентины Терешковой, уже можно составить огромные букеты... Зачем и как родились цветы? Цветок, всю ночь готовит мед, Пчелу-сластену в гости ждет. Бери, мол, но, как другу, Мне окажи услугу: Пыльцу мучную эту Перенеси соседу... Пчела несет ее, и вот — Цветок увял, и зреет плод. Николай Грибачев Однако цветы существуют вовсе не ради украшения жизни человека. Всем известно: чтобы на месте цветка появился плод, цветок должен быть опылен, т. е. на рыльце его пестика должна попасть 91
пыльца, о помощью которой происходит оплодотворение. Котя у большинства растений цветки обоеполые, к постоянному опылению собственной пыльцой способны немногие. Основная масса предста- вителей зеленого царства для продолжения своего рода нуждается в перекрестном опылении — переносе пыльцы с цветка одного рас- тения на цветок другого. При вынужденном опылении собственной пыльцой — если, конечно, оно возможно — растения дают меньше семян и из них вырастает хилое потомство. Чтобы этого не проис- ходило, природа изолировала друг от друга тычинки и пестики вну- три цветка, разобщила сроки их созревания и снабдила цветок мас- сой других приспособлений. Но если самоопыление вредно, а встречаться друг с другом цвет- ки сами не могут, то кому доверить столь ответственную миссию, как перенос пыльцы? Очевидно, из неживых стихий — ветру, а из животного мира — мелким, самым подвижным и таким же много- численным, как растения, обитателям планеты — насекомым. Дей- ствительно, насекомых так много, что на все цветы хватит, и к тому же пыльца легко пристает к их волосистому наряду. Большинство высших цветковых растений (около 80 процентов от общего числа приблизительно 250—300 тысяч видов) и из- брало их в соучастники своих брачных забот. Пользоваться их услугами куда более экономично и надежно, чем ветром. Ведь пыль- ца тратится при этом непосредственно по назначению и ее не нужно производить так много. Когда же ее «пускаешь по ветру» и когда, следовательно, все зависит от слепой случайности, у растений имеется только один шанс повысить вероятность опыления — во много раз увеличить выработку пыльцы. Но в юную пору жизни на Земле все было иначе. Ученые уста- новили, что некогда все прародители цветковых растений опыля- лись ветром. Ему и сейчас всецело обязано продолжением своего рода большинство наших древесных пород — ель, сосна, береза, дуб, ольха, а также злаки. Но вот где-то около 100 миллионов лет назад, ближе к концу мезозойской эры, самые прогрессивные формы тогдашних растений установили первые контакты с шестиногими летунами. Убедившись в их пользе, они пошли на заключение с ними широкого взаимовыгодного союза. От этого союза, по-види- мому, и родился цветок. Первые насекомые, изредка посещавшие растения ради пыль- цы, играли в их опылении весьма скромную роль. Чтобы привлечь их к себе и сделать своими служителями, растениям надо было о многом позаботиться, и прежде всего обзавестись ярко окрашенным венчиком, заполнить «кладовые» постепенно развившегося цветка сладким нектаром и придать ему нежный аромат. Те растения, ко- торые не смогли приобрести крупные цветки, собрали мелкие в 92
хорошо заметные издали соцветия» такие, как у клевера или ро- машки, черемухи или подсолнечника. Содружество с опылителями сыграло, таким образом, очень важную роль в развитии и совершен- ; ствовании мира растении, и одно из самых больших украшений на- шей жизни — цветы — появились на Земле, как считают многие ученые, только благодаря симбиозу с насекомыми. Об этом со всей убедительностью сказал еще Дарвин: «Красотой и ароматом наших цветов и накоплением больших запасов меда мы, конечно, обязаны су ществова ни ю на се комы х». Попутно, естественно, и насекомые «подгоняли» свое строение к цветам. У одних образовался хоботок для сосания нектара, у других — сложный аппарат для сбора пыльцы. Как ни очевидна привязанность насекомых к цветам, смысл ее был разгадан только в конце XVIII века. Но еще долгое время о сделанном открытии мало кто знал. Если Дарвин доказал пользу и преимущество перекрестного опыления, то о капитальной роли насекомых в самом опылении впервые поведал миру замечательный немецкий натуралист-любитель Конрад Шпренгель. В 1793 году он издал чудесную книгу с симптоматичным названием «Раскрытая тайна природы в строении и опылении цветов». Но современники только посмеялись над ней и вскоре забыли ее вместе с автором. И лишь через 70 лет восхищенный Дарвин вызвал ее из безвестности. Вот что писал по этому поводу Анатоль Франс: «В книге Шпрен- геля, прочитанной в дни ранней юности, есть несколько соображений о любви цветов, которые после полувекового забвения приходят мне на ум и сейчас интересуют меня в такой мере, что я с грустью мыслю, почему не посвятил я скромных способностей души на изу- чение насекомых и растений». Посмотрите, какое буйное веселое разнотравье, какое обилие цветов на лугу летом! Колокольчики, лютики, васильки, ромашки так и тянутся к солнцу, стремясь выставить себя напоказ. Они напе- ребой раскрывают свои синие, желтые, красные, розовые венчики навстречу пчелам и мухам. Запаха чаще всего у них нет. Он им и не нужен. Насекомые и так их не пропустят. Зато многие мелкие лес- ные цветы, растущие под пологом деревьев и кустарников,— лан- дыши, майники, линнеи — сильно пахнут. Особенно сильный аро- мат издают цветы, распускающиеся ночью. Всем знакома любка дву- листная, или ночная фиалка. Ее цветки, собранные в длинный ко- лосок, раскрыты круглые сутки, но сильнее пахнут ночью, когда просыпаются опыляющие их ночные бабочки. Для них в длинном и тонком шпорце любка приготовила нектар, достать до которого другие насекомые не могут. О неугомонных мотыльках, бражничаю- щих целые ночи напролет, очень одухотворенно сказал Эдмон Ростан в специально им посвященном стихотворении: 93
Весной, когда цветет весь мир И май земле смеется ясно, У мотыльков — веселый пир... В вечернем мраке над цветком Одною мыслью каждый занят: Припавши жадным хоботком — Коктейль из чаши лилий тянет. Кроме аромата для ночных цветов характерен белый цвет вен- чика. В сумерках и при лунном свете он лучше всего заметен. С того времени, как открыли, что пчелы опыляют растения, люди не раз убеждались, что без насекомых многие сельскохозяйст- венные культуры остаются бесплодными. Так, европейские колони- заторы Австралии долго не могли понять, почему яблоня и клевер, привезенные на этот континент, не давали плодов и семян, хотя и прекрасно цвели. Когда наконец причина была установлена и в Австралию завезли их естественных опылителей — шмелей и пчел, в садах стали наливаться сочные плоды, а клеверные луга — давать много семян. На полезную работу крылатых тружениц не могли не обратить внимания и европейские садоводы, когда, установив для пчел только что изобретенные ульи, стали собирать вдвое больший урожай. Насекомые посещают цветы всегда ради собственной пользы, в расчете поживиться нектаром или пыльцой. Они давно оценили их питательные свойства. Нектар представляет собой водный раст- вор разных сахаров (их концентрация доходит иногда до 75—78 про- центов) и специально предназначен для питания насекомых-опы- лителей. В некоторых особо крупных цветках тропических растений его выделяется так много, что из трех-пяти цветков можно набрать целый стакан «сока». Пыльца питательнее нектара и по калорий- ности приближается к мясной пище. Кроме сахаров в ней содер- жится много белков, жиров и витаминов. Обычно растения произ- водят ее в количестве, которого хватает и на опыление, и на прокорм опылителей. Потребляя нектар и собирая пыльцу, насекомые по- путно производят опыление. Для растений же эта последняя опе- рация — главная цель всей жизни, ради достижения которой и су- ществует вся красота и совершенство их цветка. Многие насекомые всю свою недолгую жизнь только и питаются пыльцой и нектаром. Часть из них находит в цветах «и стол и дом» — если не для себя, то для своего потомства. Личинки, вылупляющиеся из яиц, отложенных в цветки, оказываются обеспеченными всем не- обходимым для успешного развития. А сколько насекомых заби- рается в цветы на ночлег, спасается в них от холода и непогоды?! Ведь внутри цветка температура всегда на несколько градусов выше, чем ца открытом воздухе, а то и вовсе тепло, как в теплице. Почему 94
бы их крылатым друзьям нс воспользоваться гостеприимной теплой квартирой?! Так, в холодные ночи излюбленным убежищем насе- комых становятся, папрчмер, цветки персиколистного колоколь- чика и наперстянки. В них забираются мелкие пчелы и мухи. Жуки и пчелы ночуют также во внешних язычковых цветках скерды и дру- гих сложноцветных, которые иа ночь закрываются. С восходом солн- ца они покидают удобный пршог, унося с собой пыльцу... А вот жуки-бронзовки, проникнув в только что распустившийся цветок магнолии, остаются в нем до тех пор, пока через несколько дней он не завянет. Зачем им его покидать, если они получают щедрую 'пищу? ! Каково бы ни было устройство цветка, в нем всегда должна быть [та или иная приманка для насекомого, до которой оно могло бы iсравнительно легко добраться; доставая пищу, насекомое обязатель- но должно коснуться в одном цветке пыльников, в другом — рыль- ца. Иначе его посещение осталось бы для цветка не только беа олеэ- пым, но даже вредным, поскольку пришельцы даром расхищали бы то, что приготовлено для опылителей. Как разные цветы утверждают свою «волю» В сравнении с животными растения всегда кажутся нам пассивными, лишенными каких-либо побуждений. Действительно, у них ведь нет нервной системы, нет пи глаз, ни ушей. Тем удивительнее при- способления, облегчающие доступ к цветку желанных посетителей и ограждающие его от «воров» — искателей дарового пропитания. В них как бы воплотилась «воля» цветка. Распускаясь, очень многие из них повертываются «лицом» в ту сторону, откуда скорее всего можно ждать прилета опылителей. Бутоны полевых цветов, первоначально обращенные к небу, опус- кают свои головки. Бобовые перед тем, как их цветок созреет, по- дают для опылителей «посадочную площадку»: цветоножка у них поворачивается вокруг собственной оси так, что лодочка венчика, на которую садится насекомое, ранее бывшая наверху, теперь ока- зывается внизу. Так же на 180 градусов поворачивают свои губы цветки лесных орхидей. А уж как только не оборудуется сама «по- садочная площадка»! Ее лопасти, гребни, бугорки, бахромки — все это безграничное разнообразие форм призвано создать максимум удобства для крылатых посетителей. Орхидея фаленопспс Шиллера дошла в своих «заботах» прямо-таки до курьеза: мухи, прилетаю- щие опылять ее цветок, садятся в настоящее кресло! Зато против незваных гостей, даром расхищающих сладкие при- пасы, цветы вооружились разными средствами защиты. К не- званым относятся прежде всего мелкие бескрылые насекомые, улитки 05
и другие беспозвоночные, заползающие в цветки по цветоножкам, Они почти не способны опылять перекрестно, так как слишком сло- жен и долог их путь от одного растения до другого. За время их му- торных скитаний по стеблям и веткам пыльца либо облетит, либо > утратит свежесть. । Одни растения воздвигают на подступах к цветку всевозможные • баррикады в виде валиков, складок, бугорков, колючих шипиков и жестких волосков, другие выделяют клейкие вещества, образую- щие на стеблях пли цветоножках непроходимые липкие «пояса», Мелкие насекомые пристают к ним, как мухи к липкой бумаге, и по- гибают. Некоторые рас гения за это свойство так и назвали — смо- левками или смолянками. А вот гималайский бальзамин для му- равьев, стремящихся проникнуть в цветок, специально выделяет густой нектар уже на прилистниках, и здесь, случается, скапливает- ся великое множество этих лакомок. Зачем им тогда лезть в цветок? Есть еще растения, у которых цветоносные стебли покрыты во- ском и скользки, как хорошо натертый паркет, или цветки защище- ны очень плотной листовой оберткой. Всех хитроумных преград не перечислить! Всего интереснее, пожалуй, случаи, когда растения защищаются от насекомых-расхитителей с помощью самих же насекомых. О ра- стениях, вступивших в дружбу с муравьями и потому называемых мирмекофильными, речь будет в следующей главе. Здесь же упомя- нем только о случае, когда муравьи превращаются из врагов цветка в его защитников. На цветки серпухи и некоторых других сложноцветных, растущих в южной половине Европейской части нашей страны, часто напада- ют прожорливые жуки окситиреи, родственные обычным майским жукам. Они прогрызают корзинки соцветий и губят цветки. Чтобы оградить себя от такой опасности, серпуха нередко привлекает себе на помощь целый гарнизон воинственных муравьев (чаще всего фор- миков), для которых на внешней стороне корзинки припасен «мед». Стоит только жуку приблизиться к головке цветка, как муравьи выставляют ему навстречу свои крепкие челюсти, а в случае надоб- ности выпускают фонтан муравьиной кислоты. Защищая собствен- ный корм, муравьи невольно становятся стражами молодых цвет- ков. Любопытно, что если на одном цветке собираются муравьи разных «племен», то между собой они никогда не враждуют. От самых простых до самых сложных Насекомое-опылитель и цветок часто «подогнаны» друг к другу с уди- вительным совершенством. Тут невольно напрашивается аналогия с ключом и замочной скважиной — сравнение хотя и прозаическое, м
Муравьи, защищающие соцветие серпухи от жуков окситирей но зато хорошо передающее суть дела. Достаточно один раз пона- блюдать, как, скажем, работает шмель на цветках красного клеве- ра, чтобы убедиться, что они образуют единый слаженный механизм. Сейчас на отдельных примерах мы и попытаемся проследить устрой- ство и работу этих механизмов — от самых простых до наиболее сложных. У липы, бузины, лютиков нектар находится у самой поверхности цветка и доступен для разнообразных крылатых посетителей. У сурепки, горчицы и капусты он скапливается на дне короткой тру- бочки венчика, а у яблони, шиповника и земляники слегка защищен волосками, но также легко досягаем для многих насекомых с ко- ротким хоботком. Просто устроены цветки у красного клевера, собранные в хорошо знакомую всем головку. Они представляют собой длинную трубку (8—10 мм), на дне которой скапливается нектар. Внутри трубки по- мещаются столбик и рыльце пестика, а чуть ниже рыльца — пыль- ники тычинок. Вход в цветок закрыт лепестками венчика, сросшими- ся в форме лодочки. Шмель или пчела, опыляющие клевер, садятся верхом на цветущую головку и запускают хоботок в цветок. При этом лодочка раскрывается, освобождая пыльники и пестик, которые упираются в нижнюю часть головы насекомого — так на- 5 ВИ. Назаров 97
Шмель на цветке шалфея. Пунктиром обозначено верхнее положение «коромысла» с тычинками зываемый подбородок. К нему пристает много пыльцы. Когда шмель перелетает на другое растение и запускает своп хоботок в один из его цветков, с подбородком сначала соприкасается рыльце, прини- мающее пыльцу с предыдущих головок. Затем, когда в попытке до- стать нектар со дна шмель погружает хоботок глубже, с подбород- ком входят в плотный контакт и тычинки, в свою очередь оставляю- щие на нем новую порцию пыльцы. Так, перелетая с цветка на цветок, мохнатый труженик успешно производит перекрестное опыление. А вот добраться до нектара у шалфея посложнее. На это способ- но лишь сильное насекомое, так как предварительно надо раздви- нуть лепестки, закрывающие вход в цветок. Венчик у шалфея дву губый: верхняя губа выпуклая и похожа на шлем, нижняя плоская и отогнута вниз. Под сводом верхней губы находятся две тычинки, надежно защищенные от дождя. По ней же проходит и длинный стол- бик пестика, конец которого с раздвоенным рыльцем выступает на- ружу. Ниже венчик сросся в трубочку, на дне которой помещаются завязь и нектарники. В целом цветок очень напоминает раскрытую пасть змеи, из которой торчит тонкий, раздвоенный на конце язык. Вот на нижнюю губу одного из цветков садится шмель и в поис- ках нектара сует голову внутрь цветка. При этом своим хоботком он непременно наталкивается на нити тычинок, состоящие из двух подвижно соединенных половинок, напоминающих колодезный жу равль. На верхнем конце коромысла сидит пыльник, а свободный нижний конец торчит в зеве цветка. В обычном состоянии «журавль» поднят в вертикальном положении. Как только мохнатый гость заде- нет хоботком за его нижний конец, он тотчас опускается и ударяет его пыльником по спине, густо обсыпая золотистой пылью. Напуд- ренный ею шмель летит на другой цветок шалфея и прежде всего невольно касается спинкой выступающего рыльца, производя опы- ление. Затем, засовывая голову внутрь цветка, он повторяет ту же операцию с толканием «журавля» и обсыпанием спинки пыльцой. Самыми поразительными приспособлениями к опылению насе- комыми обзавелись орхидеи. Раскрытием их тайн наука опять-такп 98
обязана Дарвину. Начало его исследованию опыления у этих замечательных растений положил счастливый случаи, когда однаж- ды летом он заметил бабочку с необычными булавовидными при- датками на хобогке. Она порхала между цветками одной из обыч- ных для Англии орхидей. Чтобы оценить все совершенство приспособления орхидей к их опылителям, нам придется па минутку вникнуть в тонкое устройство их цветка. Без этого не понять, как работает его механизм. При всем разнообразии существующих орхидей прин- ципиальная «конструкция» цветка у всех у них одинакова. Возь- мем в качестве примера нашу обычную орхидею — ятрышник пят- нистый. Растет он на сырых лугах и лесных полянах. Его фиолетово- розовые крапчатые цветки собраны колоском. Один из шести лепе- стков цветка отогнут книзу. Эго губа, служащая посадочной пло- щадкой. Сзади она вытянута в тонкий шпорец. Остальные пять лепестков образовали шлем. Тычиночная нить единственной ты- чинки срослась со столбиком пестика в характерную для всех ор- хидей колонку, а одна из трех лопастей рыльца превратилась в осо- бый орган — клювик, или носик, выступающий над входом в шпо- рец и нависающий над рыльцем. В клювике, напоминающем карман, сидят два самых интересных образования, похожих на була- ву. Каждое из них состоит пз пыльцевого мешочка грушевидной фор- мы (ноллипия), ножки и маленькой клейкой подушечки-прнлиналь- ца. Всю «булаву» вместе называют поллинарием. Пыльцевой мешок поллинария направлен вверх, а прилипальце погружено в клювик. Как только насекомое садится на губу цветка и пытается засу- нуть свой хоботок в шпорец, внешняя перепонка клювика разры- вается и освободившиеся поллинарии своими прилппальцами при- стают ко лбу, а то и к глазам насекомого. Кажется, что у него сразу выросли рога. Высосав сок, такое «рогатое» насекомое летит на дру- гой цветок ятрышника. Пока пчела или муха совершает этот перелет, с «рогами» про- исходит поразительная метаморфоза: клейкое вещество прили- пальца затвердевает, его маленький диск сокращается и сидящие на ножках поллинии наклоняются вперед, описывая дугу в четверть круга. Теперь они не стоят на голове насекомого торчком, а при- няли горизонтальное положение. Не случись этого, комочки пыль- цы пришлись бы во втором цветке, на который село насекомое, против его пыльников и никакого бы опыления не произошло. Бла- годаря же изгибу они упираются точно в самое рыльце. В том, как работает этот удивительный механизм, вы можете легко убедиться сами, если засунете в распустившийся цветок ят- рышника топко очиненный карандаш и сразу его вынете. К кончику 5’ 90
карандаша обязательно пристанут два параллельных друг другу поллинария. Затем они на глазах поникнут своими головками. За- мечательно, что это произойдет в среднем через 30 секунд, т. е. за то время, за которое насекомое как раз успеет перелететь на другой цветок. Придатки на хоботке бабочки, поразившие Дарвина, как раз и были поллинариями. Пыльца у ятрышника расходуется экономно. Рыльце и поллинии липки, но не настолько, чтобы при их соприкосновении поллинарий оторвался от насекомого целиком; однако их «липучей силы» хва- тает на то, чтобы эластичные нити, связывающие пакетики пыльце- вых зерен, разорвались и некоторые из них остались на рыльце. Благодаря подобному расчету «липучих сил» один поллинарий может опылить много цветков. Яркие, пурпурные цветы европейской пирамидальной орхидеи, спрятавшей нектар на дне глубокой кладовой, могут опыляться только бабочками. Только их длинный и тонкий хоботок в состоя- нии до него добраться. Как поллинарии с обычными прилипальца- ми могли бы удержаться на таком хоботке? Изобретательная при- рода применила здесь иное конструктивное решение. Она снабдила поллинарии общим клейким образованием в форме дуги или седла. Стоит такому «седлу» соприкоснуться с хоботком бабочки, как его края под действием воздуха почти мгновенно закручиваются внутрь, крепко обхватывая хоботок, подобно тому как пальцы птиц обхва- тывают ветку. При этом булавы поллинариев, сидевшие в цветке параллельно друг другу, расходятся в стороны. Это совершенно необходимо, чтобы в цветке, на который они будут перенесены, 100
прийтись напротив раздвоенного рыльца. Так путем преобразова- ния одного прилипальца одновременно решаются две задачи — на- дежное прикрепление пыльников к хоботку и подгонка к положе- нию рыльца. Затем следует уже знакомое нам движение — опу- скание пыльников на 90 градусов. Бабочка, обремененная поллина- риями (нередко от нескольких цветков), теперь уже не может свер- нуть своего хоботка и, чтобы избавиться от груза, вынуждена посе- щать цветки только пирамидальной орхидеи. Но вот американская тропическая орхидея катазетум ориги- нальностью и совершенством своего полового аппарата, кажется, превзошла все остальные орхидеи. В свое время она поразила не только Дарвина. Ее образ запечатлен в удивительно поэтичном произведении Мориса Метерлинка с характерным названием «Разум цветов». У этой орхидеи поллинарий целиком заключен в колонку, а его ножка свернута в тугую пружину. Одним концом в нее упирается длинное щупальце, другой конец которого свободно свисает к ниж- ней губе. Стоит насекомому едва коснуться этого свободного конца, как возникшее в щупальце раздражение мгновенно передается чрезвычайно чувствительному диску прилипальца, который отры- вается от колонки. Освободившийся поллинарий благодаря разво- рачивающейся пружине ножки с силой выбрасывается наружу. Поскольку большой клейкий диск тяжелее пыльцевых мешочков, поллинарий всегда летит прилипальцем вперед и благодаря удиви- тельному баллистическому расчету ударяется прямо в спинку на- секомого. Испуганное метким выстрелом, оно стремится как можно скорее покинуть агрессивный цветок и скрыться в соседнем. Орхидее только этого и нужно. Катазетум и некоторые другие орхидеи способны выстреливать своими пыльценосными «снарядами» почти на метр. В оранжерее человек, прикоснувшийся к чувствительным частям цветка, обычно получает удар поллинарием прямо в лицо! Метерлинк описал еще одну удивительную орхидею — гонгору макранта, которая перед принудительным актом опыления заставляет пчелу искупаться в чистой воде, скапливающейся в чаше на нижней губе. Вот кратко суть дела. Над чашей, или, если пользоваться язы- ком Метерлинка, над кубком, находятся мясистые наросты, издаю- щие сладкий аромат (они-то и привлекают пчел, которые их с жад- ностью поедают). Смыкаясь, наросты образуют подобие горницы, куда ведут два боковых отверстия. Если бы в «горницу» проникла одна пчела, она по окончании трапезы спокойно бы ушла, не при- коснувшись ни к чаше, ни к рыльцу и пыльникам, и «ничего бы,— замечает Метерлинк,— не произошло из того, что требуется» ор- хидее. Но благодаря тому, что пчелы слетаются «толпой... ОНн 101
теснятся, толкаются, так что одна из них попадает в кубок, ожи- дающий ее под коварным пиршеством. Она находит в нем неожидан- ное купанье; добросовестно промачивает в нем свои прекрасные про- зрачные крылья и, несмотря на страшные усилия, не может больше лететь. Вот этого-то и ждет коварный цветок». Из кубка есть только один выход — «сток», через который выливается наружу избыток влаги. Проходя по нему, насекомое сначала касается своей спиной липкой поверхности завязи, затем — клейких пыльников. «Таким образом,— продолжает Метерлинк,— оно спасается, нагруженное липкой пылью, входит в соседний цветок, где повторяется драма пиршества, толкотни, купанья и спасенья, заставляющего сопри- касаться с жадной завязью унесенную пыльцу». «Факты эти научно наблюдены и точно установлены, и невоз- можно объяснить иначе назначение и расположение разных орга- нов цветка,— заключает Метерлинк.— Надо поверить очевидности. Эта невероятная и успешная уловка тем более поразительна, что она не стремится к удовлетворению потребности в питании, непо- средственной и неотложной, обостряющей самые тупые умы; она имеет в виду отдаленную цель: продолжение вида». Некоторые европейские орхидеи, чтобы задержать насекомое на то время, пока на них не затвердеет липкий диск прилипальца, прибегли еще к одному хитроумному приспособлению. Как бы мы ни старались обнаружить хотя бы малейшую капельку нектара в их шпорцах, нам никогда это не удастся. Он всегда пуст. Желанный напиток заключен между его двойными стенками, и, чтобы до него добраться, насекомое должно проколоть хоботком внутреннюю стенку... О «нечестных» растениях и их «простодушных» жертвах В лице огромного большинства растений опыляющие их насекомые имеют верных друзей, которые редко обманывают их ожидания. За небольшую, но жизненно важную для них услугу цветы честно кормят своих опылителей, стараясь угодить их потребностям и вкусам. Но, оказывается, и среди цветов есть «неблагодарные». Они заманивают к себе насекомых, но, пользуясь их услугами, ни- чего не дают взамен. Так «нечестно» поступает с мелкими дикими пчелками наша красивая лесная орхидея венерин башмачок, занесенная теперь в Красную книгу. Названа она так потому, что нижний лепесток ее венчика похож на низкий башмачок с узким входом. Он ярко- желтого или розового цвета. Остальные лепестки красно-бурые и обычно имеют форму ланцетовидную. Пчелок привлекает в цветке яркая окраска и тонкий ванильный аромат. В надежде 102
пай in нектар пчелка забирается через входное отверстие внутрь башмачка, но ничего в нем не находит. Тогда она пытается выб- раться на свободу, ио над ней со всех сторон нависают сводчатые стенки башмачка, преграждающие обратный путь. Оказавшись в западне, пчелка начинает в беспокойстве метаться по дну. Наконец, она замечает по бокам два маленьких окошечка. Чтобы до них доб- раться, ей приходится проползти сначала под рыльцем. Затем в попытках выбраться из плена она проползает через окошечко — а сделать это нелегко, так как его отверстие очень узкое,— и при этом непременно задевает за пыльник одной из двух тычинок, тор- чащих у каждого окошка, и обмазывается пыльцой. Как ни странно, но неудачный опыт пчелку отнюдь не вразум- ляет, и, едва выбравшись из одной западни, она тут же летит на другой цветок, где повторяется та же история. В долгих поисках выхода она снова проползает под рыльцем к одному из окошек, оставляя на нем пыльцу от предыдущего цветка. Когда она вновь выбирается на свет, то уносит с собой новую пыльцу. Случается, что мытарства простодушной труженицы кончаются трагично. Если пчелка почему-либо не в состоянии пролезть через окошко, она неминуемо погибает голодной смертью. Но в этом случае и башмачок оказывается в проигрыше: ведь его пыльца про- пала даром. Тут «эгоизм» цветка оборачивается против него самого. К счастью, таких «коварных» растений немного. Любознательного читателя, конечно, заинтересует, каким обра- зом подобным растениям удается обманывать насекомых и почему последние не в состоянии извлечь урок из своих неудачных опытов. Может быть, у мелких пчел слабее развит «интеллект» или слишком короткая память? А может быть, задача опылять была специально заложена в программу их инстинкта той же мудрой природой, ко- торая лишила некоторые цветы «чувства взаимности»? Прежде чем выносить суждение о недостатке «умственных способностей» обма- нутых пчел-дикарок, нужно провести соответствующие эксперимен- ты, а их пока никто не ставил. Что же касается второй гипотезы, то в случае, если она подтвердится, объяснить явление, не прибегая к допущению намеренных действий со стороны насекомого, будет нелегко. Малютка, задавшая трудную загадку А между тем среди тесных союзов растений и насекомых-опылите- лей, проводящих друг с другом не какие-нибудь считанные мину- ты, а важнейшую пору жизни, есть по крайней мере один уникаль- ный пример. Это мексиканская юкка (ее часто держат в комнатах) и моль пронуба. 103
Гусеница этой маленькой ночной бабочки с серебристыми крыль- ями рождается в цветке юкки. Для этого самка пронубы в одну из теплых южных ночей, когда юкка выбрасывает длинную свечу бла- гоухающего белого соцветия, проникает в один из цветков-коло- кольчиков, проделывает яйцекладом отверстие в его завязи и от- кладывает в него несколько малюсеньких яичек. Через два-три дня из них вылупляются крошечные «червячки», которые начинают питаться семяпочками завязи. В этом и состоит, пожалуй, един- ственный урон, который насекомое причиняет гостеприимному ра- стению. Но его семяпочек, оставшихся неповрежденными, с лихвой хватает на продолжение собственного рода. Выросшие гусеницы покидают завязь и на нитях, выделяемых особыми железами, опу- скаются на землю. Там они окукливаются. Через год, когда юкка опять зацветет, из коконов вылетают бабочкй, самки которых после роения снова торопятся вверить цветкам свое будущее потомство. Замечательно, что, если юкка какой-то год предпочтет отдохнуть от цветения, куколки бабочки останутся в почве до следующего года. Поразительно, как только они об этом «договариваются»?! Но вот та уникальность в поведении моли, которая до сих пор ставит биологов в тупик. Оплодотворенная самка, как это часто бы- вает у мелких бабочек, живущих каких-нибудь несколько дней, ничем не питается. Забираясь в первый цветок юкки, она собирает пыльцу, скатывает ее в шарик, чуть ли не втрое превосходящий по величине ее собственную голову, и, прижав его хоботком к «под- бородку», перелетает на цветок другого растения. Ничего другого она в первом цветке не делает. Во втором цветке самка в первую очередь откладывает яйца. Выполнив это основное назначение любого живого существа (ради которого оправданы и могут быть рационально объяснены какие угодно, пусть самые сложные, действия), самка доползает по стол- бику пестика до рыльца и, крепко удерживаясь ножками за стол- бик, заталкивает головой в углубление рыльца принесенный ко- мочек пыльцы (!). Действие, которое все прочие насекомые совер- шают автоматически, попутно с делами сугубо «личными», юкковая моль проделывает специально и уже после того, как выполнит долг перед собственным родом! По каким критериям прикажете в этом случае провести грань между поведением неразумной «букашки» и намеренными действиями человека, производящего искусственное опыление?! Со времен Дарвина в биологии утвердилось представление, что приспособления, выработанные тем или иным видом, не могут быть направлены на пользу другому виду. На этом зиждется весь рациональный смысл дарвинизма. С раскрытием сущности муту- алистических симбиозов это положение претерпело первое ограни- 104
ченне. Стало ясно, что в мире беспощадной борьбы за жизнь есть место и для «разноплеменных» союзов, в которых на основе взаим- ности и при условии непосредственного извлечения какой-то вы- годы особи одного вида могут приносить пользу особям другого. Приведенный пример с юккой и молью в конечном счете укладыва- ется в этот «устав» симбиоза. Но глубокой тайной остается вопрос с том, как сложилось целенаправленное поведение моли. Впрочем, мы немного забежали вперед, затронув одну из проб- лем, о которых специально пойдет речь в конце книги. Вернемся лучше к нашей теме и расскажем теперь о насекомых и некоторых высших животных, которые не хуже их справляются со своими «обя- занностями» перед цветками. Самые большие труженики ...Пчела за данью полевой Летит из кельи восковой. А. С. Пушкин Среди громадной армии шестиногих опылителей первое место, бесспорно, принадлежит пчелам и шмелям. Какие только растения они не опыляют! Это благодаря их титаническому труду плодоносят наши сады, ягодные кустарники, бахчевые и технические культуры, кормовые травы, многие деревья, лесные и полевые цветы. С ранней весны и до начала осени, пока на кормление расплода требуется пыльца, над садами, полями и лугами не смолкает их деловитое гудение. Во всех странах и на всех«континентах, там, где только есть цветы, трудятся и их перепончатокрылые опылители. В нашей стране свыше сотни важных сельскохозяйственных культур не способны плодоносить без опыления пчелами. В апреле в Подмосковье еще холодно, но именно в этом месяце, когда зацветает ива, первыми от долгого зимнего сна пробуждаются молодые самки шмелей. Они торопятся восполнить на ее соцветиях утраченные силы, чтобы скорее приступить к постройке гнезда. В тихие солнечные дни к ним присоединяется множество медоносных и диких пчел, некоторые бабочки, жуки и мухи. В южных степях тучи мелких пчел осаждают кизильник, терн, степную вишню, астрагалы, дикие ирисы. Всюду бросается в глаза бурная деятель- ность крылатых вестников весны. Вон — уж пчел рои шумят И летит победным флагом Пестрых бабочек отряд! А. Н. Майков 105
С медом — этим ценным питательным и целебным продуктом — у нас ассоциируется и само слово «пчела», и та польза, которую с незапамятных времен приносит это маленькое неутомимое созда- ние человеку. Но не всем, вероятно, известно: чтобы собрать кило- грамм меда, надо взять нектар примерно с 19 миллионов цветков и налетать при этом 300 тысяч километров — три четверти расстоя- ния от Земли до Луны! Если одна рабочая пчела успевает облететь за день 7 тысяч цветков, то за 30—35 дней своей жизни она по- сетит 150—200 тысяч цветков. Следовательно, на сбор такого количества меда потребуется жизнь 95—125 пчел. Кроме меда до- машние пчелы дают еще воск, прополис, пчелиное молочко и пче- линый яд, которые широко используются в народном хозяйстве и медицине. Но и это еще не все и даже не главные слагаемые пчелиной поль- зы. В ЧССР, ГДР, ФРГ и США подсчитано, что доход, получаемый от пчел как опылителей растений, в 8—12, а при некоторых условиях даже в 20 раз превосходит стоимость производимых ими меда и вос- ка. В США существуют даже специальные компании, которые в период цветения садов и полей сдают ульи с пчелами в аренду фер- мерам. В наших широтах рабочий день домашней пчелы продолжается 11 —12 часов. Установлено, что за одну минуту пчела посещает в среднем десять цветков яблони. За сезон из опыленных ею цветков может сформироваться до 2 843 000 яблок! (Такую цифру приводит советский энтомолог П. И. Мариковский.) В Грузии в районах промышленного садоводства лет десять назад стали систематически брать пчел напрокат, и в результате урожаи возросли почти в полтора раза. В некоторых же хозяйствах сборы яблок даже утроились. Кроме домашней пчелы в природе существует 30 тысяч видов одиночных диких пчел. Благодаря своей многочисленности они приносят еще большую пользу, чем домашние, особенно на юге (никто, кроме них, не в состоянии, например, опылить люцерну). К сожалению, мы еще очень мало знаем об их жизни. А какие работяги шмели! Производительность труда у них намного выше и рабочий день длиннее, чем у пчел. Считается, что в работе один шмель стоит трех, а то и пяти пчел. Они к тому же и более выносливы по отношению к суровому климату и непогоде. На севере их можно встретить даже за полярным кругом. При не- большом дожде и ветре, когда все пчелы сидят по домам, шмели продолжают трудиться. У них длинный хоботок, поэтому они луч- шие опылители красного клевера. Добрых слов заслуживают как опылители осы, многие днев- ные и ночные бабочки, жуки, цветочные и некоторые другие мухи. 106
10 них известно немало интересных фактов, достойных упоминания. Одни из них готовы оказать услугу десяткам и даже сотням разных [ растений, другие, подобно маленькой осе бластофаге, опыляющей ! инжир,— только одному-единственному. Все зависит от того, на- ; сколько цветок и насекомое соответствуют друг другу по строе- нию. Случается ведь, что одним ключом нам удается открыть не- сколько разных замков, но чаще лишь тот, для которого ключ пред- назначен. Жуки — древняя группа насекомых. Советский энтомолог Э. К. Грипфельд даже допускает, что, поскольку большинство жуков постоянно питается пыльцой, исторически они могли стать первыми опылителями высших растений. Тогда именно нм мы обязаны появ- лением самого чудесного творения природы - цветка. С посредничеством в брачных делах растений жуки справляются ничуть не хуже других насекомых. Среди них явно преобладают ге, что способны в течение минуты посетить несколько цветков. Рекордсменом можно считать усача — лептура ливнда, который, питаясь пыльцой гречихи, в безветренную погоду обслуживает 10—12 цветков в минуту. На некоторых полях, где усачей много, они опыляют растений больше, чем пчелы. Занимаясь сбором пыльцы, жук и пчела зачастую оказываются одновременно в одном и том же цветке. Тогда по логике вещей они на короткое время становятся прямыми конкурентами. Однако ни малейших признаков антагонизма они при этом не проявляют. Судя по всему, пчел мало тревожит присутствие медлительных чу- жаков в хитиновых доспехах. Большинство жуков в свою очередь не реагируют на появление суетливых перепончатокрылых. Цветы с «извращениями» и, кстати, о мухах и комарах Мухи... Кто, кроме Корнея Чуковского, помянет их добрым словом да еще отважится запечатлеть в стихах? Назойливые нечистоплот- ные создания, распространяющие заразные болезни,— вот их ха- рактеристика. Инстинктивно мух стремятся отогнать и люди, и животные. Какая и кому может быть от них польза? С этой стороны мух, естественно, мало кто изучал. Но все же наука есть паука, и она должна быть выше эмоций. Прежде всего она установила, что мухи бывают разные... Многих мух мы по неопытности путаем с пчелами и осами, ко- торым они во всем усердно подражают. Только в отличие от них мухи не могут ужалить: нет у них жала. Ничем другим, кроме пыльцы цветов и отчасти нектара, они не питаются. Постоянно по- сещая цветы и пачкаясь пыльцой, они успешно осуществляют их 107
перекрестное опыление. Их так и называют цветочными мухами или сирфидами. Из большого отряда двукрылых растения, кроме того, опыляют толкунчики, жужжала, паразитические большеголовки, львинки и настоящие мухи. Доказано, например, что самки слепней помимо крови сосут также нектар цветков и сахаристые выделения (падь) других насекомых. В воздухе парят уже сытые мухи, предваритель- но заправившиеся дарами цветков. Самцы же крови не сосут вовсе. Наша обычная комнатная муха в сельской местности, где много цве- тущих растений, охотно переходит на питание нектаром и таким образом начинает приносить пользу. У всех настоящих мух хоботок короткий, поэтому в поисках нектара они садятся только на откры- тые цветки розоцветных, сложноцветных, лютиковых, зонтичных и растений некоторых других семейств, играя большую роль в их перекрестном опылении. Нектар оказывается их универсальной пищей. Самое удивительное, что нектаром питаются и опыляют цветы даже мясные и падальные мухи — саркофага, каллифора, прото- формия, люцилия,—те самые, которые всему на свете предпочитают протухшее мясо, навоз и всякую падаль. Кажется, при таких низ- менных вкусах куда им до цветов! Но не думайте, что все цветы, раз они цветы, непременно долж- ны хорошо пахнуть. В черноземной полосе нашей страны, особенно по берегам рек, кое-где еще встречается скромное и внешне ничем не примечательное растение кирказон обыкновенный. Трубчатые цветки этой лианы издают запах тухлого мяса! Для пущего сход- ства с мясом отгиб венчика приобрел у них грязно-красный цвет. Муха, поддавшаяся соблазну такого цветка и проникшая в него, долго не может выбраться наружу. Этому препятствуют направлен- ные вниз волоски, покрывающие внутреннюю стенку цветка. Ба- рахтаясь в цветке, муха опыляет рыльце пыльцой, принесенной с предыдущего цветка, и обсыпает себя новой порцией пыльцы. Вскоре волоски завядают, и пленница, освободившаяся из заточения, летит опылять следующий цветок. Чтобы другая муха «понапрасну» не залетела в опыленный цветок, он опускает свою головку и закры- вает вход загибающимися концами венчика. Цветки аронника, растущего в сырых тенистых местах в Крыму и на Украине, привлекают своих опылителей запахом падали. В отличие от кирказона соцветия аройника (они имеют вид початка) держат в заточении иногда до нескольких сот мелких мушек и ко- маров, причем в течение нескольких дней, предоставляя им в ка- честве пищи сочную мякоть крыла соцветия. В прохладные дни в нижней камере цветка очень уютно и тепло. Температура в ней держится на уровне 30—36 градусов! 108
Растений с подобными «извращениями» в природе хватает. Но мало у кого внешность и аромат находятся в таком разительном противоречии, как у одного паразитического растения, встречаю- щегося только на Суматре. Быть очень красивым, огромным и од- новременно заставлять людей зажимать нос из-за отвратительного запаха тухлого мяса, расточаемого ради привлечения каких-то мух,—это ли не насмешка природы, не «профанация» доброй идеи цветка?! К тому же по иронии судьбы у этого цветка весьма поэтич- ное название — раффлезия Арнольди (по имени открывшего ее натуралиста). Цветок у раффлезии, наверное, самый большой на свете. Его правильный пятилепестковый венчик достигает метра в диаметре и трех метров в окружности, весит от трех до пяти килограммов! Лепестки венчика мясо-красного цвета с беловатыми бородавками, напоминающими белые крапинки на шляпке мухомора. В центре, в ‘углублении, отделенном от венчика кольцевым валом, находятся тычинки и нектарник. У цветка нет ни листьев, ни стебля, ни корня, н лежит он, распластавшись, прямо на земле. Вырастает цветок на корнях лианы циссуса (она сродни виноградной лозе), которые его кормят. Неискушенный человек легко может принять его за цветок самой лианы. Из семян раффлезии (их разносят на ногах слоны и другие крупные животные), прилипших к корню циссуса и пророс- ших на нем, постепенно образуются громадные, величиной с крупный кочан капусты, почки, которые потом и распускаются в цветок- великан. Опыляющие его мухи в него же откладывают свои яички. Получается весьма любопытная с точки зрения биологической си- туация. Мало того, что циссус вскармливает своими соками парази- тический цветок, он еще содержит и его симбионтов! Краткое ревю насекомых-опылителей завершим комарами, и прежде всего кровососущими. Известно, что самцы у них питаются растительными соками, в том числе нектаром, кровь же сосут только самки. Причем до недавнего времени считалось, что ничем другим, кроме крови, они питаться не могут. Мало кто задавался вопросом, могут ли опылять цветы хотя бы самцы. Объяснялось это двумя причинами: тем, что комары активны преимущественно ночью, когда трудно наблюдать за их поведением, и тем, что некоторые из них настолько мелки, что их и в цветке не заметить. Но вот более настойчивые исследователи поймали на рассвете самок обычного комара аэдес с поличным — с поллинариями ор- хидей на голове. Гринфельд выдавливал содержимое зобика самок, пойманных после безветренной ночи. В большинстве из них ока- зался нектар. Так было доказано, что и самцы и самки толстоногих комаров, долгоножек, звонцов, бабочниц, мокрецов и мошек — ак- 109
тивные опылители цветов. Как это ни парадоксально, но, чем гуще и нестерпимее становятся тучи гнуса (а он состоит, как известно, из кровососущих самок разных комаров) в тундре или тайге, тем больше возрастает его полезная роль для растений. Ведь на Севере, где практически нет пчел, комары становятся единственными опы- лителями! Замечено, например, что на Кольском полуострове самки комаров аэдес длительное время питаются на цветках рябины, чере- мухи и брусники. Полезны комары для растений и в тропиках. Не- которые авторы считают мокрецов важнейшими опылителями какао на Яве и в Западной Африке и каучуконосов в Южной Америке. На примере мух и комаров мы видим, что и у заведомо вредных насекомых могут быть кое-какие основания для частичной «реабили- тации». Это не означает, конечно, что против них надо прекратить борьбу, но указывает на то, что при некоторых обстоятельствах нель- зя сбрасывать со счетов их полезную роль в поддержании природного равновесия. Колибри, летучие мыши и нелетучие звери В тропиках и субтропиках с опылением цветов кроме насекомых не- плохо справляются всевозможные мелкие птицы. Их без малого две тысячи видов — почти четверть всего пернатого богатства зем- ли. Большую их часть также влечет к цветам нектар, но некоторые дополняют свой сладкий рацион пыльцой или насекомыми, которых ловят в цветах. Высшего, «профессионального» совершенства в опылении тро- пических цветов достигли колибри, населяющие обе Америки. Все в них, начиная с размеров, подчинено выполнению этой дели- катной миссии. Самые крупные колибри не крупнее ласточки, а самые мелкие — чуть больше обычного шмеля. Масса такого кро- хотного создания меньше 2 г, а яйца не крупнее горошины. Но сердце птахи бьется с частотой 600 ударов в минуту, а при напряжен- ной работе крылышек число сокращений может доходить до 10001 Не удивительно, что оно занимает половину полости тела. У колибри длинные и узкие крылья, часто — раздвоенный хвост и очень ма- ленькие ножки. Как и стрижи, они изумительно быстры и вертки в полете, а по земле ходить не могут. Колибри сосут нектар, не садясь на цветок. Подлетая к нему, они зависают в воздухе, делая крылышками до 50 взмахов в се- кунду. По бокам тела видны тогда только два туманных облачка, раскинувшихся в форме веера. Из длинного, часто изогнутого серпом клюва пташка выбрасывает еще более длинный трубчатый язык (ом может вытягиваться в 4 — 6 раз!) и, запустив его в цветок, выка- чивает нектар, как насосом. На конце язык раздвоен или за- но
канчивается кисточкой. Так же на лету кормят колибри и своих птенцов, закачивая добытый нектар в их клюв. У цветов, опыляемых колибри, нет посадочной площадки и нет запаха. Зато они крупные и очень ярко окрашены. С их стороны это целесообразно и закономерно. Ведь у птиц обоняние слабое, и они целиком полагаются на зрение. А о красоте и яркости опере- ния самих колибри и говорить не приходится. Многие виды бла- годаря способности их перышек преломлять солнечные лучи при каждом повороте тела меняют окраску, словно алмазы. Справедливости ради надо сказать, что одним нектаром колибри обходиться не могут. Им нужна еще животная пища. Перепархивая с цветка на цветок, они попутно ухватывают разных мелких жуков и пауков. Колибри опыляют орхидеи и многие хозяйственно ценные расте- ния. Так, орхидея ваниль, из ароматных плодов который добывают ванилин, опыляется на своей родине, в Мексике, только колибри. На плантациях Явы она не могла плодоносить, пока не было орга- низовано ее искусственное опыление. В тропиках Старого Света колибри как опылителей заменяют нектарии цы, а в Австралии также медоносы и попугаи лори. Если днем на цветах трудятся птицы, то ночью их сменяют ле- тучие мыши, питающиеся нектаром и фруктами. Разумеется, опы- ляют они разные растения. В тропиках восточного полушария в роли опылителей выступают так называемые летающие лисицы — крупные рукокрылые с размахом крыльев до метра, в Америке — листоносые летучие мыши. Летающие лисицы обязательно садятся на цветущую ветку и, засунув мордочку в цветок, принимаются быстро слизывать сок. Им надо торопиться, пока ветка не опустилась под их тяжестью. Мелкие летучие мыши высасывают нектар либо на лету, запуская в цветок свой длинный красный язычок, подобно колибри, либо обхватив цветок крыльями. Такие растения, как кигелия, паркия, дуриан, ороксилон, не- которые виды баобабов, бананов, алоэ, хлопчатника, в основном опыляются летучими мышами. Их цветы распускаются ночью и сообразно вкусам своих опылителей издают очень неприятный (чаще затхлый) запах. Растут они на концах длинных веток или прямо на стволах и отличаются большим и прочным венчиком. У африканских баобабов, цветущих в течение нескольких меся- цев, на длинных цветоножках сидят огромные пятилепестковые цветки с многочисленными пурпурными тычинками. Каждый цветок живет только одну ночь. Вечером свежий упругий бутон раскрывает свои нежные, шелковистые лепестки, а с первыми лучами солнца они уже увядают. И всю ночь вокруг цветущих деревьев кружится множество летучих мышей. ill
Опылители известны и среди сумчатых зверей Австралии и Юго- Всс'ючной Азии. Это летающие сумчатые летяги и сони, сосущие нектар из цветков эвкалиптов. До сих пор речь шла о летающих насекомых, птицах и зверях. Мы даже отметили, что растения выбрали исполнителей своих со- кровенных забот исключительно среди летунов. Оказывается, од- нако (в порядке исключения из этого правила), что перекрестное опыление могут успешно производить и отдельные нелетающие жи- вотные. В той же Австралии к этому в значительной мере причастны кенгуру и маленький ночной зверек, живущий на деревьях,—уз- корылый пяткоход. Кенгуру — основные опылители низкорослого кустарника дри- андры, встречающегося среди зарослей скрэба. Цветки дриандры расположены по краям странной «чашечки» (ее диаметр около 4 см), в которую стекает их сок с запахом скисающего молока. Пестики цветков, очень похожие на булавки, слегка наклонены в сторону чашечки. На их концах в начале цветения, казалось бы в нарушение всех правил, выделяется пыльца, а затем образуются рыльца. Таксе расположение пестиков по отношению к соку «рассчитано» явно не на насекомых. Зато оно хорошо подходит к габаритам кенгуру. Засо- вывая морду в чашку то одного, то другого соцветия в поисках хо- рошо, утоляющего жажду бодрящего напитка, кенгуру пачкает пыльцой свой нос и производит перекрестное опыление. Сейчас, когда кенгуровое население Австралии сильно поредело, реже ста- ла встречаться и дриандра. На Гавайских островах растет панданус фрейцинетия, ползучие ветвящиеся стебли которой образуют в предгорьях непроходимые заросли. Это, пожалуй, единственное растение, опыляемое... крысами. В период цветения на концах некоторых веток фрейцине- тип развиваются прицветники — десяток оранжево-красных мяси- стых листьев. Внутри прицветника торчат три ярких султана. Каж- дый из них образован сотнями мелких соцветий, состоящих из шести слившихся цветков, от которых сохранились лишь плотно сросшиеся пестики или тычинки. Душистые и сладковатые у осно- вания прицветники — большой соблазн для полевых крыс. Поедая их и перебираясь с одной цветущей ветки на другую, крысы неволь- но пачкают пыльцой усы и щеки и опыляют цветки. Другие родичи фрейцинетии, взбирающиеся по скалам или де- ревьям и поднимающиеся высоко над землей, опыляются летучими мышами, которые также находят прицветники достаточно аппетит- ными. Об опылении цветов животными можно было бы рассказать еще много интересного, но пора перейти к иным, не менее удивительным формам содружества двух великих миров — животных и растений.



Оса на головке дикого чеснока Шмель на васильке полевом
Белянка на цветке календулы Колибри, «зависшая» перед цветком
Бражник-языкан, «зависший» возле соцветия гебелии Соцветие аройника в разрезе: I —кроющий лист соцветия, 2 — стерильная часть ищветич. <— ллжчкис цветки. 4 — .ж енскце цветки Раффлезия Арнольда

Венерин башмачок Голова пчелы с двумя приставшими к ней поллинариями орхидеи Орхидея катазетч”
Г лава шестая НАСЕКОМЫЕ-ЗАЩИТНИКИ РАСТЕНИЙ, САДОВОДЫ, ГРИБОВОДЫ И НАХЛЕБНИКИ Для человека, впервые попавшего в непроходимые дебри Амазон- ки, величавая тропическая природа, вдохновившая стольких путешественников на восторженные описания, сразу оборачивается царством кошмароЕ! и ужасов. Один из них — муравьи. Черные, красные, серые, бурые - эти злобные, больно жалящие и кусающие вездесущие существа всех пород и размеров скитаются но лесу мил- лионными полчищами. Ягуар, крокодил или удав поймает и съест отдельное животное. Армада прожорливых муравьев уничтожает на своем пути все живое. В этом отношении их можно сравнить только с саранчой. Когда движется лавина муравьев эцитонов, лес наполняется зловещим шумом, напоминающим гул верхового пожара или рев воды, прорвавшей плотину. В страшной панике, спасаясь от клоко- чущего вала «черной смерти», бегут звери, ящерицы, змеи, насеко- мые и люди. Деревья, которые не могут убежать, вынуждены рас- статься со своей зеленой кроной. Вместо нее они одеваются живым черным покрывалом, ползущим все выше и выше. От несчастной собаки, которую забыли спустить с цепи, остается кучка дочиста об- глоданных костей... Но в Бразилии водятся и такие муравьи, которые причиняют вред только растениям. Таковы, например, аттины. Рыжие, длин- ноногие и неутомимые, они набрасываются на деревья тысячными толпами, срезая листья своими острыми и сильными челюстями, работающими наподобие ножниц. За это их еще называют листоре- зами. Срезав лист, они передают его своим более мелким соплемен- никам — муравьям-листорубам, которые разрывают его на части. Те в свою очередь вверяют зеленую добычу совсем маленьким фу- ражирам, а они уже затаскивают ее в муравейник. В момент нашествия аттин кажется, будто вниз по стволу дерева движется нескончаемый ноток маленьких демоне грантов с высоко поднятыми зелеными флагами — листьями. Работая дружно, листорезы за ночь способны раздеть догола не одно дерево. 7 В. И. Назаров 113
Муравьи~листореэьк несущие листья Растения, «любящие муравьев» Против такой беды ряд деревьев и кустарников приобрели надеж- ную защиту. Их «телохранителями» стали опять-таки муравьи, только другого вида. В тех же лесах, где орудуют муравьи-листорезы, растет изящное растение с пальчатыми, как у каштана, листьями, с прямым и по- лым внутри, как у бамбука, стволом. Это цекропия цинерея, род- ственница щелковицы, ставшая с момента ее описания еще в прош- лом веке классическим примером мирмекофильных (т. е. «любящих муравьев») растений. Деревцам, предоставившим своим защитни- кам — муравьям-ацтекам «стол и квартиру», нечего бояться листо- резов. Хотя ацтеки ростом и поменьше, но настолько свирепый ядо- виты, что листорезы предпочитают с ними не связываться. Цекропия стала для муравьев родным домом. Ее полый ствол по- делен поперечными перегородками на отдельные камеры. Снаружи на каждом междоузлии можно заметить неглубокий желобок, заканчи- вающийся на верхнем конце углублением величиной с булавочную головку. В этом месте стенка стволика особенно тонка. В ней под покровом кожицы спрятаны ходы, словно специально приготов- ленные гостеприимным растением для будущих квартирантов. Оплодотворенная самка ацтека в поисках убежища для гнезда пробуравливает в этом месте отверстие и, очутившись в пустом междоузлии, откладывает в нем яички. Отверстие скоро зарастает сочной тканью (ею самка питается), и муравьиха оказывается за- 114
точенной в одиночной камере до той поры, пока вылупившиеся из яичек рабочие муравьи снова не вскроют вход. Подрастающая молодежь проделывает также отверстия в перегородках междоуз- лий, и квартира получается многоэтажной. В ней теперь может раз- меститься большая семья. Цекропия предоставила ацтекам не только квартиру. Ради обеспечения собственной безопасности она взяла их на полный пансион. В основании черешков ее листьев между тонкими воло- сками образуются многочисленные беловатые зернышки, называе- мые мюллеровыми тельцами. Они богаты белками, жирами и вита- минами и составляют для муравьев прекрасную высококалорийную пищу. На месте съеденных телец все время вырастают новые. Не удивительно, что, живя в цекропии на всем готовом, ацтеки кругло- суточно несут караульную службу. При всяком подозрительном сотрясении растения они выскакивают из своих убежищ, готовые дать отпор любому зверю. Цекропия полезна и для людей. Опа дает кисло-сладкие съедоб- ные плоды и выделяет млечный сок, содержащий каучук. Ее полый ствол индейцы используют в качестве водопроводных труб и неза- тейливых духовых музыкальных инструментов, а из коры изготов- ляют веревки. В тех же местах, где растет цекропия, встречается кордия. Это дерево дает пристанище муравьям (по-бразильски их называют «тахи») в утолщениях своих ветвей и особых сумках, образующихся в их развилках. У бразильского дерева трипларис ветви почти всегда продырявлены множеством крохотных отверстий. Это ворота, из которых по сигналу дозорных, постоянно прогуливающихся по ство- лу, в любую секунду готов появиться грозный гарнизон. Муравьями заселены практически все представители гречишных — муравьи выскабливают у них всю сердцевину от корней до верхушек. А у гумбольдтии лавролистной, растущей в Южной Индии, муравьи обосновались в полых цветущих побегах. В Центральной Америке произрастает еще одно интересное ра- стение — рогатая акация. Она дает приют муравьям в своих ог- ромных (до 8 см длиной) толстых, как клыки, но полых внутри колючках. Между колючками, сидящими попарно, у этой акации вырастают изящные двоякоперистые листья, на концах которых об- разуются привлекающие муравьев питательные шарики. Твердую пищу муравьи запивают сладким соком, выделяемььм дополнитель- ными нектарниками, помещающимися на черешках. У других акаций муравьи находят пристанище в шаровидных галлах, образующихся от их погрызов возле колючек. Когда галлы почернеют, муравьям остается лишь немного почистить их изну- три — и жилище готово. 7* 115
1 — стебель цекропиа (частично вскрытый между двумя узлами} с лу равьял tu-ац те кам и, 2 — мюллеровы тельца» 3 — веточка рогатой акации с колючкой, 4 — колючка в разрезе Заросли муравьиных акаций совершенно непроходимы. От проникновения людей и крупных зверей они защищены острыми шипами, а от мелких животных и насекомых — населяющими их квартирантами. В этих зарослях, находясь под двойной защитой, спокойно вьют свои гнезда многие птицы, подвешивая их прямо к колючкам. Масса деревьев, растущих в джунглях Южной Азии и Индо- незии, пользуется защитой муравьев через посредников — лианы и эпифиты. Высоко вверх по стволам и ветвям вскарабкались мир- мекодии, гидрофитумы и другие лианы из семейств мареновых и ластовневых. В нижних частях их клубневидно раздутых ство- лов, пронизанных широкими туннелями, обитают мириады черных муравьев, которые одинаково усердно оберегают и своих непо- 116
средственных хозяев, и деревья, дающие им опору. Так и существует агог тройственный союз среди вечного сумрака девственного леса. Любопытно, что мирмекодии, будучи эпифитами, не получают из почвы всех необходимых для роста минеральных солей. Они извлекают их из скоплений муравьиного помета. Получается, что муравьи невольно кормят мирмекодии. Кроме деревьев, размещающих муравьев внутри своих стволов, ветвей и корней, есть и такие, которые пускают их внутрь листьев. Чаще всего муравьи находят или прогрызают вход у основания листа и раздвигают его верхние и нижние покровы, словно две скле- ившиеся страницы. Такой превращенный в гнездо лист, если в него подуть, раздувается, как бумажный пакет. Макаранга из Малайи в этом отношении одно из самых ориги- нальных муравьиных деревьев. Живущие в ее листьях свирепые и воинственные муравьи питаются кроме крохотных маслянистых шариков, образующихся на черешках, также выделениями тлей, целыми стадами пасущихся на ее листьях. У растущей там же ди- шидии раффлезиевидной муравьи заселяют кроме обычных еще и видоизмененные листья, превратившиеся в особые кувшинчики. В этих странных образованиях, достигающих 10 см в высоту, по- степенно скапливается различный «хозяйственный» мусор, зата- скиваемый муравьями. Когда скопится достаточное количество му- сора, а дождь его увлажнит, лиана пускает в него воздушные кор- ни, приносящие ей дополнительную пищу. Муравьи заселяют не только деревья, специально «предназна- ченные» для этого природой. Те же бразильские муравьи ацтеки и кампонотусы, превратившись в настоящих садовников, устраи- вают высоко над землей висячие сады-муравейники. Это огромные зеленые шары, составленные из разных эпифитов и украшенные ве- ликолепными цветками. По неопытности их легко принять за гнезда каких-то крупных птиц. Приступая к закладке чудо-сада, шестиногие садовники сначала облюбовывают для него удобное место где-нибудь в развилке вет- вей, а затем дружной гурьбой принимаются таскать на дерево ма- ленькие комочки земли и склеивать их слюной и испражнениями. Как только скопится достаточная кучка почвы, муравьи приступа- ют к поиску семян подходящих растений и их посадке. Одновременно они продолжают таскать землю и по мере прорастания семян об- кладывают ею корешки молодых проростков. Сад растет. Разра- стается и земляной ком, обильно оплетенный корнями заботливо культивируемых саженцев. Тем временем внутри кома муравьи устраивают себе гнездо. Замечательно, что насекомые ведут закладку висячего сада не хаотично, а по принятым ими «стандартам» садового искусства. Су- 117
дите сами: в его середине высеваются, как правило, бромелин, а по округе — геснерии, фикусы, пеперонии и всевозможные другие эпифиты. Не забывают муравьи и о настоящих цветах, и тут, ко- нечно, дело не обходится без орхидей. Шомбургкия, диакриум, кориантус красиво цветут, но самое главное — образуют на корнях и стеблях полые вздутия, очень удобные для поселения муравьев. В висячем саду хорошо живется и растениям, и его устроителям. Благодаря заботам муравьев зеленые неженки легче переносят слу- чающиеся засухи и остаются живыми, в то время как их родичи, выросшие по соседству без помощи насекомых, сплошь и рядом за- сыхают. Корни растений укрепляют земляные стенки гнезда, не позволяя размыть его тропическим ливням. Несомненно, члены этого замечательного симбиоза извлекают для себя и какую-то иную материальную пользу, о которой пока можно только гадать. Союзы растений с муравьями-защитниками вовсе уж не такая экзотическая диковина. В предыдущей главе мы уже коснулись одного из любопытнейших примеров того, как наши муравьи ох- раняют цветки серпухи от жуков-вредителей. Не случалось ли вам примечать, как обычные рыжие лесные муравьи длинными цепочками деловито снуют взад и вперед по стволу осины? Если увидите подобную картину, то знайте, что муравьи взяли это дерево под свою защиту и покровительство. Но не бескорыстно. Дело в том, что на некоторых листочках осины, с их нижней стороны, образуются маленькие железистые бугорки, выделяющие сладкий сок. Вот и охраняют муравьи ради этого сока все дерево целиком от прочих насекомых. Такие же железы возникают на листьях черемухи, калины и бузины. У калины они ярко-красного цвета — быть может, для того, чтобы уже издали привлечь своих друзей-охранителей. Крайне интересно, что некоторые цветы специально примани- вают к себе муравьев, чтобы защититься не только от насекомых- вредителей, но и от своих обычных опылителей. Вот так парадокс! Мы уже знаем, что красный клевер опыляют шмели. Случается, что к их «честной» компании примазывается небольшая доля так называемых шмелей-операторов, «ворующих» нектар через от- верстие, которое они прогрызают снаружи трубки венчика. В семье, как говорится, не без урода. Дурным примером они «совращают» и рабочих пчел, которые начинают искать прогрызенные цветки. Разумеется, такое поведение шмелей и пчел для растения нежела- тельно: нарушаются его расчеты на опыление. Избавиться от «не- благородных» действий горе-друзей растению помогают муравьи. У некоторых цветков снаружи околоцветника образуются до- полнительные нектарники. Завладевшие ими муравьи не подпус- кают шмелей с этой стороны цветка. Счастливчикдм удавалось 118
наблюдать, как подлетевший к цветку шмель предпринимал не- однократные попытки сесть на венчик в неположенном месте в на- дежде сделать прокол в его стенке, но, встречая отпор муравьев, в конце концов оставлял свое намерение и забирался в цветок из- нутри. Кроме муравьев с растениями сожительствуют различные кле- щи, для которых на черешках и листьях их зеленых хозяев разви- ваются специальные кармашки пли волосяные «шалашики». Рас- тения, приютившие клещей, всасывают их азотистые выделения и благодаря клещам очищаются от грибков-паразитов. Пауки-«пахлебники» и особо ловкие хитрецы В душных дождевых лесах Южной Азии и Индонезии на болотах и по берегам мелких водоемов растет насекомоядное растение лиана непентес. Черешки некоторых его листьев превратились в глубокие кувшинчики с приоткрытой крышечкой-л истом. У большинства видов непентеса высота кувшинчиков 10—15 см. На Борнео же встречаются формы с высотой кувшинчика до 50 см! У одних видов по его желтовато-зеленоватому фону разбросаны яркие цветные пятна и полосы, а края устья ярко и контрастно оторочены, у дру- гих большая часть кувшинчика окрашена в пурпурный цвет. Издали такие изумительно красивые сосуды выглядят совсем как цветок какой-нибудь чудо-орхидеи. Но это всего лишь ловушки для насекомых. Снаружи по их стенкам сочится соблазнительный нектар, а изнутри разит гнилым мясом перевариваемых жертв. Идея ловушки воплощена в кувшинчике с поразительным со- вершенством. Неосторожное насекомое, привлекаемое яркой ок- раской и нектаром, источаемым «медовыми устами» — устьем и крышечкой, садится на край кувшинчика и, ползая по нему, легко соскальзывает по словно натертой воском отвесной внутренней стенке в скопившуюся на дне жидкость. Из кувшинчика нет воз- врата. Выбраться оттуда насекомому не позволяют многочисленные, направленные вниз шины и жесткие волоски. У некоторых видов непентеса края кувшинчика образованы винтообразно скручен- ными и сверху очень скользкими шипами. Стоит чуть-чуть «осту- питься», как их острые лопатки уже не позволяют насекомому под- няться на прежнее место. На дне кувшинчика выделяется настоящий пищеварительный сок. Он состоит из смеси органических кислот и ферментов, необ- ходимых для расщепления белков, жиров и углеводов. Недавно биохимики пришли к выводу, что по набору ферментов сок непен- теса ничем не отличается от желудочного сока человека. А скапли- вается его столько, что он наполняет кувшинчик на одну треть или 119
даже наполовину. Между прочим, эту кисловатую освежающую жидкость с большой охотой пьют орангутанги. Но нас интересуют сейчас не ловчие возможности кувшинча- того растения, а то, что и у него есть среди членистоногих «нахлеб- ники». У входа в кувшинчик часто поселяются два вида пауков, чтобы охотиться на прилетающих насекомых. Вот один из них, упершись шестью ногами в боковые стенки кувшинчика, ловко ловит свободной передней парой тех, что, не удержавшись, падают на дно. Если же он почему-либо допустит промашку, то без малей- ших колебаний ныряет за своей жертвой прямо в сок. Это проходит для него совершенно безнаказанно. Затем он тут же выбирается наружу и принимается за завтрак. Остается неясным, есть ли все же какая-нибудь польза растению от столь бесцеремонного «нахлебника». Некоторые мухи ухитряются даже размножаться внутри кув- шинчика. Их яйцам и личинкам нипочем пищеварительный сок непентеса. Живут они тоже за счет разлагающихся трупов насе- комых, пойманных растением. Среди них особенно интересна одна муха — саркофага. Благодаря острым коготкам своих лапок, цеп- ляющимся за шипы, она уверенно карабкается по гладким стенкам, как альпинист по отвесным скалам. На этих мух охотится паук другого вида. Растений, подобных непентесу, довольно много, и они широко распространены в тропиках Старого и Нового Света. Росянки считаются типичными представителями насекомояд- ных растений, ловящих насекомых с помощью клейкого сока. Во Флориде произрастает особая росянка рода дрозера, выделяющая жидкость, липкую, как канцелярский клей. Казалось бы, какие у нее могут быть «нахлебники»! И все же одно насекомое сумело перехитрить коварную липучку. Американским энтомологам, напавшим на следы периодического появления в дрозере какого-то существа, остающегося при этохМ живым и невредимым, долго не удавалось обнаружить самого храбреца, отваживающегося на столь рискованные рейды. При- шлось взять несколько дрозер в лабораторию и установить за ними круглосуточное наблюдение. Что же выяснилось? Им оказалась гусеница бабочки трихоптилус длиной всего в один миллиметр. Гусеницы, спавшие днем в укромных местах на листьях и вет- вях дрозеры, в полночь, когда растение, переваривая дневную добычу, впадало в оцепенение, выползали ужинать. Неторопливо и с большой осторожностью, обходя липкие участки, пробирались они между основаниями щетинок. Задень гусеница за одну из них, спящее растение тут же проснулось бы и пригвоздило дерзкого «червяка» к месту, выпустив на него изрядную порцию «клея». 120
Но маленькие хитрецы подгрызают щетинки у самого основания и валят их от себя, как лесорубы деревья. Здесь, на обезвреженных участках, они находят пойманную дрозерой, но еще не переварен- ную добычу. Гусеницы проникают в тела еще живых жуков и выедают их внутренности. С восходом солнца, насытившись, они возвращаются по уже проложенному пути в свои дневные при- станища. Гусеницы вылупляются на кормных местах, так как самка трихоптилуса откладывает яички прямо между клейкими щетин- ками. С этой целью она предпринимает поистине героические уси- лия, ежесекундно рискуя прилипнуть. Правда, все ее тело осыпано своего рода пудрой, предохраняющей от клея. Но в единоборстве с дрозерой, угрожающе смыкающей свои щетинки вокруг непро- шеной гостьи, бабочка часто утрачивает свой защитный покров, обтрепывает крылья, теряет усики, а то и ноги. Хорошо, если ей, хотя и калекой, все же удается после откладки яиц вырваться на свободу... Но проходит несколько дней, и за отважную мать начи- нают «мстить» ее дети. Неподражаемые грибоводы Вернемся теперь к вредным муравьям-листорезам. Может быть, вы подумали, что они срезают листву потому, что она составляет их основную пищу, а несут ее в гнездо для того, чтобы накормить свою многочисленную общину и заготовить корм впрок? Ничего подобного! Листва им нужна как субстрат, на кото- ром будут высажены грибы — целые плантации грибов! Но не бу- дем забегать вперед, а расскажем обо всем по порядку. Жилище у листорезов подземное. Оно состоит из сложной си- стемы разветвленных ходов, глубоко проникающих (иногда до 10 метров) в землю и занимающих площадь большой городской квартиры. В жилище ведут отверстия, расположенные в неболь- ших кучках земли, раскиданных здесь и там по поверхности. Мес- тами ходы расширяются, образуя на своем пути десятки и сотни камер с полукруглым сводом средним размером 30x20x20 см. Одну из центральных камер, как правило, занимает глава семьи — матка, а окружающие камеры заполнены расплодом. Кусочки листьев, принесенные в гнездо фуражирами, пере- даются самым мелким членам общины, которые обращают их в труху и удобряют «навозом». Одни виды используют для этого экскре- менты гусениц, которых специально содержат в соседних камерах, другие — компост из древесной пыли и продуктов жизнедеятель- ности жуков-древоточцев. Третьи поступают гораздо проще. Мура- 121
вей-малютка хватает передними лапками частичку зеленой массы и, поднеся ее к кончику брюшка, смачивает капелькой собственных испражнений. Затем он смешивает ее с общей массой и повторяет ту же операцию с новой порцией зелени. Получается равномерно густая кашица — отличная «почва» для посадки грибов. Теперь муравьи отправляются в соседние камеры за «рассадой» — кусоч- ками грибницы и засаживают ими новую плантацию. Что же это за грибы, способные расти в подземельях? Муравьев не интересуют те высшие шляпочные грибы, которые мы собираем в лесу. Они имеют дело исключительно (^низшими плесневыми грибами, вроде тех, которые вырастают на хлебе и забытых продуктах. Нам они хорошо знакомы еще и благодаря тому, что из ряда видов получают антибиотики — пенициллин, стрептомицин, тетрациклин и т. п. Некоторые виды плесневых гри- бов часто растут у нас во рту в налете, образующемся на зубах, не причиняя нам ни малейшего вреда. Ученые называют их актиио- мицетами, или лучистыми грибами, и, выделяя их в особую группу, сближают с бактериями. Это одноклеточные организмы, лишенные хлорофилла и, следовательно, не способные усваивать углекислый газ из воздуха. Как и все сапрофиты, они питаются готовыми орга- ническими веществами и потому не нуждаются в свете. Все тело таких грибов состоит из очень тонких ветвистых нитей (гиф), кото- рые вместе образуют грибницу, или мицелий. Как установили не- мецкие исследователи Геч и Грюгер, муравьи культивируют грибы родов фузариум и гипомицес, которые нигде в природе, кроме как на муравьиных плантациях, не встречаются. Высаженная «рассада» очень скоро дает молодую поросль, и все подземное поле покрывается беловатыми (иногда буроватыми) всходами — гифами грибов. Муравьи принимаются за ними уха- живать — подрезать, удобрять, пропалывать. Подрезка нужна для того, чтобы на грибнице не развивались плодовые тела. Кроме того, подрезанные гифы быстрее растут. Из концов откусанных гифов вытекают капельки жидкости. Постепенно затвердевая, они прев- ращаются в своеобразные наплывы, получившие название коль- раби. В них очень много белков и гликогена. Этими искусственно выведенными «плодами», образующимися вместо настоящих пло- довых тел, шестиногие грибоводы кормят своих малышей и пи- таются сами. Муравьи бдительно следят за тем, чтобы плантация с «моно- культурой» не зарастала «сорняками» — грибами других видов, в том числе настоящими шляпочными. Все такие случайные примеси тщательно выгрызаются. Слюна муравьев обладает уникальным свойством: она уничтожает болезнетворные и бесполезные виды грибов (или сильно замедляет их рост) и стимулирует рост культи- 122
внруемой формы. Удалению подлежат и почему-либо захиревшие части культуры. Грибы не только кормят огромное население муравейника, но и, работая подобно кондиционеру, поддерживают в нем постоян- ную температуру (порядка плюс 25 градусов) и влажность (не ниже 55 и не выше 60 процентов). В нагреве камер участвует разла- гающаяся листовая масса, а грибница регулирует их микроклимат благодаря тому, что способна, как губка, поглощать влагу из воздуха и, когда надо, отдавать ее обратно. Интересно, что муравьи-листорезы производят заготовку листвы на почтительном удалении от гнезда и никогда не трогают ближай- шие к дому деревья и кустарники. Целесообразность такого пове- дения понятна. Сохранение окружающей растительности совер- шенно необходимо для нормального функционирования муравей- ника, ибо корни здоровых деревьев, выкачивая из почвы влагу, избавляют его от затопления и избыточного переувлажнения. А как возникают новые муравейники? Улетая в брачный полет, будущая матка берет с собой из род- ного дома крошечный кусочек грибницы, помещая его в так назы- ваемой подротовой сумке. После оплодотворения она подыскивает подходящее место между деревьями и принимается за рытье под- земного убежища. Обычно она ограничивается прокладкой неглу- бокой галереи, переходящей в небольшую камеру, вход в которую снаружи затыкается землей. В этой камере в заранее подготовлен- ную «почву» она сажает кусочек грибницы и туда же откладывает яйца. Они у нее двух типов — плодущие и кормовые. Вторые го- раздо крупнее первых и богаче желтком. Ими она питается сама, а также кормит свой расплод. Случается, что и грибницу она поме- щает па эти же предварительно разгрызенные яйца. На первых порах все бремя забот по уходу за грибными посад- ками несет одна матка. Но едва лишь из куколок выйдут рабочие муравьи, как они тут же включаются в «полевые работы». Дней через десять после появления на свет они проделывают отверстия для выхода наружу и приступают к заготовке листьев. Отныне матка всецело посвящает себя приумножению молодой муравьиной семьи. На сегодняшний день известно около сотни видов муравьев- листорезов, которые различаются между собой не только по внеш- нему виду и образу жизни, но и по характеру выращивания грибов. К тому же каждый вид листорезов разводит грибы какого-то од- ного определенного вида. Грибоводством занимаются и некоторые европейские муравьи, но только в более скромных масштабах. Настоящие грибные сады существуют по крайней мере у 30 ви- дов термитов, населяющих саванны и не слишком влажные тропи- ческие леса Старого Света. Как истинные дети подземелья, термиты 123
нс переносят белого света и почти всю жизнь проводят в темных ла- биринтах своего гнезда. В отличие от муравьев термиты высаживают грибную «рассаду» на древесную труху, предварительно пропущенную через собст- венный кишечник. Ею в основном и забиты теплицы, окружающие камеры с расплодом. Отмершая древесина — единственная пища взрослых термитов (рабочих и солдат). Поскольку она малопитательна, термиты по- едают ее в огромных количествах и оказываются в тропических странах главными разрушителями деревянных построек. Деревян- ный дом в состоянии просуществовать там не более нескольких лет. Однажды в нем без всякой видимой причины рушится по- толок и проваливаются полы. Недавно приобретенная мебель раз- валивается от легкого прикосновения. Когда великий гуманист нашего века Альберт Швейцер, бывший также незаурядным музы- кантом, поселился в Африке, ему пришлось тотчас заковать в «бро- ню» свой рояль, чтобы его не съели термиты. В свое время Алек- сандр Гумбольдт, вернувшись из Бразилии, рассказывал, что по вине термитов не видел там ни одной книги старше 50 лет. В середине XIX века бразильские термиты были случайно за- везены на остров Св. Елены. В результате их энергичной деятель- ности главный город острова — Джеймстаун к 1875 году выглядел как после землетрясения. Случается, что из-за термитов прихо- дится переносить на новое место целые поселки и небольшие го- рода. Однако в дикой природе деятельность термитов полезна. Разру- шая мертвую древесину, они участвуют в почвообразовании. Каким образом термитам удается расщеплять клетчатку древе- сины и превращать ее в легко усвояемую пищу? За счет чего строят они собственное тело, состоящее, как и у всех живых существ, из белков? Вот вопросы, которые долгое время оставались мучи- тельной загадкой. Поистине сверхъестественные способности тер- митов привлекли к этим скрытным, злобным насекомым присталь- ное внимание ученых. Интерес к ним повысился и по чисто прак- тическим соображениям, поскольку раскрытие способа превраще- ния древесины, скажем, в сахар и тайны синтеза белка «из ничего» рисовали заманчивые перспективы получения ценных продуктов из дешевого сырья. В конце концов термитам пришлось открыть свои тайны. Ока- залось, что обе задачи они решают с помощью симбионтов! Жгути- коносцы, обитающие в их кишечнике, разлагают целлюлозу, а грибы, которые они культивируют в своем гнезде, расщепляют самое прочное вещество древесины — лигнин. Пока, кроме грибов, науке не известно других организмов, которые могли бы творить 124
такое чудо. О жгутиконосцах и других эндэсимбионтах термитов мы специально поговорим в следующей главе, а о грибах закончим наш рассказ здесь. Как выяснилось, грибы не только обладают уникальной способ- ностью расщеплять лигнин — они служат для термитов и основным источником белков. Правда, термиты едят грибы не всю жизнь, а в пору своего роста (ими питаются соответственно личинки и подрастающая молодь). Исключение составляют царь и царица, которые постоянно восполняют грибами силы, затрачиваемые на продолжение обширного рода. Помимо муравьев и термитов хорошо поставлено грибное хо- зяйство у жуков-короедов и сверлильщиков, у некоторых ос, мух и даже комаров. Жуки-древоточцы засаживают грибницей свои ходы в дереве, стенки которых сплошь покрываются мягким бе- лым налетом. Выделяемые грибами вещества разлагают древесину и делают ее легкоусвояемой для насекомых. Грибницу либо прино- сят с собой самки, либо она развивается из грибных спор, которыми заражены отложенные самкой яйца. На примере жуков-древоточцев и низших плесневых грибов, объединяющих свои усилия в разрушении древесины, мы сталки- ваемся с вредным симбиозом, наносящим большой урон лесам, лесозаготовкам, деревянным сооружениям и некоторьш сельско- хозяйственным культурам. О грибах, поселяющихся в самих насекомых, речь еще будет впереди. Симбиоз поневоле Как нарядно и радостно выглядит лиственный лес в июне! Его молодая листва еще сохраняет свежесть весенних красок. Земля во власти буйного разнотравья. Цветы, высыпавшие пестрой гурь- бой на залитые солнцем поляны, так хорошо смотрятся в обрамле- нии еще не скошенной изумрудной травы! Звенит разноголосый хор птиц и кузнечиков. Но вот на фоне ликующего пейзажа здесь и там печально стоят, словно погибшие, отдельные черные дубы с совершенно голыми ветками. А вот и целая мертвая дубрава. Присмотревшись, заме- чаем на ветвях виновников грустной картины — жирных гусениц. Вот они свисают с дерева на тонких паутинках и с характерным шумом ударяются о сухие опавшие листья. Ба, да их вокруг не- сметное множество! Это гусеницы непарного шелкопряда. Они-то и раздели деревья. Гусеницы страшно прожорливы и съедают листву целиком. Но на дубе живет и кормится масса других насекомых. Ему в этом 125
отношении почему-то особенно не повезло. Однако ни одно из них так не плодится и не бывает то такой степени прожорливым. Вы замечали, конечно, что на некоторых здоровых зеленых листьях дуба сидят нередко плотные шарики величиной с крупную вишню, только с виду они скорее похожи на крошечное румяное яблочко. К концу лета, созрев, они буреют и подсыхают. Еще Плиний назвал эти «яблочки» галлами, что в переводе с латин- ского означает «чернильный орешек». Название связано с тем, что в старину их собирали, измельчали, кипятили вместе с железным купоросом и получали великолепные черные чернила, не выцветав- шие на солнце. Разрезав такой «орешек», увидим, что внутри его камеры лежит белая безногая личинка. Из нее вышла бы самка обыкновенной дубовой орехотворки. Кроме галлов насекомые способны вызывать у растений разно- образные уродства, называемые тератоморфами. Их основное различие состоит в том, что в то время, как галл поражает часть какого-то органа и тот продолжает сохранять свой обычный облик и выполнять положенную функцию, уродство, как следствие нару- шения нормального хода развития во всем органе, преобразует его целиком. Уродства возникают особенно часто при поражении почек. Замечательно, что, как правило, каждый вид насекомого спо- собен вызвать на одном и том же растении образование галлов или уродств совершенно определенной формы и строения, так что по внешнему виду галла можно сказать, какое насекомое за него «в от- вете». Иногда даже у разных поколений одного и того же насеко- мого свои особые галлы и уродства. У той же дубовой орехотворки кроме весеннего поколения, даю- щего одних самок, есть еще летнее. Ранней весной неоплодотво- ренные самки откладывают яички в еще не раскрывшиеся почки на нижней стороне ветвей. В результате образуются маленькие фиолетовые бархатистые выпуклости, в которых развивается уже обоеполое летнее поколение. Поздней осенью в верхушечные по- беги кладут яички бескрылые самки корневой орехотворки. На следующий год на верхушках веток вместо обычных листьев вы- растают огромные многокамерные тератоморфы размером с настоя- щее яблоко. В июле из них выходит на свет обоеполое поколение. Оплодотворенные самки этого же вида помещают свои яйца в пок- ровы корней дуба, на которых появляются мелкие красноватые галлы. В них развивается поколение бескрылых девственных самок. Цикл замкнулся. Тип галла зависит и от вида растения. Одно и то же насекомое на разных растениях или на разных его частях вызывает разные галлы. В зависимости от внешнего вида и строения ботаники раз- 129
личают галлы головчатые, бобовидные, шишковидные, войлочные, морщинистые, наплывные, сердцевинные, одно- и многокамер- ные... Многие десятки страниц заняло бы описание их поистине безграничного многообразия. Галлы могут возникать па всех органах растения — на листьях, черешках, ветвях, корнях, цветках. Важно только, чтобы в этой части растения еще не иссяк «напор» бурного молодого роста. В самом простом случае никакой специальной «постройки» вообще нет. К примеру, то, что называют галлом, может представлять собой всего лишь скрученный трубочкой край листовой пластинки. Внутри образовавшейся полости и поселяется виновник такой метаморфозы. Если поинтересоваться, как построены галлы, вызываемые орехотворками, галлицами или листоблошками, то, к своему удив- лению, мы сплошь и рядом обнаружим, что стенки этих вынужден- ных и в общем совсем ненужных растению наростов состоят из тех же трех слоев клеток, что и другие ткани. Снаружи они покрыты кожицей (эпидерма), далее идет защитный (против иссушения, птиц и других животных) слой коры, в котором помещаются про- водящие пучки, и, наконец, образовательная ткань (сердцевина), окружающая внутреннюю полость. Ее нежными клетками, бога- тыми питательными веществами, и кормятся личинки насекомых. Они их с жадностью уничтожает, но клетки сердцевины необык- новенно быстро восстанавливаются делением. Галлы обладают еще одним поразительным свойством, пока что до конца не объясненным наукой. Часто по внешнему виду, строе- нию и типу обмена веществ они совершенно неотличимы от плодов, причем если не своего растения, то —и это особенно удивительно! — совсем другого. Сходство с плодами усиливается тем, что на по- верхности галла появляются те же покровы из волосков, колючек, в виде скорлупы или бархатистого налета, что и на настоящих плодах. Ряд сердцевинных галлов даже называют так же, как и плоды,— ягодами, костянками, яблоками, орехами и пр. Видано ли, чтобы на дубе висели кисти красной смородины?! Что это — курьезный случай, каприз природы, вздумавшей вдруг нарушить «благопристойный» мир живого незаконным «браком»? Вовсе нет. Перед нами всего лишь несколько своеобразных терато- морф (уродств) соцветий австрийского дуба. Вызваны они орехот- воркой цинипс. Каждое из этих образований не только повторяет по форме и величине ягоды смородины, но и, подобно им, окра- шено в красный цвет и очень сочно. В строении уродства здесь все наоборот: твердый слой, напоминающий косточку, находится в середине, а сердцевинный, уподобившийся сочному околоплод- нику, окружает его снаружи. 127
А вот галлы на листьях красного бука (они вызываются малень- ким комариком) сильно смахивают на мелкую вишню, в которой воплощен тип плода, называемый ботаниками костянкой. Очень любопытны такие «костянки» у обыкновенного шалфея, котовника венгерского и многих других губоцветных. Завязь, в которую галлица отложила свои яички, разрастается и через неделю превращается в гладкий желтовато-зеленый шарик, похо- жий на незрелые плоды черемухи. Разрезав такой галл, убедимся, что по строению он совершенно аналогичен сливе или вишне. Разница только в том, что внутри косточки вместо семени лежит белая личинка. В устройстве некоторых галлов поражают разного рода при- способления, призванные облегчать высвобождение созревшего насекомого. Ни самки, ни их потомство не принимают в их образо- вании ни малейшего участия. Об этом «заботится» само растение. Так, молодым мухам, выросшим в сердцевинных галлах осины или ивы, нет никакой нужды прогрызать стенки своей колыбели. Дерево уже «приготовило» отверстие для их выхода на свет в виде щели или канала в тонкой кожуре галла. А у галлов в форме ко- робочки, вызываемых комариками на листьях того же австрийского дуба, имеется особая крышечка. Когда для личинки приближается пора покинуть свое убежище, в стенке галла-коробочки намечается круговая щель, словно кто-то специально прорезал ее перочинным ножом. В один прекрасный момент крышечка сбрасывается, и ли- чинка падает на землю. В земле она превращается в куколку. У крупнолистной липы и некоторых южноамериканских де- ревьев галлы, вызываемые комариками и различными бабочками, состоят из двух частей. Внутренняя вместе с заключенной в ней ли- чинкой сидит, наподобие пробки, в наружной части, имеющей форму бокала. В нужный момент ткани этого «бокала» с силой выталки- вают «пробку» наружу, и она оказывается на земле. У одних только дубов известно примерно 900 различных гал- лов, а всего в природе их описано более 60 тысяч! Чтобы составить некоторое представление об их разнообразии, приведем лишь не- сколько примеров. Весной одна небольшая орехотворка откладывает яйца прямо в ткань листа шиповника, который сидит еще в почке. Яйца у нее длинные и на одном конце острые, как шипы. Поэтому они легко протыкают кожицу листа. В местах поранения формируется ха- рактерный сердцевинный галл, состоящий из массы длинных и постоянно растущих волосков, скрученных клубком. Терато- морфы, вызываемые тлями хермесами у молодых побегов ели, не- сколько напоминают шишку. Под воздействием мелких комариков у ивы на конце побега иногда образуется масса укороченных лис- 128
точков, группирующихся подобно лепесткам махровой розы. Лю- бопытно, что лепестков в такой «розе» вдвое больше (до 50-60). чем листочков у нормального побега. Это странное уродство так и прозвали «ивовой розой». А каких только метаморфоз не происходит с цветками! К не- малому своему удивлению, вы вдруг замечаете, что среди цветков с простым венчиком в вашем саду распускаются великолепные мах- ровые красавцы, точно посаженные рукой незримого садовника- селекционера. Большинство тычинок этих красавцев, словно по волшебству, превратилось в многочисленные добавочные лепестки. В роли же волшебника, как потом окажется, выступили мелкий ко- марик или какая-нибудь орехотворка. Случается также, что ле- пестки цветка, увеличиваясь в размере и толщине, превращаются в мясистые лопасти, а цветоножки срастаются в образования при- чудливой формы, напоминающие петушиные гребни, цветную ка- пусту, кораллы и т. п. В их формировании нередко участвуют сотни цветоножек и листьев. Среди чудесных превращений цветков бывают и обратные, когда, скажем, лепестки венчика «опрощаются», уподобляясь обычным зеленым листочкам. Всех насекомых, достоверно уличенных энтомологами в подоб- ных деяниях, перечислить просто невозможно. Это тли, листо- блошки, комарики, орехотворки, бабочки, всевозможные жуки, пилильщики, рогохвосты, наездники, некоторые мухи и пр. Л сколько еще новых галлообразователей предстоит открыть! Кроме шестиногих образование галлов вызывают также клещи, нема- тоды, бактерии, вирусы и даже... грибы. Но с нас хватит шестино- гих и клещей. Формирование галлов — процесс очень сложный. Возможно, они возникают под действием чисто механических повреждений, но скорее всего под влиянием выделяемых насекомыми гормонов — ростовых веществ типа ауксинов (цитокининов и гиббереллинов). Сравнительно недавно удалось выяснить, что в ряде случаев пост- ройкой галла заведует измененная ДНК поврежденных клеток. Биохимики установили, что в пораженном месте радикально ме- няется обмен веществ — белков, аминокислот, фенольных соеди- нений. В отличие от соседних частей растения в галлах много воды и часто запасных питательных веществ. Некоторые из них богаты дубильными веществами. Тонкость и эффективность, с каковыми насекомые воздействуют на растение, добиваясь желанной цели, просто неподражаемы. Тут перед нами совершенный продукт все той же длительной эво- люции, за время которой оба члена симбиоза успели отлично при- способиться друг к другу. Насекомые сумели найти подход к своему 129
зеленому кормильцу-хозяину и побудить его самого построить для их беспомощных младенцев падежное укрытие. И в этом укрытии, как некогда монахи за неприступными стенами монастырей, чувст- вуют они себя в полной безопасности. Не страшна им непогода, не грозит им иссушение. Еды вокруг сколько хочешь. Действи- тельно, растение ограждает юных симбионтов от всех жизненных невзгод. Очень часто «законный» владелец галла вынужден делить свой кров с непрошеными квартирантами. Некоторые галлы и терато- морфы настолько ими переполнены, что ему самому едва хватает места (в шишковидном уродстве — «ивовой розе» может .быть, на- пример, до 10 видов сожителей и до 20 видов паразитов). Но все же надо сказать, что живут они хотя и в тесноте, но не в обиде. Квар- тиранты сами зависят от благополучия своего домохозяина, и между ними устанавливаются в общем добрососедские отношения. Гораздо чаще, чем в наших лесах и даже в тропиках, встречаются галлы в пустыне. Понять это нетрудно. Ведь все помыслы пустын- ных обитателей подчинены одной цели — найти укрытие от паля- щего, всеиссушающего зноя. Для мелких насекомых лучшее укры- тие— «домик», образованный тканями растения, дающего одновре- менно и пищу. Обилием галлов и уродств в наших среднеазиатских пустынях славится саксаул. Их вызывают'к жизни личинки листоблошек псиллид, воздействующих на спящие почки. Одни виды псиллид способны спровоцировать саксаул на образование уродства, по- хожего на миниатюрную еловую шишку; уродства, вызываемые дру- гими видами, напоминает колосок ячменя. Но какова бы ни была форма уродства, каждое из них состоит из центральной оси, покры- той налегающими одна па другую чешуйками. Личинки самих псиллид сидят лишь под частью его чешуек, все же остальные места под «кровлей» заняла разношерстная ком- пания других членистоногих, питающихся соками растения: трип- сов, галлиц, тлей, червецов. Вокруг этой мирной группы как ос- новного ядра сформировалась целая фауна паразитов и хищников, существующих за ее счет. В экологии такое сообщество, судьба ко- торого тесно связана с каким-то другим организмом-хозяином (чаще всего им бывает зеленое растение), называют консорцией. В допол- нение к этому сообществу надо учесть еще частые визиты к галлам саксаула разных муравьев, привлекаемых сладкими выделениями псиллид, червецов и тлей. Вот и получается, что в пустынях терато- морфы служат своеобразным средоточием бурной животной жизни. Замечательно, что некоторые галлы и уродства охраняются от проникновения паразитов муравьями, для которых на их поверх- ности выделяется сладкий липкий сок. Иногда они даже возводят 130
над галлами защитный футляр иа склеенных друг с другом песчи- нок и частичек земли. Комарики, развивающиеся в галлах на зонтичных и бобовых растениях, очень часто заносят в них уже знакомые нам плесневые грибы, которые одевают внутренность галла бархатистой «подклад- кой». В этом случае возникает тройственный союз очень далеких организмов: высшего растения-хозяина, образующего галлы, насе- комого и гриба. Растение своими соками питает грибы, а те в свою очередь кормят комариное потомство. Поскольку галл — это часть растения, а растение не передви- гается, то обитатели галлов, естественно, вынуждены вести сугубо оседлый образ жизни. Однако не так давно в Польше и Северной Италии обнаружили необычный кочующий галл. Образуется он из бутонов вьюнка полигонуса, куда откладывает свои яйца моль колеофора иктрела. Из яиц выходят гусеницы, которые ведут себя как типичные галловые насекомые. Закончив свое развитие, гусеница круговым надрезом отделяет галл от веткич опускается вместе с ним по паутинке с растения и отправляется путешество- вать, волоча за собой собственный походный домик. В конце концов она прикрепляет его паутинными нитями к какому-нибудь другому растению и, подготовив отверстие для вылета, превращается в ку- колку. Если вы раскроете энциклопедию или подходящий справочник и поинтересуетесь, что написано о слове «галл», то прочтете при- мерно следующее. Это патологическое новообразование у расте- ний, вызываемое различными членистоногими, ведущими в основ- ном паразитический образ жизни. Оно ведет к отмиранию листьев, задерживает рост и нередко приводит растение к гибели. Против такого общего определения трудно возразить. Выходит, что, рас- писывая случаи столь явного паразитизма, мы изменили обещанию говорить лишь о гармоничных симбиозах. Чем тут можно оправ- даться? Во-первых, говоря о галлах, мы и сами кое-где сгустили краски. Часто ли приходится видеть, чтобы па том же дубе было так же много галлов, как гусениц непарного шелкопряда? Обычно на со- вершенно здоровых кустах и деревьях не сразу сыщешь «болезнен- ный» орешек или вздутие. Судя по всему, такие единичные «бо- лячки» не причиняют им заметного вреда. Ведь дело это сугубо местное. Во-вторых, надо учесть, что довольно часто в галлах поселяются вовсе не те членистоногие, которые их вызвали, а совсем другие виды, которые либо ищут в них только удобную квартиру, либо начинают использовать на свой лад. Таких новых поселенцев на- зывают инквиллинами. 131
I — веточка инжира с плодами, 2 — тычиночный и пестичные цветки^ 3 — плод в разрезе В-третьих, среди насекомых, образующих галлы, есть немало и полезных. Более того, сами «плоды» их труда оказываются весьма желательными для человека. А вот и пример таких плодов в бук- вальном смысле этого слова. Это всем известные фиги, или инжир. Уже Аристотель знал о странном союзе этого гигантского плодового дерева с осой-малют- кой бластофагой. Правда, он думал, что ее роль сводится только к тому, чтобы воспрепятствовать преждевременному опадению плодов. Лишь в конце XVIII века разгадали, что союз этот взаимо- выгоден для обеих сторон: он обеспечивает плодоношение инжира и продолжение рода бластофаги. Друг без друга они просто не спо- собны существовать. Прежде всего, оса опыляет инжир, перенося пыльцу с цветков мужских смоковниц на цветки женских. Кроме того, в цветки самка откладывает яички и в них совершается развитие ее потомства. Но для этого подходит далеко не всякий цветок. Приют бластофаге дают только недоразвитые женские цветки, собранные в соцветия особого типа. Их называют также цветками-галлами. Те из них, в которые отложены яички, разрастаются и превращаются в хоро- шо всем знакомые сочные плоды (точнее, соплодия) инжира — фиги с мелкими семенами, придающими им приятный ореховый привкус. Если же бластофага не успела «заразить» цветки-галлы, то соцве- тия, не созрев, опадают. Вся жизнь взрослых фиговых ос проходит внутри плода, исклю- чая перелег самок с одного соцветия на другое. Внутри же цветков- 132
галлов самцы оплодотворяют самок осеннего поколения и тотчас погибают, так и не уви- дев белого света. Поскольку мужских деревьев всегда мало, для лучшего опыления цветков на женских деревьях специально развешивают нанизан- ные на нити каприфнги, т. е. соцветия тычи- ночных цветков. Этот прием, практиковав- шийся еще в Древней Греции, получил наз- вание капрификацци. Следовательно, чело- век, преследуя собственные интересы, созна- тельно способствует заражению культурного растения полезным насекомым — опылителем Ocxi б.шстофага и галлообразова- телем. Примеры, когда галлообразование приносит пользу и растению- хозяину, легко можно было бы умножить. К этому надо добавить, что не столь уж редки случаи, когда от традиционного взгляда на галлы как на патологические образования приходится вообще от- казаться. Пожалуй, самый убедительный пример полезных галлов дают нам маленькие узелки на корнях бобовых растений, вызываемые клубенькдрыми бактериями и столь ценимые в культуре земледе- лия. К ним и многим другим деяниям микробов мы сейчас и перей- дем, но прежде подведем итог уже сказанному. Изучение различных новообразований, возникающих у расте- ний под воздействием членистоногих,— одна из увлекательных страниц экологии и биологии развития. Познание интимных сто- рон взаимоотношений растений и животных на примере галлов и тератоморф дает большой и очень ценный материал для понимания механизмов роста и развития растений. В нашей стране этой проб- лемой особенно успешно занимаются в лаборатории, возглавляемой Э. И. Слепяном. Однако, несмотря на то что с каждым годом био- логи открывают все новые факты и закономерности, в указанной области биологии все еще остается много загадок.
Глава седьмая СОЮЗЫ С НЕВИДИМКАМИ Незримые союзники в борьбе за урожаи Всем зеленым растениям необходима минеральная пища. Высасы- вая из почвы различные соли, они постепенно лишают ее плодо- родия. Кому не известно, что если из года в год на одном и том же поле высевать только рожь или пшеницу и не вносить никаких удобрений, то в конце концов собранного урожая и на семена не хватит! Однако из мира зеленых потребителей выделяется группа расте- ний, которые не только берут из почвенных кладовых нужные нм вещества, но и обогащают их одним из самых важных для всего живого элементом— азотом. Про азот еще в 1923 г. Haiti крупней- ший микробиолог В. Л. Омелянский сказал, что он «более драгоце- нен с общебиологической точки зрения, чем самые редкие из бла- городных металлов». Замечательным свойством черпать азот прямо из воздуха обладают представители семейства бобовых — всем хорошо знакомые клевер, люцерна, люпин, горох, фасоль, соя, накапливающие его в корнях. По своим возможностям химическая промышленность всех стран мира, вместе взятых, производящая азотистые удобрения, не в си- лах тягаться с естественными подземными фабриками бобовых. Согласно подсчетам американских ученых, все сельскохозяйствен- ные культуры земного шара изымают из почвы около 100 миллионов тонн азота в год. Из них только 12 миллионов тонн вновь возвра- щается в почву с минеральными удобрениями. Остальные же 88 миллионов тонн восполняют бобовые растения и некоторые сво- бодноживущие организмы. По мнению крупного американского симбиолога Уильяма Трагера, доля их вклада значительно больше и, возможно, доходит до 90 процентов. К этому надо добавить, что посев бобовых культур — самый экономичный способ вернуть почве плодородие. Ведь азот, накоп- ленный этими культурами, оказывается по существу даровым. Вот почему во всех странах мира широко практикуют севообороты, 134
при которых посевы основной культуры (скажем, каких-нибудь зерновых) чередуют с посевами бобовых. У нас в стране, напри- мер, бобовые занимают по площади второе место после зерновых. При этом они вносят в почву 1,5 миллиона тонн азота. О свойстве бобовых повышать плодородие почвы знали со вре- мен классической древности. О нем писали Теофраст, Катон, Бар- рон, а Вергилий и Плиний даже указывали, что бобы, люпин и вика удобряют почву не хуже навоза, и выступали с практиче- скими рекомендациями. Однако они не подозревали, что «утуч- нению земли» способствуют не сами растения, а бактерии, посе- ляющиеся на их корнях. Об этом ученые узнали только в конце XIX века. В почве обитает огромное число разнообразных микробов. Каж- дый из них осуществляет какие-то важные превращения почвен- ных веществ путем брожения, окисления, синтеза. Есть среди них группа, способная улавливать атмосферный азот и связывать его в молекулах сложных соединений (в науке этот процесс называют азотфиксацией). Одни из азотфиксаторов, такие, как азотобактер или клостридиум, умеют это делать сами, живя в почве самостоя- тельно, другие — только в содружестве с высшими растениями. Будущие симбионты активно проникают в корешки бобовых, об- разуя на них галлы — маленькие клубеньки. Кории, зараженные такими микробами, похожи на клубок ниток с множеством узелков. Поэтому микробы и называют клубеньковыми бактериями. Науч- ное же название их — ризобии. Знакомясь с разными формами симбиоза, мы всякий раз убеж- дались, что объединение рождает силу, а сила—залог успеха в жиз- ненной борьбе. Но силе нередко сопутствуют и новые свойства. Так, например, клубеньковые бактерии, объединившись с корнями своих зеленых хозяев, приобрели способность усваивать азот. Большую часть своей жизни ризобии проводят в почве, ведя совершенно самостоятельный образ жизни. Подобно другим поч- венным микроорганизмам, они питаются тогда готовыми органи- ческими веществами и никакого азота не фиксируют. Так могут просуществовать они десятки лет в ожидании встречи с подходя- щим растением. Но как только подобный счастливый случай пред- ставляется, они охотно расстаются со «свободой» и, проникнув в корни, строят на них свои домики-клубеньки. Тут-то они и обре- тают свое чудесное свойство — начинают фиксировать азот. Вот уже три четверти века ученые бьются над тем, чтобы разга- дать, как они это делают. Овладение великой тайной ризобий нужно не для того, чтобы научиться получать азотистые соединения из воздуха. Эю люди и так умпог. В технике для фиксации азота пользуются методом Габера — Боша. Но обходится такой синтети- 135
Слева: клубеньки на корнях сои. С п р а в а: так выглядят под микроскопом клетки клубеньковых бактерий ческий азот очень дорого, так как для его получения требуется высокая температура (300 градусов) и давление (300 атмосфер). Задача заключается в том, чтобы сделать его производство возможно более экономичным — в идеале по «технологии» клубеньковых бактерии. Ведь в клетках микроорганизмов этот процесс идет без всякого напряжения, при нормальном давлении и обычной темпе- ратуре! Надо понять, почему им так легко дается то, ради чего человеку приходится строить громоздкие заводы и расходовать массу энергии. На пути к этой цели многое уже сделано. Познаны некоторые важные звенья химической «технологии» бактерий, выделен и чудо- действенный катализатор азотфиксации — фермент нитрогеназа, расшифровано его строение. Сейчас в ряде стран предпринима- ются смелые попытки включения методами генной инженерии ко- дирующего этот катализатор гена прямо в хромосомный набор клеток хлебных злаков, чтобы сделать их самих способными погло- щать атмосферный азот или по крайней мере «научить» симбиозу с клубеньковыми бактериями. Но эти попытки пока скорее отно- сятся к области научной фантастики. Рано еще отказываться от бобовых и сдавать их в исторический музей земледелия. А посему обратимся лучше к тому реальному и самому полезному для чело- века симбиозу, в котором они участвуют. Все начинается с проникновения бактерий в корневой волосок растения. Дотоле очень энергично передвигавшиеся с помощью жгутиков, они, войдя в контакт с волоском, вдруг перестают дви- гаться, одевают себя слизью и, готовясь к штурму корешка, обра- зуют так называемую инфекционную нить. Через некоторое время покровы корешка в месте прикрепления этой нити разрушаются, и бактерии беспрепятственно вторгаются во внутренние ткани, вызывая их разрастание в виде клубеньков. Утратив жгутики и размножившись делением, все они через две-три недели после об- 13в
разовапия клубенька превращаются в более крупные клетки — бактероиды. В пору цветения растения-хозяина бактероиды за- полняют собой весь клубенек. Если разрезать зрелый клубенек, то внутри он окажется розо- вым благодаря содержащемуся в бактериях пигменту. По составу' он очень близок гемоглобину животных и назван здесь леггемогло- бином. Он и фиксирует газообразны^ азот. Все попытки обнару- жить леггемоглобип в незаражепных корешках и изолированной культуре ризобий дали отрицательные результаты. Он оказался продуктом их симбиотического союза. Что же касается основного активного начала азотфиксации — фермента нитрогеназы, то его несут с собой бактериальные клетки. В однолетних бобовых клубеньки функционируют один сезон, в многолетних — несколько лет подряд. Но в конце концов и они стареют и отмирают. Старые клубеньки становятся темно-бурыми и дряблыми. При надрезе из них вытекает водянистая слизь и они" превращаются в сплошную кашу. Никаких бактерондных клеток в них уже не обнаружить, все они разрушены. Тут перед учеными встает основной вопрос: как у бактероидов обстоит дело с продолжением рода? Способны ли они размножаться и замкнуть жизненный цикл клубеньковых бактерий? Мнения на этот счет резко расходятся. Большинство специалис- тов считает, что, как это ни парадоксально, главные азотфиксаторы не оставляют после себя никакой смены и, таким образом, представ- ляют собой тупиковую ветвь жизни бактерий. На последних ста- диях их существования растение-хозяин изменяет принципам сим- биоза и попросту переваривает своих симбионтов. Заражение сле- дующих поколений растений происходит путем вторжения новых партий бактерий из почвы, где они беспрепятственно размножаются. По мнению отдельных ученых, не все бактерии превращаются в бактероиды; небольшое число палочек, пройдя «нетронутыми» через все испытания в корнях, в конце концов вновь оказывается в почве. Наконец, третьи считают, что бактерии превращаются в неактивные кокки. Самое интересное, что никакие новейшие ме- тоды исследования с применением сверхмощных электронных микроскопов пока не в состоянии примирить горячо спорящих оппонентов. Не так давно советскому академику Е. Н. Мишустину и его сотрудникам удалось довольно убедительно показать, что внутри бактероидов формируются мелкие округлые клетки — автоспоры, которые, по-видимому, и спасают их род от вымирания. Мишустин даже предполагает, что именно в форме автоспор клубеньковые бактерии пребывают в почве в пору своей независимой жизни. Так ли это на самом деле, покажет будущее. 137
Тесное сожительство клубеньковых с корнями бобовых — при- мер одного из самых взаимовыгодных эндосимбиозов. Помимо азота ризобии снабжают своего хозяина витаминами, а, возможно, также и ростовыми веществами; растение же кормит их тем, что в изобилии производит само,— углеводами. Однако первая встреча будущих симбионтов проходит отнюдь не дружелюбно. Бактерии идут в атаку, а растение активно обороняется. Основной способ его самозащиты заключается в том, что клетки корневых волосков усиленно делятся, очевидно чтобы локализовать вторжение (в ре- зультате деления и образуются клубеньки). Кроме того, из волосков выделяются токсичные для бактерий вещества. При этом в своей реакции на пришельцев растение не делает никаких различий между рпзобиями и какими-нибудь паразитическими микробами. Не говорит ли это о том, что некогда клубеньковые начинали свою симбиотическую «карьеру» с простого паразитизма? Между прочим, английский исследователь Н. Торнтол убедительно доказал, что, если в почве нет бора, клубеньковые бактерии становятся настоя- щими паразитами своего растения-хозяина. Но с того момента, как бактерии принимаются за «работу» на пользу хозяину, между н^ми и растением устанавливается мир и сотрудничество. Строятся они на самой глубокой и прочной ос- нове — взаимодействии генов обоих симбионтов. Вопрос о том, кто же теперь управляет симбиозом, большинство ученых решает в пользу растения. Как-никак, а оно все-таки организм высший, и ему не подобает быть в подчинении у одних из самых примитивных существ-невидимок, с которых, возможно, начиналась жизнь на Земле. Всего убедительнее были, пожалуй, опыты на Ротамстедской сельскохозяйственной станции в Англии. Там выращивают много разновидностей клевера. Среди них оказалось несколько таких, которые хотя и заражались эффективными расами ризобий и да- вали массу клубеньков, но клубеньки эти не фиксировали азот. Если такие растения не подкармливали минеральным азотом, они погибали. Очевидно, именно клевер по какой-то причине делал бактерии неактивными. После того как наука раскрыла роль клубеньковых бактерий в добывании азота, все помыслы ученых были направлены на то, чтобы заставить этих незримых мастеров плодородия «работать» в полную силу. Для этого надо было изучить, какие условия им благоприятствуют. В ходе несчетного числа опытов и полевых наблюдений выясни- лось, что клубеньковые бактерии довольно «капризны». Их плодот- ворная созидательная деятельность зависит от степени влажности и кислотности, от температуры почвы, от содержания в ней мине- 138
рального азота, фосфора, калия, кальция, магния и ряда микро- элементов. При несоблюдении хотя бы одного из этих условий ра- ботоспособность бактерий резко падает или они совсем не образуют клубеньков. К примеру, в условиях нашей нечерноземной зоны на симбиозе бобовых с клубеньковыми пагубно сказывается повышен- ная кислотность и недостаточная влажность почв. На таких поч- вах клубеньки перестают расти и быстро отмирают. Впрочем, всех требований клубеньковых бактерий мы еще просто не знаем. Сначала думали, что ризобии неразборчивы в выборе растения- хозяина и могут поселяться на корнях любой бобовой культуры. Но потом оказалось, что, как и везде в живой природе, у них есть свои «вкусы» и «склонности». В зависимости от вида растения, на котором они устраивают свое «жилье», клубеньковые делятся на виды и расы. Кроме того, для жилья им подходит лишь десятая часть существующих бобовых растений (из 13 тысяч видов этого семейства клубеньки пока обнаружены у 1300, в том числе прибли- зительно у 200 сельскохозяйственных культур). К этому надо до- бавить, что среди ризобии имеются еще неэффективные расы, ко- торые хотя и образуют клубеньки, но азот не фиксируют: в их клубеньках нет леггемоглобина. Растение, следовательно, «даром» кормит своих постояльцев. Но ученые нашли способ преодоления таких осложнений. Из эффективных рас клубеньковых соответствующего вида промыш- ленным методом готовят специальный препарат нитрагин, которым в день посевов обрабатывают семена бобовых. Для каждой куль- туры — своя разновидность бактерий. Это дает значительное по- вышение урожая. Замечено также, что благодаря нитрагинизации растения меньше болеют и лучше переносят разные невзгоды. На смену нитрагину сейчас идет новый, более эффективный стимулятор — ризоторфин, выдержавший в 1977—1978 годах свой первый экзамен на совхозных и колхозных полях. Технологию его производства недавно разработали во Всесоюзном НИИ сельско- хозяйственной микробиологии в Ленинграде. Ризоторфин, приготовляемый на основе торфа, в десять раз превосходит нитрагин по количеству живых бактерий. В 1 г торфа их содержится 5—8 миллиардов, а в гектарной дозе набирается не меньше тысячи миллиардов невидимых глазу «тружеников» поля! Там, где применяют ризоторфин, помимо значительного роста урожая бобовых в их зеленой массе увеличивается содержание белка и витаминов. Сложнее всего дело обстоит с почвенным азотом. Нужен ли он вообще, и если да, то сколько его должно быть, чтобы бактерии работали дружно? Вопрос практически немаловажный, и, каза- лось бы, решить его можно раз и навсегда, поставив соответствую- 139
щие опыты. Такие опыты ставили и ставят тысячами, ио получают весьма противоречивые результаты. Отсюда и разнобой во мне- ниях. Большинство ученых сейчас согласно в том, что минеральный азот нужен, но в небольших количествах. Дело в том, что азот био- логический (симбиотический) и азот минеральный благодаря рас- тению становятся антагонистами. Чем больше в почве доступного растению минерального азота, тем меньше растение нуждается в ра- боте клубеньковых бактерий, и наоборот. Если растение полностью удовлетворяет свои потребности за счет почвенного азота, то оно подавляет развитие клубеньков, а уже существующие разру- шаются через несколько суток. Так зеленый хозяин утверждает свою «власть» над примитивными симбионтами и одновременно регулирует содержание в почве важнейшего элемента плодородия. Остается решить вопрос об оптимальной дозе азота: сколько же надо вносить минеральных удобрений? Для этого важно понять, почему бесчисленные опыты с точно учтенным количеством вноси- мых удобрений дают несопоставимые результаты. Оказывается, отношение симбионтов к минеральному азоту за- висит не только от тех условий, о которых сказано выше, но и от множества других обстоятельств, которые в экспериментах просто невозможно учесть. Стало ясно, что единой оптимальной дозы, подходящей для всех случаев, просто не может быть. Для каждой почвы, культуры бобовых и бактерий и даже для времени посева она своя. Везде и всюду нужен дифференцированный подход! Эффективность работы клубеньковых зависит, конечно, и от окружающих микроорганизмов — других бактерий, сине-зеленых водорослей, амеб, со многими из которых они нередко вступают в тесные отношения. Но эта сторона их жизни совсем слабо изу- чена. Известно, например, что амебы могут вести себя по отноше- нию к клубеньковым то' как хищники, то как симбионты, стимули- руя рост их клеток. Наблюдали даже вторжение амеб в корень гороха без каких-либо заметных вредных последствий для рас- тения. В самое недавнее время выяснилось еще одно весьма сущест- венное обстоятельство, заставившее нас с особой признательностью и' надеждой взглянуть на «сотрудничество» микробов и бобовых и всерьез позаботиться о процветании этого полезнейшего симбиоза. В связи с загрязнением атмосферы окислами азота, образую- щимися при сгорании традиционных видов топлива, на землю вместе с дождем и снегом стало выпадать слишком много продуктов их окисления — нитратов. Однако эти «удобрения», падающие с неба, обернулись вовсе не благом. Во-первых, за их счет размно- жились бактерии (их называют денитрифицирующими), которые 140
стали разлагать селитру (нитраты), превращая ее в недоступные для питания растений соединения, и истощать запасы почвенной органики. Во-вторых, в почве нашлась особая группа бактерий, которая стала переводить аммиак и вообще азотистые удобрения в селитру. Внесение удобрений только «подливает масла в огонь», вовлекая в циркуляцию по этому порочному кругу все новые пор- ции азота. Создается парадоксальная ситуация, когда удобрение теряет смысл: в почве много азота, а растения не могут его исполь- зовать. Тут-то на выручку могут и должны прийти наши симбионты — бобовые с клубеньковыми бактериями. Они разомкнут порочный круг и направят азот в естественный круговорот, сулящий плодо- родие. Успех дела целиком будет зависеть от того, сумеют ли агро- техники учесть «интересы» мельчайших существ и заставить их бесчисленную рать трудиться на высокие урожаи. Бобовые — не единственные «счастливчики», сумевшие зама- нить в свои сети микробов-азотфиксаторов. Кроме них сейчас из- вестно еще шесть семейств высших цветковых растений, у которых на корнях также вырастают желанные розовые клубеньки. Только поселяются в них не ризобии, а какие-то другие микроорганизмы, природа которых точно еще не установлена. Зато доподлинно известно, что в клубеньках ольхи, лоха и казуарины вместо бакте- рий живут актипомицеты. Они тоже умеют фиксировать атмосфер- ный азот. А вот в коралловидных корнях (они отличаются тем, что растут не вниз, а вверх) австралийских саговников уже давно об- наружены сине-зеленые водоросли. Примечательны они тем, что способны улавливать азот, находясь как в корнях саговника, так и в изолированной культуре. Живой покров растения Если клубеньковые бактерии поселились в самих растениях, то бесчисленные легионы их разнообразных сородичей окружают растения снаружи. Почва — их родной дом. Приведя все к одному масштабу, мы могли бы сказать, что в земле микробов во много раз больше, чем муравьев в муравейнике. По приблизительным подсчетам, микроб- ное население 1 г почвы может достигать нескольких миллиардов. Если вести расчет не на количество, а на массу, то окажется, что в пахотном слое хорошо возделанной почвы на площади в 1 га живет от 300 до 3000 кг микроорганизмов. Общая же их масса на Земле в 25 раз превышает массу всех животных! Если бы вдруг исчезли все почвенные микробы, то очень скоро, исчерпав запасы минеральных солей, погибли бы и растения. За 141
ними последовали бы животные. Только благодаря неустанной работе этих бесконечно ма лых и в то же время бесконечно много- численных существ на нашей планете незримо совершаются «ве- ликие дела». Ни одно живое существо не способно «трудиться» с такой энер- гией, как микробы. За сутки они могут переработать такое коли- чество пищи, которое в десятки раз превышает их собственную массу. Поэтому только им и по силам вращать гигантские «махо- вики» круговорота веществ. Кроме азота микроорганизмы вносят в почву фосфор, калий, серу, магний, поставляют растениям витамины, ауксины, гиббе- реллины, антибиотики и многие другие важные для их жизни вещества. Невидимки, населяющие почву, совсем не безразличны к рас- тущим на ней травам, деревьям и кустарникам. Их, словно магни- том, так и притягивает к корням. Окружая корни со всех сторон, они создают вокруг них как бы сплошную живую муфту (ее назы- вают ризосферой), которая почти полностью изолирует корни от самой земли. Фактически большую часть того, что растение извле- кает из почвы, оно получает через посредство микробов, среди которых есть мастера любых «профессий». Однако растение подпускает к себе далеко не всех почвенных обитателей. Оно отбирает лишь тех, с кем ему выгодно вступить в содружество. Кории активно сопротивляются атакам всевозмож- ных болезнетворных микробов, и в этом им помогают друзья-сим- бионты. Очень интересно было бы разобраться во взаимоотношениях са- мих микробов. Наряду с фактами открытой враждебности и «не- приязни» науке известны и случаи их самой тесной кооперации. Но они выглядят пока ничтожно малыми островками в безгранич- ном океане неизвестного. Впрочем, этому едва ли можно удив- ляться, если на сегодняшний день открыто и описано самое боль- шее 20 процентов существующих микробов. Содружество с растениями не ограничивается ризосферой. Микробы поселяются также на их листьях, ветвях и стеблях, об- разуя так называемую эпифитйую микрофлору. Их незримый мир окружает будущее растение с первых шагов его вступления в жизнь. Толпы бактерий, точно заботливые няньки, берут на свое по- печение прорастающие семена. Так, по подсчетам американского физиолога А. Ровира, на пяти сухих семенах овса оказалось 3 ты- сячи микробов. Через день, когда они набухли, на них уже было 58 тысяч, а еще через три дня, когда они наклюнулись,—840 ты- сяч! Обосновавшись на проростке, микробы начинают выделять незаменимые для его развития соединения — витамины, амино- 142
кислоты, антибиотики, разные ростовые вещества. Для микробов это во многом продукты выделения, так сказать «шлаки», а для растения — важнейшие стимуляторы роста. По-видимому, 40 про- центов всех микроскопических обитателей проростков так или иначе помогают их развитию. Существует даже гипотеза, что боль- шей частью своих гормонов роста — ауксинов растение обязано окружающей микрофлоре. Веществ этих много не нужно. Ведь они выполняют роль катализаторов, действующих в ничтожно малых количествах. Правда, когда растение вырастет, оно и само начи- нает вырабатывать гормоны. Те же ауксины и витамины вырабатываются микробами, посе- ляющимися на листьях, которые тут же эти вещества поглощают. В Индии растет интересное растение — паветта. На ее листьях микобактерии образуют желвачки, аналогичные клубенькам бо- бовых. В желвачках происходит фиксация азота воздуха. Получается, что растения «одеты» микробами «с ног до головы» и постоянно обмениваются с ними разными веществами через все свои органы и ткани. Здоровая листва не хуже корня способна дать отпор вредным пришельцам и укрепить иммунитет растения благодаря союзу со своими полезными обитателями. Кроме того, против разносчиков инфекции у нее есть еще одно оружие — фитонциды, которые попутно стоят на страже и нашего здоровья. Они живут в нашем животе В привычной жизненной обстановке, в повседневных делах и забо- тах мы обычно забываем о мириадах невидимых существ, которые сопутствуют нам на каждом шагу и буквально заполняют окружаю- щий мир. И когда говорят о микробах, в сознание прежде всего приходит мысль о болезнях. Вероятно, трудно освободиться от воспоминаний о трагических событиях прошлых столетий, когда чума и холера уносили сотни тысяч и миллионы человеческих жиз- ней, а оставшиеся в живых пребывали в паническом страхе перед неведомыми грозными врагами. - С тех пор как в XVII веке Антони ван Левенгук открыл мир невидимых существ, ученые вот уже 300 лет охотятся за микро- бами, видя в них источник всех зол. Но за это время среди микробов были найдены не только враги, но и активные помощники чело- века, со многими из которых мы сталкиваемся повседневно. Теперь можно смело утверждать, что польза, приносимая микроорганиз- мами, превосходит причиняемый ими вред. «Ломоть хорошо испеченного хлеба составляет одно из величай- ших изобретений человеческого ума»,— сказал как-то К. А. Тими- рязев. Так не надо забывать, что задолго до того, как виновники 148
основных микробиологических процессов были открыты и изучены под микроскопом, они надежно служили людям. Веками подыма- лось в квашне тесто, молоко, прокисая, превращалось в просток- вашу, в чанах бродило пиво, а из виноградного сока получалось вино, веселившее души наших предков... Человек рождается свободным от микробов. Но вот сделал ново- рожденный первый вздох, открыл рот, чтобы возвестить миру о своем появлении на свет, как вездесущие бактерии вторгаются внутрь его организма и отныне получают в нем постоянную прописку. К концу первых суток жизни ребенок уже заселен 12 видами бактерий. На третий — седьмой день они проникают в его кишеч- ник. По мере дальнейшего взросления ребенка его микробное на- селение быстро растет. В организме взрослого человека оно пред- ставлено уже сотнями видов, численность которых достигает астро- номических цифр. Так, в одном кубическом сантиметре содержимого желудка в среднем 25 тысяч бактерий, а в 1 г содержимого толстых кишок их можно было бы насчитать 30—40 миллиардов! Мало где еще в природе встретишь столь высокую плотность живых существ. Специалисты выделяют среди микробных обитателей желудка и кишечника до 250 видов. Но не надо пугаться такого обилия бактерий. Для нашего ки- шечника это совершенно нормальное явление. Его мирные сожи- тели не только не причиняют нам нп малейшего вреда, но и многие из них бдительно охраняют наше здоровье, помогая в борьбе со случайно попавшими в организм болезнетворными микробами — дизентерийными, брюшнотифозными, гнилостными и прочими. Дру- гие обитатели кишечника синтезируют необходимые для нас вита- мины, аминокислоты и ферменты. Мы поглощаем эти вещества вме- сте с их производителями, но бактерии размножаются быстрее, чем мы успеваем их «съедать». Как говорит русская пословица, «что имеем — не храним, по- терявши — плачем». Всю пользу микросимбионтов начинаешь соз- навать только тогда, когда их лишишься. Чаще всего это слу- чается, когда, не спросясь совета врача, мы при первом же недомо- гании принимаемся глотать антибиотики. Для большинства микро- бов, поселившихся в животе, это яд, которого они не переносят. В результате вместе с вторгшимися носителями инфекции гибнут и наши друзья. Теперь проникшие в организм вредные микро- организмы не встречают сопротивления и начинают усиленно размножаться. Так возникают разные осложнения, нередко ока- зывающиеся серьезнее основного заболевания. Полезная микрофлора имеется и в кишечнике большинства зверей, птиц, рыб, насекомых и т. д., где она выполняет примерно 144
те же функции. По результатам опытов на мышах и крысах лучше всего удалось убедиться в ее значении и для здоровья человека. В одном из экспериментов, когда мыши были ограждены от возможности заразиться патогенными микробами, микрофлора их кишечника резко отличалась тем, что содержала много полезных молочнокислых бактерий, но в ней совсем не было потенциально хотя и болезнетворных (в случаях сильного размножения), но также обычных представителей кишечной флоры — кишечной па- лочки, бактерий родов протей и псевдомонас. Мыши быстро рссти и проявляли большую устойчивость к бактериальным ядам. Стоило дать им пенициллин (или тетрациклин) и заразить чистой культу- рой кишечной палочки, как, судя по экскрементам, эти бактерии вместе с энтерококками очень быстро вытеснили молочнокислые бактерии. В результате мыши стали терять в весе. Значение бактерий-симбионтов было ясно продемонстрировано на крысах с убитой микрофлорой, которым давали корм, лишенный то. одного, то другого витамина. Так, при отсутствии витамина К, заведующего нормальной свертываемостью крови, у них через неделю возникали кровотечения, которые прекращались, как только им вводили кишечную палочку или сарцину. Если крысам не да- вали тиамина (витамина BJ, но позволяли поедать свои экскре- менты, то все оставалось нормальным. Стоило их лишить такой возможности, как у них начинали развиваться болезненные симп- томы — исключительно от нехватки этого витамина. Что за странность, скажете вы, поедать собственные испраж- нения?! Не иначе как поголовное патологическое извращение, до- стойное этих всеми презираемых тварей. Однако, если поинтересо- ваться, где у крыс живут бактерии-симбионты, этот врожденный «порок» получит ясное и простое объяснение. У большинства живот- ных бактериальная флора концентрируется в желудке или основ- ной части кишечника, где -происходит всасывание пищи. У крыс же она сосредоточена главным образом в задней кишке, т. е. уже позади зоны максимального всасывания. Вот и получается, что все витамины, выработанные бактериями, попадают в экскременты и вместе с ними выводятся наружу. Чтобы они даром не пропадали, животные и вынуждены исправлять оплошность природы — загла- тывать в качестве витаминизированных «пилюль» собственные экс- кременты. Можно сказать, что жизнь наших буренок и вообще рогатого скота целиком зависит от микробного населения их желудка. Не было бы у них симбионтов — не быть бы им сытыми травой и не быть жвачными! Из школьного курса зоологии мы помним, какой большой и сложно устроенный желудок у коров. Четыре пятых его объема 8 в. И. Назаров
занимает самый важный первый отдел — рубец. Вместимость рубца около 100 л. Фактически это огромный бактериальный бро- дильный чан. В нем растительная пища, смешанная со слюной, в течение 12 часов остается всецело во власти богатого микробного населения. Желудочный же сок выделяется у коровы только в по- следнем отделе желудка — сычуге. Благодаря ферментам главных обитателей рубца — румино- кокков, бактероидов и бутиривибрионов, «работающих» без доступа кислорода, происходит разложение основы растительной пищи — клетчатки, или целлюлозы, на сравнительно простые продукты, которые тут же всасываются стенками рубца. Микробы снабжают животное также белками и всеми необходимыми витаминами. По- этому жвачные могут нормально расти и существовать без белковой пищи. Коровам можно давать, например, в качестве источника азота такой дешевый продукт, как мочевина. Из нее эндосимбионты сами вырабатывают нужный их хозяину белок, причем он ничем не хуже белка, содержащегося в пищевых продуктах. Кормовые белки бактериального происхождения давно выпускаются промыш- ленностью. Вместе с бактериями в рубце жвачных обитает несколько родов жгутиконосцев и инфузорий, которые больше нигде в природе не встречаются (исключая пищеварительный тракт бегемотов и лоша- дей). Они тоже способны расщеплять клетчатку и вносят известный вклад в общее дело. Содружество «в два этажа» Спустимся теперь сразу на много ступенек вниз по «животной лест- нице» и присмотримся повнимательнее к насекомым. У них микро- симбионтов для изучения более чем достаточно. Рыжий таракан, или прусак, справедливо считается типичным представителем этого самого обширного класса живых существ. Па нем как на классическом объекте будущие энтомологи знако- мятся с организацией шестиногих. Начнем с него и мы. Давно известно, что тараканы могут месяцами, а то и всю жизнь питаться бумагой, тряпьем, ватой, картоном и прочей макулату- рой, оставаясь при этом абсолютно здоровыми и продолжая регу- лярно размножаться. Что это за удивительная способность? И какие питательные вещества могут быть в бумаге? Разгадка секрета все та же. В кишечнике тараканов обитает асса помощников-симбионтов, весьма облегчающих суровую жизнь воих хозяев. Это всевозможные микробы и простейшие. Бакте- риями, кроме того, буквально забита часть клеток (их называют мицетоцитами) так называемого жирового тела, принимающего I ж
активное участие в обмене веществ. А у самок они концентрируются также в яичнике, где незадолго до откладки кокона ими заражаются яйца. Молодые личинки, едва появившиеся на свет, уже, таким образом, заражены бактериями в полном ассортименте. Первые попытки выяснить опытным путем роль симбионтов в жизни тараканов были неудачными. Хотя коконы в эксперимен- тах и дезинфицировали, а личинок выращивали на стерилизован- ной пище, полностью освободить от микробов все внутренности, конечно, не удавалось, и часть бактерий, видимо, оставалась жи- вой. Для полного их уничтожения нужны были антибиотики, а их еще предстояло открыть. Решающие опыты на тараканах провела в 50-х годах XX века американка Марион Букс. В течение нескольких дней она добав- ляла в их пищу препарат хлортетрациклина. У взрослых насеко- мых особых последствий не наблюдалось, зато у потомства изме- нения были налицо. Личинки росли очень плохо, а их покровы совершенно не темнели: в них не вырабатывалось пигмента. И это несмотря на то, что содержались личинки на обычной диете, без антибиотика. Когда исследовали их внутренности под микроско- пом, в них не нашли ни одной бактерии. Так было убедительно до- казано, что тараканы не могут долго жить и питаться без привыч- ных симбионтов. От бактерий зависит еще одно удивительное свойство прусаков, которого нет у высших животных: они способны использовать для постройки своего тела минеральную серу. Насекомым специально добавляли в пищу сульфаты, содержавшие радиоактивный изотоп этого элемента. Вскоре такую меченую серу находили уже в составе их белков. Прусаки, лишенные симбионтов, эту способность утра- чивали. Еще интереснее симбиоз у близких родичей тараканов — тер- митов. Из предыдущей главы мы знаем, что термиты способны питаться древесиной благодаря помощи жгутиконосцев. Впервые об этом поведал миру в начале 30-х годов американский прото- зоолог Лемюэль Кливленд. Его открытие было подлинной научной сенсацией, которая неожиданно привлекла к миру шестиногих внимание многих исследователей с совершенно новой стороны. Теперь им было легче подбирать ключи к тайнам однообразного «меню» других насекомых, потому что руководящая идея уже была найдена и торжествовала: надо искать симбионтов! Термиты «отвели» для своих постояльцев заднюю кишку. Она у них сильно расширена и буквально набита жгутиконосцами, бактериями и спирохетами. Большинство видов этих жгутиконос- цев нигде, кроме как у термитов (и еще одного вида тараканов), до сих пор не обнаружено. «• 147
Жгутиконосец, заглатывающий кусочек древесины Кливленд убивал жгутиконосцев, помещая термитов на несколь- ко часов в камеру с повышенным давлением и достаточным количе- ством кислорода, что не причиняло насекомым непосредственного вреда, но губительно воздействовало на жгутиконосцев. Таких термитов он продолжал кормить обычной пищей — древесными опилками и фильтровальной бумагой, соблюдая также прочие необходимые условия. Через две-три недели все подопытные тер- миты, лишенные жгутиконосцев, погибли. Смерть удавалось пре- дотвратить, если в садок к неполноценным насекомым подсажи- вали несколько нормальных, у которых те слизывали капельки выделений из задней кишки. Жизнь термитов можно было также продлить, давая им глюкозу. Вывод, сделанный .из этих опытов, совершенно очевиден: жгути- коносцы играют в жизни термитов ту же роль, что бактерии у жвач- ных. Кливленду удалось даже наблюдать в микроскоп, как эти неутомимые «работяги» захватывали кусочки древесины. Затем из их компании выделили первый вид из рода трихомонас и заставили его расти в специальной среде вне тела хозяина. От него получили и чистый фермент, разлагающий клетчатку,— целлюлазу. Секрет питания термитов был окончательно раскрыт. Стали изучать симбионтов обстоятельнее и, в частности, обра- тили внимание на одного жгутиконосца, выделенного из австралий- ских термитов. Кажется, весь он покрыт жгутиками. На переднем конце клетки торчит пучок из четырех жгутиков, которые постоянно колышутся. Рассмотрели их в электронный микроскоп — и тут исследователей ждало открытие. Оказалось, что из четырех жгути- ков только один, самый длинный действительно настоящий и при- надлежит этому одноклеточному существу; остальные три — вовсе не жгутики, а отдельные бактериоподобные организмы, прозван- ные за спиральную форму тела спирохетами. Ими оказались и все остальные «жгутики», покрывающие клетку симбионта. По поверхности этой клетки выстроились небольшие выросты в виде полукруглых петелек. С задней стороны на них сидит по одной спирохете, с передней — по одной бактерии-палочке. Внутри самого жгутиконосца обитают еще какие-то бактерии. 148
О назначении обоих типов бактерий ничего не известно. Что же касается спирохет, то они играют роль основных «двигателей»: посредством их волнообразных движений, каким-то образом точ- но скоординированных, жгутиконосец энергично передвигается. Странного симбионта со «жгутиками», «смонтированными» из других организмов, удачно назвали миксотриха парадокса, что в переводе с латинского означает «парадоксальный организм с раз- ными жгутиками». С его открытием обнаружилось, что симбиоз строится у термитов как бы в два «этажа» и по своей идее напоминает русскую матрешку: внутри главной фигуры симбиоза — термита — обитают жгутиконосцы, а внутри и на теле жгутиконосцев — бакте- рии и спирохеты. Примерно в то же время, когда открыли этот двойной симбиоз у термитов (казавшийся тогда уникальным), была раскрыта и за- гадочная способность тараканов довольствоваться скудной диетой. Тогда же обратили внимание на их тропических сородичей, живу- щих на одной древесине. В их задней кишке без особого труда об- наружили массу бактерий, а у крупного яванского таракана нане- сти и прибежищем для бактерий служила передняя кишка. Но если у тараканов клетчатку помогают переваривать бакте- рии, то, может быть, и у термитов главные помощники не сами жгутиконосцы, а их микробы? Тем более что термиты и тараканы довольно близкие родственники. Действительно, вопрос этот возник сразу, но окончательный ответ на него до спх пор не получен. Судя по некоторым фактам, бактерии жгутиконосцев не остаются прос- тыми «нахлебниками», но доступными только им средствами помо- гают своим хозяевам в их нелегком «труде». В дополнение ко всем «чудесам» термитов стоит еще отметить, что в этих с виду жалких обитателях темных подземелий, лишенных радости видеть красоту мира, к тому же обнаружены и бактерпи- азотфиксаторы, поставляющие их хозяевам материал для пост- ройки белков. Подводя общий итог, приходится признать, что тер- миты не так уж обижены судьбой.. Снова о грибах и о том, где симбионты находят пристанище Вскоре у самых разных насекомых — да и не только у них — были открыты и описаны сотни всевозможных симбионтов. Особая за- слуга в этом отношении принадлежит западногерманскому зооло- гу Паулю Бухнеру и его коллегам. Выяснилось, что без микроскопических квартирантов не могут обходиться клопы, вши, комары, мошки, клещи и даже некоторые пиявки — все те животные, которые питаются кровью. Лучше всех в этом убедила ученых африканская муха цеце. 149
То, что кровососы действительно нуждаются в определенных сожителях, можно косвенно подтвердить, сравнивая их с бли- жайшими сородичами, для которых кровь не постоянная пища. У многих таких сородичей сожителей нет. Все дело в том, чго в крови животных и человека кровососам не хватает витаминов и еще не- которых веществ, необходимых им для роста. Все это они и полу- чают от своих симбионтов. В симбионты выбираются чаще всего актиномицеты или дрож- жи. Еще в начале нашего века немецкий протистолог Фриц Шаудип обнаружил в теле обыкновенного комара особые мешкообразные расширения пищевода, заполненные грибками. Допущены они сюда не спроста. Когда комар вонзает свой тонкий хоботок в кожу человека, он делает сильное дыхательное движение, повышает давление собственной крови и с силой впрыскивает в ранку неболь- шую порцию слюны, углекислого газа, выделенного грибками, и часть самих грибков. Углекислота препятствует свертыванию крови, а грибки, попавшие в ранку, благодаря особым ферментам увеличивают приток крови к хоботку комара и вызывают на коже сильное местное раздражение. Под действием выделяемых гриб- ками веществ на месте укуса вскакивает зудящий волдырь. Роль грибков в этом деле Шаудин доказал вполне убедительно. Вводя в кожу тонкую иглу, смоченную эмульсией из комариных гриб- ков, он получал искусственно точно такие же волдыри. Значит, грибки, обильно размножающиеся в пищеводе комара, несут вполне определенную функцию: они облегчают ему сосание крови. А вот пример участия грибов во вредном для человека симбиозе другого типа. В природе широко распространен особый гриб, по- ражающий мякоть яблок плодовой гнилью. Теми же яблоками пи- тается жук казарка. Вместе с мякотью жук поедает и споры гриба, которые, пройдя через его кишечник, остаются невредимыми. Для откладки яиц самка казарки выгрызает в здоровых плодах неболь- шие камеры, в каждую из которых помещает по одному яйцу. Проделав эту операцию, она замуровывает камеру экскрементами, в которых содержатся споры грибов. Так при откладке яиц казарка одновременно заражает яблоки плодовой гнилью. Одна самка производит до 200 яиц. Дней через 5—10 из них выходят личинки, которые начинают питаться мякотью загниваю- щего плода и проделывают в нем свои ходы. Важно подчеркнуть, что в плодах, не пораженных грибом, личинки жить не могут. Таким образом, заражая плоды, казарка способствует расселению гриба. Оба симбионта — и гриб и насекомое — извлекают из своего сожительства взаимную выгоду. Человеку же приходится вести борьбу на два фронта. Вспомним птичку медоуказчика, питающуюся пчелиным вое- 150
ком. Сравнительно недавно было доказано, что воск разлагается в ее желудке обитающими там дрожжами и бактериями. Проанализировав разнообразные случаи сожительства, Бухнер сделал важное обобщение: симбиоз особенно необходим тем насе- комым, которые приспособились к какой-то одной определенной пище. По этому признаку он разделил всех шестиногих на четыре группы: питающихся соками растений, древесиной, кровью тепло- кровных животных и человека и пищевыми запасами человека. У одних насекомых для симбионтов нет подходящего укромного места, и тем приходится жить прямо в кишечнике хозяев. У других ог кишок отходят слепые выросты — аппендиксы, очень удобные для поселения симбионтов. Есть они у многих жуков, например майского, у личинок мух, мошек и сверчков. Как не воспользо- ваться этими тихими, спокойными «затонами» вблизи напряженно бурлящего тракта, по которому день и ночь течет пищевая лавина! Сначала скрытая жизнь в таких «затонах» была изучена у птиц и зверей. Выяснилось, что аппендикс играет у них жизненно важ- ную роль в питании. Если, например, удалить зги органы у петуха и посадить его исключительно па рас тигельную пищу, го, сколько бы он ни ел отборного зерна, его скорая гибель неминуема. У глу- харей, тетеревов и рябчиков аппендиксы ничуть не короче самого кишечника. Такие размеры слепых кишок связаны с тем, что в те- чение долгой зимы эти птицы кормятся только хвоей, почками, клюквой и брусникой: переваривать все это помогают симбионты. Однако многие насекомые, у которых нет аппендиксов, «выде- лили» для своих постояльцев специальные клетки - мицетоциты и даже «сгруппировали» их в отдельные «микробные органы» — мицетомы. И те и другие у насекомых сильно увеличены. Мицетомы хорошо развиты у клопов, тлей, вшей, у мухи цеце, у цикад и ци- кадок, а также у клещей. Если когда-то, в очень давние геологические времена, микроб- ные клетки и органы возникли как форма защиты от инфекции, то с течением эволюции они закрепились наследственно и стали нор- мальной составной частью организма. Следовательно, все подобные образования насекомых — это свидетельства их давних и прочных дружественных связей с полезными микробами и простейшими. Кливленд подметил весьма примечательный факт, подтверж- дающий такую точку зрения. Простейшие, «прописавшиеся» в та- ракане крнптоцеркусе, обычно размножаются простым делением, однако во время линьки хозяина почему-то переходят к половому размножению. Так, у одного крупного жгутиконосца (трихонимфы) образование половых гамет начиналось за 4—5 дней до линьки •• таракана. Кливленд открыл, что половым размножением управляет гормон линьки — экдизон. Половой процесс у этого жгутиконосца 151
можно было вызвать искусственно, вводя насекомому-хозяину чистый гормон. К сожалению, пока не удалось осуществить решаю- щий эксперимент — воздействовать экдизоном прямо на трихо- нимфу. Опа оказалась неспособной существовать вне тела своего хозяина. Чтобы добраться до мест постоянной «прописки», а главное, чтобы успеть вовремя перейти в следующее поколение насекомых вместе с отложенными самкой яичками, микробы нередко пред- принимают путешествие по всему телу хозяина. Основные этапы такого путешествия зачастую совпадают со стадиями его развития. Так, у личинок некоторых мух бактерии держатся в кишечнике. Когда же личинке наступает пора превратиться в куколку, они перебираются в ее слюнную железу. Наконец, как только молодая муха выберется из куколки на свет, бактерии пускаются в самый дальний путь, цель которого — добраться до нижнего придатка яйцеклада и быть готовыми к завоеванию будущих мушиных яи- чек. Бактерии «зажигают» огни С незапамятных времен наблюдали люди свечение моря. С на- ступлением темноты поверхность моря начинает вдруг «фосфоресци- ровать», озаряясь холодным искрящимся сиянием. Если набежав- ший ветерок подымет легкое волнение, сияние разгорается, словно прогоревшие уголья, на которые подули. Когда гребешь, сидя в лодке, с каждым ударом весла светоносная вода загорается яркими всполохами. Кто только не восторгался этим романтическим явлением при- роды! Крузенштерн и Беллинсгаузен, Дарвин и Гоген, Гончаров и Римский-Корсаков, Амундсен и Хейердал... Но лишь с конца про- шлого века прочно установили, что всю эту «лучезарную роман- тику» в море создают живые существа — и очень разные. Чаще всего море засвечивают мелкие планктонные организмы — периди- неи-ночесветки и веслоногие рачки (особенно эуфаузииды). Они сияют то зеленоватым, то голубоватым, а то и оранжево-красным светом. Вот как описывает, например, И. А. Гончаров во «Фрегате «Пал- лада» свечение перидйней у берегов Японии: «Штиль, погода пре- красная: ясно и тепло... Множество красной икры *, точно толче- ный кирпич, пятнами покрывает в разных местах море. Икра эта сияет по ночам нестерпимым фосфорическим блеском. Вчера свет ♦ Так Гончаров назвал перидииеи-ночесветки, у ко- торых фосфоресцируют их липоидные вещества, 152
бял так силен, что из-под судна как будто вырывалось пламя; даже на парусах отражалось зарево, сзади кормы стелется широкая огненная улица; кругом темно...» Свет, как известно, привлекает морских животных, и этим издавна пользуются рыбаки. Стан рыб устремляются ночью к месту свечения в расчете поживиться тем, что светится. При этом, как всякий движущийся в воде предмет, они еще больше усиливают сияние вод и тем невольно выдают свое присутствие. Опытный глаз рыбака легко различает тогда очертания рыбьей стаи, следы всплес- ков акул и даже кашалотов, ныряющих за рыбой. По пульсирую- щим вспышкам, быстро бегущим по воде, не трудно опознать дальне- восточных кальмаров, которые сами, однако, не светятся. Животных можно привлечь и искусственным светом. У берегов Индии, Индокитая, Северной Африки, на Адриатике — в тех тро- пических и умеренно теплых морях, где особенно час го бывает свечение, при ночной ловле рыбы используют факелы. В Средизем- ном море мерцающие огни газовых светильников, зажигаемых на рыболовных судах, видны во мраке на многие мили вокруг. На их свет лучше всего идут стайные рыбы — сельдь и кефаль. Для увеличения улова рыбаки островов моря Банда в Индо- незии в качестве наживки используют светоносную железу фото- блефарона, а жители Сесимбра на юго-западе Португалии — ку- сочки сильно пахнущего мяса собачьей акулы, обмазанные желтой светящейся жидкостью, получаемой из поджелудочной железы макруруса. Круг животных, способных устраивать «иллюминацию», очень широк. Это многие бактерии, перидинеи, радиолярии, медузы, греб- невики, черви, разнообразные ракообразные, голожаберные, двуст- ворчатые и особенно головоногие моллюски, морские звезды, голо- турии, офиуры, сальпы, пирозомы, рыбы. Светящиеся бактерии играют двойную роль. Они могут созда- вать разлитое «молочное» свечение, когда живут в море самостоя- тельно (правда, их там негусто), а могут «озарять» других живот- ных, когда поселяются в их специальных органах, подобных мице- томам насекомых. Животные же, излучающие свет, делятся на две группы: у одних свет от симбиотических бактерий, у других — свой собственный. Вторых в природе, по-видимому, намного больше, чем первых, но решить, у кого из морских обитателей какой при- роды свет, совсем не просто. Во-первых, сплошь и рядом трудно бывает выделить предполагаемых виновников свечения; во-вторых, часто бактерии, казалось бы пойманные «с поличным», будучи извлеченными из своих хозяев, тут же «гаснут». Пока что симбио- тическая природа люминесценции достоверно установлена только у рыб, каракатиц и кальмаров. 153
В мелководных бухтах японского побережья живет окунек моноцентрис, размером и формой тела напоминающий кедровую шишку. На нижней челюсти у него сидит пара сравнительно не- сложно устроенных светящихся органов — фотофоров, способных испускать свет несколько часов подряд. В пх состав входит не- большая камера, где скапливается жидкость с бактериями-светляч- ками. Камера сообщается с окружающей средой. В момент опас- ности рыбка выпрыскивает ее содержимое в воду и исчезает из поля зрения преследователя под прикрытием светящегося облачка. В прибрежных водах Австралии у японского моноцентриса есть близкий родственник. В морях, омывающих Индию и Большие Зондские острова, на рифах и вдоль берегов обитают две совершенно необычные рыбки — аномалоне и фотоблефарон. У них под глазами сидят, словно ог- ромные бородавки, какие-то странные вздутия бобовидной формы. Описавший их еще в 1920 году крупнейший американский специа- лист по светящимся животным Ньютон Гарвей доказал, что эти «бородавки» представляют собой светоносные органы, заполнен- ные люминесцирующими бактериями. Зеленоватый свет, испускаемый фотофорами аномалопса круг- лые сутки, все время мигает: 10 секунд он горит, а 5 секунд «вы- ключен». Ночью он напоминает отражение луны, как бы колышу- щееся на легких волнах. Стайка же фотоблефаронов, обосновав- шаяся между прибрежными камнями, создает впечатление, будто воду подсветили гирляндой маленьких мигающих лампочек. Свет одной из этих рыбок бывает настолько силен, что при окружаю- щей полной темноте позволяет рассмотреть стрелки карманных часов на расстоянии двух метров от рыбы. Светоносные бактерии поселились на голове аномалопса и фото- блефарона, видимо, в очень давние времена. С той поры рыбы ус- пели «отрастить» для них специальные вместилища и, чтобы с тол- ком для себя использовать их благодатное сияние, «возвели» на бактериальных вместилищах также фотофоры-прожекторы очень сложного устройства. Фотофоры состоят из многочисленных железистых трубочек, открывающихся своими наружными концами в подкожные полости бобовидного органа, лежащего сразу под глазом. Полости снаб- жены микроскопическими отверстиями, через которые они сооб- щаются с внешней средой. Пространство между трубочками про- низано кровеносными капиллярами. На внутренних концах тру- бочек сидят особые клетки, заполненные блестящими кристаллами гуанина. Они выполняют роль маленьких зеркал, отражающих свет. Далее идет светонепроницаемый слой, сложенный из черных пигментных клеток (хроматофоров). 154
Есть рыбы, которые воспользовались свечением бактерий для приманивания добычи. С этой целью многочисленная семья удиль- щиков обзавелась еще настоящей рыболовной снастью и достигла, кажется, в ее строении предельной изощренности. В морях, омывающих Европу, а у нас в Баренцевом и Черном на глубине 50—200 м обитает рыба лягва, или морской черт, до- стигающий полутора метров в длину. Прозван он так за свой несу- разный и совсем не рыбий вид. Действительно, тело его производит впечатление какого-то обрубка, куска мяса, из которого природа словно только начала лепить что-то живое. Зато сколь совершенна его «удочка»! Первый луч спинного плавника у морского черта сильно удли- нился, сдвинулся на голову ближе ко рту и превратился в велико- лепное удилище, на конце которого сидит «приманка» — маленький светящийся шарик. В нем и помещаются светоносные бактерии. Почти всю свою жизнь проводит морской черт на рыбалке, притаившись среди камней и водорослей и выставив наружу волно- образно извивающийся конец удилища. Часами может пролежать он совершенно неподвижно в ожидании своей жертвы. Бурая ок- раска хищника сливается с окружающим фоном и делает его со- вершенно незаметным. Но черт не дремлет. Его глаза, вращающиеся независимо друг от друга, как у хамелеона, зорко следят за всем, что происходит вокруг; одни смотрит в одну сторону, другой — в другую. Вот к соблазнительно шевелящейся перед самой пастью черта приманке приближается какая-то рыба. Ей кажется, будто перед ней извивается светящийся червь. Не успев его клюнуть, незадач- ливая рыба оказывается в огромной зубастой пасти чудовища. Захват происходит с молниеносной быстротой, неуловимой для человеческого глаза. Сейчас известно свыше 250 видов удильщиков, большинство из которых живет на больших глубинах. У каждого своя оригиналь- ная «удочка». Есть удочки короткие и длинные, толстые и тонкие, жесткие и гибкие, простые и складные. У некоторых удильщиков они чуть ли не в десять раз длиннее тела, у других только кажутся короткими, но могут, словно резиновые, растягиваться до такой же длины. Светящаяся на конце удочки приманка похожа па зажженный фонарик, сидящий на длинном шнуре. Внутри «фонарика» имеется полость, поделенная на ячейки и заполненная слизью с плаваю- щими в ней бактериями. Полость выстлана прозрачными, собираю- щими свет клетками, а снаружи одета черным покровом из пиг- ментированных клеток. Когда эти клетки сокращаются, свет через образовавшиеся промежутки свободно пробивается наружу. 155
Самка глубоководного удильщика с присосавшимися к ней самцами Удилыцики знамениты еще в одном отношении. Все, что было сказано об их рыболовных снастях, относится исключительно к самкам. Самцы у них крошечные, по массе во много тысяч раз меньше своих подруг, и живут они как паразиты, прочно прирастая к телу самок. При этом у них исчезают челюсти, глаза, кишечник и прочие органы, кроме кровеносной и дыхательной систем и, ко- нечно, органов размножения. Понятно, что при такой ситуации, чем меньше самец, тем лучше. Впрочем, самки совсем не в проиг- рыше: в нужный момент, когда созреет икра, самцы оказываются у них «под рукой» и им нет заботы искать их во мраке бездны. Самцы сами находят своих избранниц, пользуясь в основном своим феноменальным обонянием. Возможно, им в этом также помогают светящиеся «фонарики»1 самок. Железы с бактериями-светлячками обнаружены у многих мор- ских рыб, относящихся к девяти семействам. В каких только час- тях тела они не помещаются! На голове, на нижней челюсти, на брюхе, вокруг пищевода, внутри пасти, вдоль боковой линии, возле прямой кишки и даже на хвосте. Вероятно, немало случаев такого симбиоза у рыб еще предстоит открыть. Большой специалист по части светящихся животных японец И. Ханеда описал маленькую стайную рыбу лейогнатус, водя- щуюся в Индийском и Тихом океанах. Железа с неугасимым «ог- нем» у нее кольцом обхватывает пищевод. Светящиеся бактерии, заглатываемые рыбкой вместе с морской водой, проникают в эту железу через пищевод. Испускаемое бактериями сияние, пройдя сквозь прозрачные мышцы лейогнатуса, создает иллюзию зажжен- ной молочно-белой лампочки. Если рыбку потревожить, она начи- нает светиться еще ярче и при этом издает какие-то хриплые звуки. У рыбки газы, изученной тем же Ханедой, светящаяся железа расположена там же, но испускаемые ею лучи падают на плава- тельный пузырь, который одновременно служит рефлектором. Каракатицы, кальмары и осьминоги всегда поражают своими огромными сложными глазами. Подобно тому как соцветие склады- 166
вается из большого числа отдельных цветков, так н глаза этих мол- люсков «сложены» из сотен и тысяч мелких глазков. Собранные воедино, они обеспечивают животному хорошее зрение. Каза- лось бы, зачем вообще кальмарам и осьминогам глаза, коль скоро большинство из них живет на больших глубинах, где царит вечный мрак? Оказывается, у многих глубоководных видов имеются мощные фотофоры прожекторного типа, причем не менее сложно устроен- ные, чем глаза. Ими животное освещает себе путь. Ио в этих орга- нах нет желез с бактериями, и они светятся своим собственным светом. Однако наряду с «прожекторами» кальмары и осьминоги приобрели также мешочки с бактериями, а зачастую п необходимый арсенал линз, рефлекторов и т. п. Чащ? всего такие мешочки по- мещаются в мантийной полости и испускают спокойный, ровный свет. Ночью светящиеся глубоководные кальмары периодически под- нимаются на поверхность. Их привлекают, в частности, и огни проходящих судов. Игра живого света, излучаемого большим скоплением кальмаров, достигающих метровой величины, остав- ляет незабываемое впечатление. Многочисленных туристов издавна влечет в японский залив Тояма полюбоваться ярко-голубым свечением маленького кальмара ватазенип. Веспой, в пору размножения, он устраивает сказочную иллюминацию чуть ли не по всему заливу. Светящиеся органы раз- бросаны у него повсюду — па нижней стороне головы, на брюш- ных щупальцах, в мантийной полости, воронке; место для них нашлось даже на глазах. Именно кальмары и каракатицы сумели использовать свет бак- терий для дезориентации своих врагов. Если днем они устраивают «дымовую завесу», то ночью и на больших глубинах выпускают слизь со светоносными бактериями, создающими легкое облачко искрящихся огоньков. У каракатиц, например сепиол, светящийся мешочек тесно связан с чернильной железой. Он пли прилегает к ней снаружи, или помещается в ее углублении. Благодаря такому устройству некоторые каракатицы, когда нужно потушить свет, выделяют в мантийную полость несколько капель чернил; растекаясь по ме- шочку с бактериями, они создают на время затемнение. Любопытно, что одни виды каракатиц передают драгоценные бактерии своему потомству через скорлуповые железы, другие, по-видимому, заражаются ими прямо через морскую воду. Впрочем, случается, что подобной лучезарной «инфекцией» па время «заража- ются» и такие морские обитатели, которые специальных жилищ для бактерий не приготовили. 157
С чем же связана таинственная способность морских животных и бактерий испускать свет? Установлено, что у первых имеется особое жироподобное вещество люциферин, содержащее фосфор и способное окисляться, и фермент люцифераза, который ему в этом помогает. При окислении люциферин и начинает «фосфоресциро- вать». Естественно, что для свечения нужен кислород. Чем больше его в воде, тем ярче свет. Предполагают, что те же вещества за- ставляют сиять и симбиотические бактерии, хотя до сих пор их не удалось выделить. Ни одна самая совершенная люминесцентная лампа не может по экономичности сравниться с бактериями-светлячками. Действи- тельно, у них приблизительно лишь один процент энергии, затра- ченный на выработку света, теряется в виде тепла, тогда как у газо- светных ламп соотношение, можно сказать, обратное. В разных хозяевах бактерии могут светиться зеленоватым (чаще всего), голубым, оранжевым и реже красным светом. Однако, каким бы светом они ни светились, весь он видимый: в нем практически нет ни инфракрасных, ни ультрафиолетовых лучей. Вот уж поистине «холодный свет»! Бактериальный свет достаточно силен. Световые возможноеги малюток оценены с математической точностью. Чтобы составить о них наглядное представление, достаточно такого примера. Если бы можно было тонким слоем культуры светлячков покрыть купол со- бора св. Петра в Риме, то на площади перед собором было бы светло, как в лунную ночь. Известны даже случаи, когда залы музеев ос- вещали стеклянными колбами, в которые наливали культуру свето- носных бактерий. Бактерии-светлячки, которых сейчас насчитывают примерно 20 видов, отличаются от прочих светящихся существ тем, что «заж- женные» ими огоньки горят без передышки круглые сутки. Поль- зующиеся их услугами морские обитатели, у которых нет специаль- ных «выключателей», могут регулировать силу свечения, увеличи- вая или уменьшая приток крови, а следовательно, и растворенного в ней кислорода к светоносной железе. Когда крови поступает боль- ше, свет разгорается, когда ее приток уменьшается, свет затухает. Однако рыбы и головоногие обзавелись совершенными приспо- соблениями и для молниеносного тушения или зажигания света. Это могут быть либо шторки, либо разнообразные поворотные устройства. Фотоблефарон, желая погасить свет, прикрывает свой «боб-фонарик» складкой кожи нижнего «века», а аномалопс повора- чивает «боб» на хрящевом стебельке-шарнире светящейся стороной к глазной яме. Нужен ли свет самим бактериям? По крайней мере для под- держания жизни он не требуется. Ученые считают свет побочным 158
результатом их основной жизнедеятельности, особым проявлением бактериального дыхания. Иными словами, не светясь, бактерии не могли бы дышать. В самых таинственных глубинах микромира На примере жгутиконосцев мы убедились, что даже простейшие, эти самые примитивные животные, все тело которых состоит из од- ной крохотной клетки, могут давать приют еще более мелким и просто организованным живым существам. Действительно, в прос- тейших сплошь и рядом поселяются водоросли, грибы, бактерии, риккетсии и вирусы. Конечно, не все такие квартиранты приносят хозяевам ощутимую пользу (ведь среди них есть и паразиты!) и могут быть названы добрым именем симбионтов. Чаще всего о пользе вообще ничего не известно по той простой причине, что их еще никто не изучал. Однако и полезные и вредные, с нашей, челове- ческой точки зрения, сожители ведут себя довольно скромно и внешне мало чем себя проявляют. Но вот, изучая жизнь парамеций аурелий, столкнулись с не- обычным явлением. Некоторые их расы убивали парамеций других рас того же вида, когда их пробовали содержать вместе. Сначала думали, что парамеции из расы «убийц» выделяют в воду какие-то ядовитые вещества, перед которыми их жертвы беззащитны. Од- нако никаких подобных веществ обнаружить не удалось. Истинное оружие парамеций-убийц открыл американский про- тозоолог Трейси Соипеборн. Им оказались какие-то загадочные микроскопические существа, погруженные в цитоплазму клетки- хозяина. Приступив к их обстоятельному изучению, Соннеборн вскоре убедился, что эти существа по их свойствам нельзя отнести ни к одной из известных групп микроорганизмов. Поэтому он назвал их нейтрально каппа-частицами. 159
Каппа-частицы бывают двух типов. В частицах одного типа заключено одно или Несколько преломляющих телец (R-тела), благодаря которым они так и сверкают под микроскопом. Их на- зывают поэтому В-частицами (от английского слова bright — «свет- лый», «блестящий»). Частицы другого типа таких телец не содер- жат, выглядят темными и называются N-частицами (от nonbright — «неблестящий»). Оба типа частиц сходны и по строению, и по био- химическому составу. Но способностью убивать «чужие» парамеции обладают только В-частицы, да и то далеко не все. И вот что уди- вительно: парамецию заражают и превращают в убийцу N-час- тицы, способные делиться. Из них, очевидно, каким-то образом и образуются блестящие В-частицы. Поскольку в В-частицы входят R-тела, на них теперь и перекла- дывают всю вину за «кровожадность» агрессивных рас парамеций. Опыты показали, что заглатывание обычной, «мирной» парамецией преломляющего тельца не проходит для нее безнаказанно. У нее после этого возникают явные признаки «отравления». С помощью электронного микроскопа удалось разглядеть, что преломляющее тельце представляет собой ленту, скрученную в тугую пружину, которая может при определенных условиях мгновенно развернуться и нанести сильный удар. Некоторые специалисты считают, что акт убийства как раз и связан с этим внезапным раскручиванием. Каппа-частицы задали ученым немало задач. Самый главный вопрос: если это живые организмы (а сомнений в этом, кажется, ни у кого не возникало), то куда их отнести: к водорослям, риккет- сиям, бактериям или вирусам? Тут-то, пожалуй, полностью оп- равдывается поговорка: «Сколько людей, столько мнений». Действи- тельно, суждения о природе каппа-частиц были и остаются самыми различными. Говорит это только о том, что перед нами что-то со- вершенно особое. Многое свидетельствует как будто об их сходстве с бактериями — размер, внешняя форма, химический состав, способность к размно- жению делением. Как и у бактерий, у каппа-частиц нет ядра. Но в отличие от бактерий у них нет и клеточной оболочки, почти или совсем нет ферментов, а хроматиновые вещества не отделены от цитоплазмы. Получается, что они намного примитивнее бактерий. От риккетсий и особенно вирусов каппа-частицы отличаются прежде всего более крупными размерами. Зато их поведение весьма напоминает поведение вирусов бактерий — бактериофагов, точ- нее, их неинфекциоиных зачатков — профагов. Подобно профагу, каппа-частицы прочно соединены с наследственным аппаратом парамеции. Они сообщают ей иммунитет против угрозы со стороны других парамеций, влияют па ее обмен веществ. Но в отличие от профага, включенного в бактериальную хромосому, каппа-частицы 160
диктуют свою генетическую «волю», находясь в цитоплазме хозяина (долгое время их считали особыми органеллами парамеций — плазмогенами). Кроме того, новые фаговые частицы появляются на свет ценой гибели взрастившей их бактериальной клетки, а только что образовавшиеся каппа-частицы, выбираясь на волю, оставляют парамецию целой и невредимой. Все это характеризует каппа-частицы как в высшей степени загадочных эндосимбион- тов. Судьбы каппа-частиц и парамеций неразрывны, н, как только что было сказано, эта неразрывность закреплена наследственно. Каппа-частицы стали известны как первые носители так называе- мой цитоплазматической наследственности, для которой до их от- крытия не могли найти правильного объяснения. Впрочем, иногда хозяин начинает проявлять независимость, но она оборачивается для него пагубными последствиями. Гак, случается, что под его воздействием размножение каппа-частиц сильно замедляется, от- ставая от размножения парамеций. Тогда молодые парамеции, ос- вободившиеся от симбионтов, рискуют каждую минуту стать жертвой каннибализма своих зараженных сородичей. Выходит, что каппа- частицы превратились в необходимое средство личной безопасности. Кто их не имеет, обречен на гибель. У той же парамеции аурелин были открыты более крупные, похожие на каппа, частицы, которые Сопнеборн назвал лямбда- частицами. Они также выступают в роли убийц, причем остаются смертоносными даже тогда, когда ид выделяют из тела хозяина. Но в дополнение к этому основному свойству они, по-видимому, еще и снабжают парамецию-хозяина витамином— фолиевой кис- лотой. Возможно, на нечто подобное способны и каппа-частицы. Если это будет доказано окончательно, то загадочный симбиоз каннибалов обогатится мирным, пищевым содержанием. Содружество с микробоподобными частицами свойственно не одним парамециям. Подобный симбиоз был открыт, например, у флагелляты критидии, которая паразитирует в кишечнике клопов, живущих на латуке. В клетке критидии обычно обитает лишь пара похожих на бактерии телец, которые размножаются простым делением. То, что их не становится больше, объясняется, очевидно, тем, что размножением телец, как и у парамеций, заведует клетка- хозяин. Впрочем, в опытах при определенных условиях их удава- лось заставить плодиться с такой быстротой, что, переполнив тело критидии, они приводили их к гибели. Тельца, обнаруженные во флагеллятах, видимо, подобно лямбда- частицам, одарены способностью вырабатывать витамины. Многие теперь склонны считать, что исключительная способность жгутико- носцев синтезировать вещества, необходимые для их роста,— это 161
свойство не самих жгутиконосцев, а их микробоподобных сим- бионтов. В последнее время в парамециях и других одноклеточных обна- ружили массу новых, не менее таинственных частиц. Пожалуй, в простейших их оказалось больше, чем в ядре атома. По традиции их обозначают греческими буквами альфа, бета, мю, пи, эпси- лон и т. д. Есть опасение, что если описание незнакомок из симбио- тического микромира будет продолжаться такими же темпами, то в греческом алфавите для них скоро не хватит букв. До сих пор мы говорили о симбионтах цитоплазмы парамеций. Но, оказывается, они пробрались и в ядра клеток-хозяев. В 1969 г. английский протистолог Дж. Прир обнаружил в макронуклеусе парамеции аурелии «бактериальные» тельца, которые он назвал альфа-частицами. В нашей стране уже в 70-х годах Д. В. Осипов и И. С. Ивахнюк нашли в микронуклеусе парамеции каудатум до нескольких сот «бактерий», названных ими омега-частицами. Час- тицы эти не обладают убивающим действием и встречаются в пара- мециях редко. Обосновавшись в их малом ядре, они уверенно пере- ходят из поколения в поколение. Для изучения всех этих частиц пока применяют один испытанный метод — прерывание и возоб- новление симбиоза. Из всех существующих в природе микросимбионтов микробные частицы простейших, обозначаемые греческими буквами,— самые интересные. Они влекут к себе исследователей, во-первых, заман- чивой перспективой проникновения в сокровенные глубины живого микромира и, во-вторых, вполне реальной возможностью заставить частицы, подобно многим «настоящим» микроорганизмам, служить не только парамециям, но и человеку.
Глава восьмая ПОКОРИТЕЛИ СУРОВЫХ ЗЕМЕЛЬ Открытый сразу всем ветрам, Темнеет остров голый. Деревьям нет надежды там, Там не летают пчелы, Там нет и карликов-берез — Но меж камней нагих возрос, Трудясь без жалоб и без слез, Против судьбы восставший. Нурда ль Григ расстанемся, наконец, со зверями, рыбами, насекомыми, отвле- * чемся от вездесущих микробов, наверняка все равно проникших в любого из наших «героев», и углубимся целиком в мир растений. Поищем, кто среди них поддался «влечению» к дружеской коопе- рации. Пожалуй, мало кто из ботаников станет отрицать, что стремле- ние к объединению всего сильнее у грибов. Правда, у очень многих грибов это стремление выливается в паразитизм, но немало и тех, кто своей готовностью к «плодотворному сотрудничеству» подает пример всем прочим растениям. Иначе говоря, союзы с участием грибов столь массовы и повсеместны, что никакие другие расти- тельные симбиозы не идут с ними в сравнение. К содружеству способны как низшие, так и высшие грибы. Первые кооперировались с водорослями и образовали совсем новый класс «комплексных» растений — лишайники; вторые сблизились с корнями деревьев, кустарников и трав, создав очень важный для их питания корневой чехол. Следовательно, в данном случае низ- шие объединились с низшими, а высшие — с высшими. Начнем рассказ с «низшего» объединения, но прежде сделаем одну общую оговорку. Часто будущие «дружба и сотрудничество» начинаются со стороны гриба открытой агрессией. Гриб стремится завладеть живым источником пищи и выпускает навстречу ему, словно щупальца, тонкие веточки своих гиф — гаустории, которые начинают высасывать из «жертвы» питательные соки. Этому не при- ходится особенно удивляться. Таковы уж грибы по своей природе. 163
Ведь у них нет хлорофилла, носителя фотосинтеза, и они вынуж- дены, как и животные, питаться готовыми органическими вещест- вами. Но всегда важен конечный результат. А он состоит в том, что между грибом и его жертвой скоро устанавливается взаимовыгод- ный обмен. Рассказ о лишайниках может показаться скучным. Пусть они и единственные «синтетические» организмы на земле, образовав- шиеся из двух равноправных компонентов — гриба и водоросли, но что может быть занимательного в их суровой жизни? Чего ждать интересного от низших растений, у которых нет ни цветков, ни листьев, ни даже корней?! Однако благодаря тому, что низшие организмы проще устроены и легче поддаются изучению, именно на них были сделаны великие открытия XX века. К примеру, на грибах, бактериях и вирусах выросла современная генетика. Грибы и микробы подарили людям антибиотики, витамины, дешевые аминокислоты и белки. Однокле- точная хлорелла и грибы удостоились чести участвовать в косми- ческих полетах. С помощью низших ученые надеются познать сущ- ность самой жизни. Лишайники в этом смысле «карьеры» себе не сделали. Ученые не слишком-то жалуют их своим вниманием. Причина тут не в том, что они лишены секретов, разгадка которых обогатила бы науку, а в том, что секреты спрятаны за семью печатями и пока малодоступ- ны для исследователей. Среди низших лишайники оказались наи- более трудным «орешком». Скоро мы увидим, на что они способны. Но прежде давайте познакомимся с их самыми обычными предста- вителями. Открытие «синтетических» растений Войдем в смешанный лес. Присмотревшись внимательно к коре деревьев и старым гнилым пням, мы увидим на них плотно прижа- тые чешуйки, корочки, порошковатые пятна, окрашенные в серо- ватый, беловатый или коричневатый цвет. Это наиболее просто ор- ганизованные лишайники (например, леканора), растущие также на камнях, заборах и земле. На стволах дубов можно встретить так называемый «дубовый мох». Он издавна зарекомендовал себя в парфюмерии как средство для отдушки пудр и приготовления различных косметических экстрактов. Часто попадаются оранже- вая золотянка, или ксантория, пепельно-серая, вся в причудливых узорчатых морщинах, пармелия физодес, а на пнях — дерновинки желтоватых кладоний. В сухом сосновом бору нельзя не заметить беловато-серые дер- новинки, то растущие отдельными подушками, то образующие 164
Лшиойнш-и: l — f лсиий мох (яг< ль), 2 — исландский мох сплошной мшистый ковер. В сырую нежаркую погоду он приятно пружинит под ногами, а в сухой, жаркий день хрустит и рассы- пается мелким белесым порошком. Это «олений мох». Его дерновинки образованы раскидистыми приземистыми кустиками пустотелых стебельков. Тот же олений мох, или ягель, покрывает огромные прост- ранства тундры и лесотундры*. Местами к нему присоединяется зеленовато-белый «исландский мох». Его прямостоящий «стебель» — слоевище состоит из четырех лопастей, оканчивающихся коричне- выми плодовыми телами, по форме смахивающими на кровельную черепицу. Карл Линней, имея в виду ягель и исландский мох, гово- рил, что на лишайнике зиждется благосостояние всей Лапландии. Вероятно, в этих словах нет особого преувеличения. Хотя пита- тельная ценность лишайников и невелика, ягель в течение долгих зимних месяцев остается почти единственным кормом северных оленей, которые умеют добывать его из-под снега. А олень для се- вера —- это и пища, и одежда, и кров, и транспорт. При недостатке других кормов эти лишайники заготавливают вместо сена и для обычного скота. Население Скандинавских стран охотно употребляет исландский мох в пищу, добавляя его в тесто при выпечке лепешек и в разные супы, а жители нашей тундры готовят также из него вместе с соком черники, голубики и морошки отличные желе и кисели. По свиде- тельству знаменитого немецкого химика Юстуса Либиха, его повар умел приготовлять из «исландского лишая» около 70 разных блюд. Служит он и как целебное средство — облегчает отхаркивание и улучшает пищеварение. На Севере его заготовляют большими пар- тиями для получения медицинской глюкозы и спирта. Было бы несправедливо не упомянуть о седобородых красав- цах — уснее и бриопогоне, из которых получают ценный антибио- тик — уснииовую кислоту. Они свисают с веток елей, лиственниц 165
и кедров длинными лохматыми прядями, напоминающими бороду. По длине такая «борода» (в тайге она дорастает до 7—8 м) подстать бороде Черномора! «Сила» ее тоже немалая: тоненькая веточка «бородатого лишая» длиной 8 см способна удержать груз до 300 кг. Такие лишаи вносят в окружающий пейзаж элемент суровости и придают лесной чаще дикий и сказочный вид. В сумраке не- проходимой тайги человека невольно охватывает безотчетно-жут- коватое чувство собственной беспомощности. Подобное настрое- ние очень хорошо передано в картине И. И. Шишкина «Лесная глушь». Лишайники растут и на юге — в безводных пустынях и во влаж- ных тропических лесах, но там они куда менее разнообразны. Обширны владения у маленькой рочеллы, обжившей скалистые берега Западной Африки и Средиземноморья. Всем знакома лак- мусовая бумага — необходимая принадлежность химической ла- боратории. Лакмус как раз и получают из рочеллы. Попутно добы- вают еще краску орсейль. Еще в середине прошлого века никто не сомневался в том, что лишайники представляют собой цельные и однородные растения под стать мхам или грибам. Их даже относили к этим последним, но в отличие от настоящих грибов часто называли «воздушными грибами», так как тело у них лежит целиком на поверхности суб- страта. Знали, кроме того, что в лишайниках имеются зеленые ша- рики, способные усваивать углекислый газ, подобно хлорофиллу зеленых растений, но думали, что шарики рождаются гифами. В 1867 году русские ботаники А. С. Фаминцын и О. В. Баранец- кий с помощью простого опыта установили, что зеленые шарики лишайника — вовсе не хлорофилльные зерна, а живые водоросли, способные самостоятельно жить и развиваться. Они положили в банку с водой размельченные кусочки загадочного растения и, накрыв ее стеклом, поставили на светлое окно. В воде грибное тело лишайника вскоре загнило, а высвободившиеся из плена зеленые клетки — водоросли сильно размножились делением, обра- зовав зеленый налет на стенках банки. Налет сняли и стали выра- щивать на питательной среде. При рассмотрении его под микроско- пом Фаминцын и Баранецкий увидели, что водоросли (их назвали гонидиями) даже образовывали зооспоры, совсем как их свободно- живущие собратья. В том же году водоросли выделил из лишайников швейцарский ученый Симон Швенденер. Он упомянул о работах русских ботани- ков, но в отличие от них сделал четкий вывод о том, что гриб и во- доросли живут в лишайнике в состоянии симбиоза. Вначале, как это часто бывало в истории науки, его жестоко осмеяло боль- шинство ботаников, но со временем честь этого замечательного 166
открытия закрепилась за его именем. Так впервые разложением лишайника па составные части была доказана его двойственная сим- биотическая природа. О происхождении лишайников ничего не известно. Полагают, что их предыстория началась с паразитизма гриба на водорослях. Когда особо инициативные представители грибного царства впервые оплели гифами живые зеленые клетки и замуровали их в своем теле, они быстро оценили выгоды совместной жизни с производи- телями готовой пищи. Водоросли пытались оказать грибам сопро- тивление и непрерывно делились. Так поступают они и сейчас, когда из прорастающих спор гриба и ближайших к ним водорослей формируется молодое растение лишайника. Благодаря тому что плоскость деления клетки водоросли проходит, как правило, через точку, к которой присосался грибной гаусторий, дочерние клетки оказываются от него свободными. Победа в борьбе за сохранение независимости будет па стороне водоросли или гриба в зависимости от того, какой процесс пойдет быстрее: деление водорослей или увеличение числа гаусториев. Исторически верх одержали грибы. Они заставили зеленых пленниц себя кормить. Однако, примирившись с подобной участью, водоросли, ставшие теперь гонидиями, сумели извлечь из такого неравноправного союза определенные выгоды. Мало-помалу они научились отбирать у своего хозяина воду, растворенные в ней минеральные соли и некоторые другие вещества, необходимые для их собственного развития. К тому же, находясь в теле гриба, во- доросли не столь подвергались губительному действию палящих солнечных лучей. Им меньше грозило высыхание. А это оказалось очень важным для расширения «владений». В итоге,' став состав- ными частями лишайника, и водоросли и грибы смогли проникнуть в такие места, где в силу суровых условий ни те, ни другие само- стоятельно существовать были бы неспособны. Можно сказать, что, объединившись, гриб и водоросль стали как бы компаньонами, каждый из которых, оставаясь «себе на уме», извлекает из коопера- ции дополнительные выгоды. Тут произошла очень любопытная метаморфоза. Гонидии хотя и изменились, но остались водорослями, сохранив в случае гибели лишайника способность к независимому существованию; гриб же утратил всякую самостоятельность. Дело в том, что изменения в облике водорослей и способе их размножения, которые произошли под влиянием гриба, обратимы. Они не закреплены генетически. Когда в лаборатории водоросли выделяют из слоевища и начинают выращивать в культуре, они принимают свой обычный вид и продолжают жить и размножаться как ни в чем не бывало. К тому же на камнях, пнях и стволах де- 167
ревьев, где растут лишайники, можно встретить и свободноживущие лишайниковые водоросли. Другое дело лишайниковый гриб. Его в природе без водорослей не сыщешь. Тесную зависимость гриба от водорослей можно, ве- роятно, объяснить тем, что, находясь на всем готовом, он проделал большую эволюцию, в результате которой от исконных грибных черт у него сохранились разве только гифы. Взглянем па срез лишайника под микроскопом. Мы увидим, что его тело, или слоевище, состоит из тесно сплетенных гиф, между которыми у примитивных корковых лишайников (их называют еще накипными) беспорядочно разбросаны изумрудные шарики водо- рослей. У высших листоватых и кустистых форм шарики группи- руются в отдельный слой да и гифы уже неодинаковые. Снаружи они сильно уплотнены, слиты друг с другом и образуют крепкий защитный коровой слой, предохраняющий растение от порывов ветра, ударов дождевых капель, снега, льда и т. п. Под слоем водо- рослей гифы лежат рыхло. Они составляют сердцевину, или губ- чатую ткань, через которую к водорослям поступает воздух. Зна- чит, под влиянием симбиоза у лишайникового гриба появилось уже три типа тканей. Сравнивая тело настоящих грибов, состоящее из клубка одно- образных паутинных гиф, погруженных в почву, и кустик какой- нибудь кладонии, которые отличаются друг от друга, как бесфор- менный кусок глины и изящная статуэтка, нельзя не поразиться тому, что природа принялась «лепить» лишайники согласно тем же конструктивным принципам, что и высшие цветковые растения. А ведь между теми и другими нет ни малейшего родства! Разве не удивительно, что у кустистых лишайников мы видим те же ветвя- щиеся побеги, покрытые тонкой корой, те же подземные нити (ри- зоиды), аналогичные корням, с помощью которых слоевище закреп- ляется на почве?! Можно только поражаться, что кустики лишаев тоже растут вверх и у некоторых форм достигают высоты 30—50 см. Растения-«сфинксы», ускользающие из рук ученых После открытия Швенденера для объяснения тайны жизни лишай- ников был предложен добрый десяток теорий. В них отношения между грибом и водорослями рассматривались то как обоюдополез- ное сожительство, то как взаимный паразитизм. Благодаря высо- кому авторитету таких ученых, как де Бари и Бернар, верх одер- жали сначала сторонники мутуалистического взгляда. Они видели в лишайниковом симбиозе воплощение идеи гармоничного взаимо- выгодного союза. На их сторону склонялся Тимирязев. Вскоре, однако, возобладали приверженцы противоположной точки зрения. 168
Сам Швендеиср считал лишайники настоящими грибами, пара- зитирующими на водорослях. Действительно, уличить гриб в пара- зитизме не представляет ни малейшего труда. Доказательство — ненасытные, алчущие гаустории, которые присасываются к оболочке водоросли (а то и проникают в ее содержимое) и сосут ее соки до тех пор, пока не погубят свою жертву. В отдельных частях слое- вища можно найти немало мертвых гонидий, совершенно утратив- ших зеленую окраску. В начале нашего века именно па эту «грустную» сторону физио- логии лишайников обратил внимание А. Л. Еленкин •- крупней- ший знаток низших растений. Его теория довела взгляд на лишай- ник как на принудительный союз «угнетателя и угнетенных» до логического конца. По мысли Еленкина, до тех пор пока водоросль жива, гриб ведет себя как паразит. Когда же она погибает, гриб поедает бывшую кормилицу целиком, переваривая ее жалкие ос- татки. При этом, лишившись источника пищи, неизбежно погибает и сам. Мрачный взгляд на лишайник как на «тираническое» изобрете- ние природы смягчали представления об «умеренном паразитизме». Их защитники делали упор на то, что в естественных условиях убийство заточенных водорослей случается редко и обычно в ли- шайнике погибает только часть из них. Наконец, возникла гипо- теза, что и водоросль платит грибу тем же — отбирает у него все, что может. Автором гипотезы о взаимном паразитизме стал совет- ский специалист по лишайникам А. Н. Окснер. Однако ни одна из этих теорий и гипотез не объясняла всех сторон жизни лишайников, казалось сотканной из одних противо- речий. Примечательно, что спустя 30 лет, будучи во всеоружии современных знаний, Еленкин полностью отказался от собственных первоначальных взглядов. Накапливалось все больше фактов, говоривших о том, что оба члена симбиоза проводят жизнь в по- стоянной взаимной борьбе, причем в зависимости от внешних усло- вий победа клонится то в одну, то в другую сторону. При более ярком освещении и увеличении влажности, т. е. при тех условиях, которые благоприятствуют развитию гонидий, последние сильно размножаются и берут верх над грибом; когда эти условия оказы- ваются в дефиците, гонидии впадают в угнетенное состояние, а гифы гриба, наоборот, разрастаются. В первом случае водорослям удается иногда довести борьбу до окончательной победы и избавиться от гриба. Погубив]компаньона и обретя независимость, они продолжают жить. Трагер даже ут- верждает, что нечто подобное происходит и тогда, когда лишайник попадает на среду, богатую питательными веществами. Во втором случае гриб, поглотив все гонидии, погибает голодной смертью. 169
Оба этих варианта, хотя и редко, действительно наблюдаются в при- роде (особенно в тундре). Обычно же этого не происходит по той простой причине, что окружающие условия все время изменяются п фортуна оказывается попеременно то на стороне гриба, то на сто- роне водорослей. В свое время Тимирязев метко окрестил лишайники растениями- сфинксами. Правда, он знал уже тогда, что они представляют со- бой «союз между двумя равно плодотворными началами» — гри- бом и водорослью, но не подозревал, сколь сложными окажутся их взаимоотношения. Можно сказать, что и до сегодняшнего дня лишайники во многом продолжают оставаться «сфинксами», храня немало тайн, в отношении которых ученым приходится строить одни предположения и пока — увы! — ими довольствоваться. В чем же тут дело? Оказывается, просто организованный лишайник — очень труд- ный объект для исследования, и его еще не научились выращивать в искусственных условиях. Пока почти все попытки вырастить лишайник в лаборатории, проведя эксперимент, как говорят спе- циалисты, «от споры до споры», оканчивались неудачей. Споры да- вали хилые беловатые нити, которые были неспособны к захвату водорослей. То, что в природе происходит с такой легкостью, в ла- боратории практически неосуществимо. Гриб и водоросль не про- являли ни малейшей взаимной! симпатии, и грибной зачаток вскоре погибал. Установив, что мнимые успехи прежних исследователей в син- тезе лишайника были плодом нечисто поставленного эксперимента, и зная по собственному опыту, как трудно его вырастить, ученые стали относиться ко всем положительным сообщениям с законным недоверием. Со многими «но» и «если» было встречено сообщение американцев В. Ахмаджяна и X. Хейккиля о первом и пока единст- венном успешном эксперименте «от споры до споры». Еще бы, ведь это целое событие! Не удается долго культивировать и взрослый лишайник. Даже при постоянном свете, влажности и благоприятной температуре баланс между симбионтами нарушается — лишайник распадается на составные части и погибает. А уж какие только питательные среды для него не подбирали! Результат был один и тот же. Впро- чем, лишайник жил дольше, когда на субстрате не было вообще никакой пищи. Известно, что лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха и предпочитают расти подальше от человеческого жилья. Лишь очень немногие виды можно встретить в городских парках, но какой у них хилый вид! Чем дальше от города, тем больше в ле- сах лишайников, богаче их ассортимент. Поэтому эти неподатли- во
вые, капризные растения используют теперь в качестве надежных индикаторов чистоты окружающей среды. Зная об этой особенности лишайников, многие исследователи стали заботиться о чистоте воздуха в лаборатории, где ставится эксперимент. Но и это не принесло особого успеха. Лишайники все равно не изменили своей репутации «неподдающихся». В 1969 году англичане К. Кершоу и Дж. Милбэнк сконструи- ровали особую термостатированную камеру и снабдили ее установ- кой для очистки подаваемого воздуха. В такой камере в условиях лондонского смога им удалось успешно выращивать лишайник пельтигера полидактила в течение шести месяцев. Лихенологи всего мира до сих пор вспоминают об этом эксперименте как о круп- ной удаче. В общем, пока приходится довольствоваться изучением жизне- деятельности лишайников по частям. Сначала готовят раздельные культуры гриба (при отделении он часто погибает) и водоросли и ведут за ними наблюдения, а уже потом, если, конечно, повезет, смотрят, что происходит в целом слоевище. Понятно, что подобный двухступенчатый метод и трудоемок и накладен. Самый же большой его минус состоит в том, что в изолированных культурах истинно лишайниковые свойства исчезают. Вот почему теории, пытающиеся объяснить тайну взаимоотношений симбионтов, остаются всего лишь догадками. У лишайников есть еще одна особенность, служащая камнем преткновения для исследователей. Если грибы и водоросли растут очень быстро, то лишайники — крайне медленно. Годовой прирост у них (например, у оленьего мха) выражается всего в нескольких миллиметрах, а у умбиликарий со склонов Швейцарских Альп слоевище увеличивается в год не более чем на 0,004 мм! С медлен- ным ростом связана необычайная длительность жизни. Так, воз- раст слоевищ у ризокарпона достигает 4 тысяч лет, у аспицилии — 1000 лет. Олений мох, доросший до 50 см, имеет возраст 100—160 лет. У большинства же лишайников, которые мы встречаем в природе, возраст не менее 50—100 лет. Долговечность и постоянство скорости роста многих лишай- ников неожиданно получили полезное практическое применение. К их помощи стали нередко прибегать для датировки субстратов, на которых они обосновались. Так, когда открыли гигантские статуи на острове Пасхи и потребовалось определить их возраст, ученые столкнулись с серьезными трудностями. Статуи были высе- чены из вулканического туфа, и обычный радиоуглеродный метод датировки к ним был неприменим. Помогли выросшие на них ли- шайники. Сравнив размеры одних и тех же слоевищ у трех видов этих растений по фотографиям, сделанным в 1914 и 1961 годах, 1П
западногерманский лихенолог Г. Фольман по годовому приросту оценил минимальный возраст статуй в 430слет, что было подтверж- дено позднее археологами. Однако то, что иногда оказывается полезным для историков и этнографов, затрудняет работу лихенологов. Если какой-нибудь маленькой «корочке», снятой со ствола дерева, минимум 20 лет, то это значит: чтобы вырастить взрослый лишайник в лаборатории (если бы это оказалось возможным), потребовалось бы столько же, а весьма вероятно, и больше времени. Фактически на один этот эксперимент ушла бы большая часть жизни исследователя... Средоточие уникальных способностей Когда хотят подчеркнуть суровость и бесплодие края, говорят, что земля поросла лишь мхами и лишайниками. Эти низкорослые, часто прижатые к поверхности растения стали привычными симво- лами крайней скудости природы. При одном их упоминании в во- ображении рисуется унылая картина диких, безлюдных пространств. Однако лишайники гораздо выносливее мхов. Они встречаются там, где не могут жить ни грибы, ни водоросли, ни какие-либо дру- гие растения. Секрет их силы и выносливости — в симбиотическом союзе. Обнажится ли где горная порода или валун, выступит ли из волн океана подводная скала — всегда и везде на голой, бесплод- ной поверхности первым появляется лишайник. Он проникает дальше всех растений на север и на крайний юг, выше всех поды- мается в горы. Ему нипочем ни зимняя стужа, ни летний зной рас- каленных пустынь. Медленно, но упорно завоевывает он каждую пядь земли, и только потом, пройдя по проторенному им пути, на этих отвоеванных для жизни местах могут появиться мхи, папорот- ники и наконец цветковые. Волей судьбы лишайники выполняют в природе великую мис- сию пионеров-первопроходцев и уже потому достойны уважения. Поразительно, что им по силам не только закрепиться на гладкой поверхности какого-нибудь камня. Есть лишайники, способные проникать в горные породы и расти внутри их. Для продвижения в глубь породы гифы слоевища выделяют особые кислоты, которые ее растворяют. «Проходка» убыстряется, если в камне обнаружи- ваются малейшие трещины или неоднородность в сложении. Встре- чающиеся на пути слишком твердые минералы гифы обходят, рас- пространяясь по более рыхлым участкам. Перед^ всеразрушающим натиском лишайников не устоять и гранитной скале. Со временем она превращается в груду обломков, смешанных с мягкой, мелкорастертой массой, напоминающей 172
глину. А лишайники продолжают расти поколение за поколением. Отмирая, они удобряют собой постепенно ((юпмнрующуюся почву... Ни одно растение, кроме лишайника, не вынесло бы суровой и долгой полярной зимы, когда трещат 40 -50-градусные морозы. В такую пору выжить можно разве что под толстым снежным по- крывалом. Но в Антарктике лишайники благополучно зимуют на совершенно голых скалах под незатихающими леденящими вет- рами. При температурах минус 10 — 12 градусов, когда у обыч- ных растений в межклеточных пространствах образуется лед, а сами клетки обезвоживаются и повреждаются, у лишайников, по данным некоторых исследователей, еще может идти фотосинтез. Не прекращается он и под легким снежным покровом. Не менее устойчивы лишайники к сильному зною, когда, ли- шившись почти всех запасов воды, они кажутся безвозвратно за- сохшими. Стоит, однако, пройти дождю, как они быстро оживают. Самое удивительное, что даже водоросли, только что выделенные из слоевища одного из видов лишайника кладонии, выносили не- долгое пребывание в воде, нагретой до 90 градусов. Вода нужна всему живому. Лишайники впитывают ее чисто физически, как губка или промокательная бумага, всей поверх- ностью тела. В отличие от прочих растений они живут почти исклю- чительно атмосферными осадками — дождем и росой, пока они не впитались в почву. Могут они черпать влагу и из тумана. Низ- шие лишайники из группы так называемых слизистых способны впитывать количество воды, в 20—30 раз превышающее их собст- венную массу. При этом тело нх сильно разбухает, ослизняется, становясь похожим на кусок студня. Одновременно в их окраске отчетливо проступают оливково-зеленые тона. Вообще все лишайники после дождя становятся более яркими и определенно зеленеют. Интенсивность окраски связана также с количеством света. Лишайники, обитающие в высокогорьях и полярных районах Земли, окрашены очень ярко. В сравнении с настоящими зелеными растениями у лишайников в 5—10 раз слабее фотосинтез. На это имеются по крайней мере две очевидные причины: водоросли занимают в слоевище совсем не- большой объем и лежат они под достаточно толстым покровом, задерживающим значительную долю света. Если не у всех, то у подавляющего большинства листоватых и кустистых лишайников на нижней стороне слоевища имеются ор- ганы прикрепления, с помощью которых они удерживаются на суб- страте. Однако в отличие от всех прочих растений лишайники в своей массе, по-видимому, совершенно не нуждаются в почве как источ- нике пищи и влаги. Они с таким же успехом развиваются на древе- сине, мхах, камнях, костях, железе, стекле. В Западной Европе 173
лишайники, например, облюбовали, казалось бы, совсем непод- ходящее местожительство — витражи старинных соборов, бронзо- вые памятники и т. п. В среднеазиатских и аравийских пустынях, в Сахаре, а также в высокогорных районах засушливых областей Старого Света можно встретить целые груды маленьких буроватых шариков с очень плот- ной оболочкой, скапливающихся в пониженных местах. Это вечно странствующая леканора, или аспицилия альпийско-пустынная; она никогда не знает, куда через минуту занесет ее ветер или какое- нибудь животное. Перед нами лишайниковый вариант перекати- поля, наглядное и живое свидетельство «самообеспечения» и полной независимости от почвы. Впрочем, ученые вовсе не отрицают, что лишайники могут извлекать из земли небольшие количества каких-то питательных веществ. У специалистов просто нет достоверных фактов, чтобы это доказать или опровергнуть. Лишайники немало удивили и продолжают удивлять биохими- ков. В них обнаружены такие органические вещества, которые нигде больше в природе не встречаются. И науке эти вещества стали известны только благодаря лишайникам. Но прежде надо сказать о видовом составе самих их производителей. Ученые насчитывают примерно 20 тысяч видов лишайников (по данным X. Трасса), и каждый год описываются десятки новых. Тело подавляющего большинства лишайников составляют сумчатые грибы, или аскомицеты, которые избрали в качестве своих ком- паньонов зеленые и сине-зеленые водоросли. Раньше думали, что у каждого вида лишайников свой определенный вид водорослей. Но оказалось, что в отношении сожителей-сотрапезников гриб мало разборчив. Около половины всех известных лишайников (в том числе пархмелии и кладонии) кооперировалось с одноклеточ- ной требуксией. Из прочих зеленых водорослей на союз с грибом пошли хлорелла, мирмеция, глеоцистис, хлорококкум, цефалейрос, хлоросарцина, трентеполия, лептозира и другие — всего предста- вители 26 родов. Тредуксия, коккомикса и лобококкус нигде в при- роде, кроме как в лишайниках, не встречаются. Среди сине-зеленых самые обычные — носток и глеокапса. Случается, в одном слоевище находят одновременно два и даже несколько видов водорослей. Чем же гонидии потчуют своего гриба-хозяина? Выяснилось, что обычное сахарное «меню», приготовляемое всеми растениями- фотосинтетиками, его не устраивает. Подавай ему «спиртное»! Действительно, большая часть ассимилированного гонидиями угле- рода скапливается в слоевище лишайника в форме альдегида спирта маннита или чистых многоатомных спиртов — сорбита, рибита, эритрита. Интересно, что спирты производятся только водорослями, 174
находящимися в составе лишайника. Ни у одной из свободноживу- щпх водорослей они не обнаружены. Совсем недавно благодаря применению радиоактивного угле’ рода С11 было установлено, что сине-зеленые гонидии все же син- тезируют глюкозу. В маннит же она превращается под воздействием гриба. Следовательно, главные продукты питания лишайника—сов- местного симбиотического «производства». Сказать с уверенностью, каким образом гриб изменяет обменные процессы, заставляя водо- росли готовить еду по своему «вкусу», пока никто не может. Из более чем 300 соединений, обнаруженных в лишайниках на сегодняшний день, 75 или 80 нигде в живом мире больше не встре- чены. Поэтому их так и назвали — лишайниковыми веществами. Кроме спиртов к ним относя тся прежде всего разнообразные кис- лоты — усниновая, вулышновая, лекапоровая, рпзокарииновая, иинасгриновая, орсиноловая и еще многие другие. Они горьки на вкус и обладают свойствами антибиотиков. Благодаря их при- сутствию в окружающем лишайник пространстве гибнут бактерии, плохо прорастают споры других грибов. гЧпого в лишайниках и сложных углеводов, близких к целлю- лозе. Они оседают па стенках гиф. Среди них преобладает лпхенин, с которым как раз и связаны, правда скромные, пищевые достоин- ства этих растений. Из лихенипа путем его предварительного пре- вращения в сахар получают высококачественный спирт. Весь этот широкий спектр уникальных соединений дополняют пектиновые и дубильные вещества, аминокислоты, ферменты и ви- тамины, вырабатываемые гонидиями. И каждый год химики находят у лишайников все новые и новые необычные вещества. Вот вам еще один яркий пример, когда симбиоз рождает свойства, которых не было ни у одного из его участников в отдельности. Хочется упомянуть еще об одной особенности этих уникумов природы. Лишайники обладают странной способностью аккумули- ровать в своем теле различные металлы, очевидно извлекая их пря- мо из почвы или из талых вод. Известны факты, когда, например, цинка, свинца или олова в слоевищах было чуть ли не в 10 раз боль- ше, чем в окружающей среде. А в лишайнике умбиликарпп, росшей возле атомного полигона в США, после испытания ядер ио го уст- ройства был обнаружен радиоактивный цезий в количестве, без- условно губительном для высших растений. Зачем лишайникам ко- пить в себе металлы, остается неясным. Союз, нерасторжимый и в «пылинках» И все-таки не думайте, что лишайники, расселившиеся по суровым просторам Заполярья или поднявшиеся в горы под самые снега и ледники, одержали победу над настоящими зелеными растениями. 175
В жизненной борьбе они отнюдь не сильнее их. Наоборот, слабее. И если им удалось захватить какое-то пространство, превратить его в свое безраздельное царство, то это произошло благодаря тому, что им практически не с кем было конкурировать. Редко какая чахлая березка или жалкий кустик способны пережить лютую зимнюю сту- жу, вечную мерзлоту и успеть подрасти за полтора-два летних ме- сяца. Вот и остаются лишаи полными властелинами безлюдных пустынь. Но жизненное пространство не безгранично. Рано или поздно его обитателям приходится сталкиваться и вступать в борьбу. Старые и слабые уступают место молодым и более сильным. Всеоб- щий и извечный закон природы! Уже на каком-нибудь камне или пне разросшиеся соседние корочки лишайников начинают теснить друг друга. Обычно та, которая налезает на соседнюю сверху, выйдет по- бедительницей. Лишайник же, оказавшийся под ней, погибает из-за недостатка света, а возможно, и воздуха. В этом нет ничего удиви- тельного, поскольку здесь действуют чисто физические причины. Однако в природе часто наблюдаются случаи, когда один из конкурентов за место начинает активно «бороться» с другим, сов- сем как обычные, «несинтетические» растения. Мы умышленно все время проводим это сопоставление, чтобы показать, как сильно эволюционировал лишайниковый симбиоз, начинавшийся с простого сожительства. Так вот, войдя в соприкосновение и вступив в «еди- ноборство», лишайники вскоре доказывают, кто из них сильнее. Будущий победитель неожиданно переваривает слоевище своей жертвы, и от соперника ничего не остается. Съели его, как говорит- ся, с потрохами. Посмотрим, на всем ли жизненном пути лишайника сохраняется в нем неразрывный союз между грибом и водорослью. Как они его оберегают в пору самой ранней юности? На вооружении лишайников целых три способа продления рода. Потомство может развиваться, во-первых, из спор, образующихся половым или бесполым путем, во-вторых, из отломившихся ку- сочков слоевища и, наконец, из особых зачатков. Когда лишайник размножается половым способом, на слоевище вырастают плодовые тела. У всех сумчатых лишайников в них фор- мируются специальные карманы-сумки, внутри- которых, как у грибов, находятся споры. Чаще всего в каждой сумке бывает по восемь спор, но случается, что у некоторых видов их число увели- чивается до 32 или сокращается до четырех, двух и даже одной- единственной споры. Поскольку лишайники живут подолгу и дают едва заметный при- рост, все у них происходит медленно. Вот и плодовые тела зреют 5—10 лет и более, зато, созрев, они способны производить споры 17в
в течение нескольких лет. Готовые споры внезапно с силой выбра- сываются из сумки. Туг их сразу можег подхватить ветер и унести на большое расстояние. Осев на каком-нибудь субстрате, спора вскоре прорастает, об- разуя крохотный клубочек тесно сплетенных грибных нитей. Даль- нейшая судьба клубочка целиком зависит от того, еыщегся ли по- близости подходящая водоросль. Если таковой не окажется, зача- ток погибает. Но вот «счастливчику» повезло: он встретил на своем пути же- ланную зеленую или сине-зеленую клеточку, привычную к жизни в заточении. Тотчас в ее направлении у зачатка отрастают так на- зываемые ищущие и охватывающие гифы, ответвляющиеся от обычных. Они оплетают будущую гонидию со всех сторон и застав- ляют ее делиться. В местах соприкосновения с гонидиями гифы по- вторно ветвятся, окружая сплошным «войлоком» шарики и нити дочерних водорослей. Теперь там, где скопились водоросли, появ- ляются еще особые, двигающие гифы. Они тоже заключают гонидии в свои цепкие объятия и перемещают в растущий край слоевища, где для них оставлена специальная полость. Таким образом, слов- но сплетаемое невидимой рукой, медленно растет будущее слоевище. Но такой способ размножения даже для лишайника — процесс слишком медленный, а главное, весьма ненадежный. Хотя и много водорослей рассеяно в природе, а риск не встретить их в нужном месте достаточно велик. В краях же суровых они просто так «на полу не валяются». Некоторые лишайники, правда очень немногие, нашли выход из такого положения. Споры у них стали развиваться вместе с водорослями и с ними же выбрасываться наружу, когда созреют. Основная же масса видов пошла по другому пути. Они предпочли половому размножению вегетативное, при котором гриб и водоросль не порывают своего союза. У высших — листоватых и кустистых — лишайников в отдель- ных местах слоевища время от времени скапливается масса сильно размножившихся гонидиев. Но это не простые клетки водорослей. Оплетающие их гифы отрываются от ткани слоевища (по-видимому, под давлением теснящих друг друга водорослей) и закручиваются плотным клубочком вокруг одной или нескольких водорослевых клеток. Так образуются соредии — микроскопические пылинки, заключающие в себе обе составные части будущего лишайника. Миллионы таких пылинок лежат кучками под верхней корой слое- вища. Не выдерживая их давления, кора лопается, и порошкова- тая масса соредиев оказывается на поверхности. Тут их подхваты- вает ветер. Попав в благоприятные условия, соредии развиваются в новые растения лишайника. Если кора достаточно эластична и нс поддается разрыву, то над 9 В. И. Наваров 177
местами скопления гоппдиев возникают бугорки. Опп все больше выступают над поверхностью, отделяются от нее постепенно сужи- ваьощейся перетяжкой, принимая разнообразную форму — вплоть до крохотных, мелко ветвящихся кустиков. Под действием ветра пли иных механических причин они отламываются и также разно- сятся по округе. Называют такие образования нзидиямп. Ог соре- днев они отличаются только тем, что снаружи одеты коровым слоем и встречаются в природе намного реже. Не приходится сомневаться, что для сохранения и процветания рода лишайникам несравненно выгоднее размножаться соредиями и изпднями, чем спорами. Ведь соредии или изидий— это в сущ- ности лишайник в миниатюре, тогда как спора — всего лишь орган воспроизведения его грибной части. Не случайно, совершенствуясь в ходе эволюции, лишайники перешли от сложного полового раз- множения к более простому — вегетативному. Впрочем, соредии и изидии образуются у лишайников главным образом во влажных местообитаниях. Там же, где сухо, они плодят- ся просто кусочками слоевища, которое в этих условиях становится хрупким и легко разламывается. На этом можно, пожалуй, проститься с нашими «героями», по- корителями бесплодных земель. Мы достаточно убедились, что ли- шайники действительно воплотили в себе «самое-самое» из неисчер- паемого мира чудес — мира симбиоза. И трудно не согласиться о заключением Еленкина, который видел в них «высшее оформление симбиотических отношений в эволюции органического мира» и даже прообраз того пути, по которому может пойти развитие жизни па нашей планете в будущем. В связи с одной смелой идеей, которую внушили некоторым уче- ным лишайники, мы еще вернемся к ним в предпоследней главе. Здесь же в заключение скажем, что у наших «синтетических» унику- мов могут быть кое-какие дополнительные сожители из числа не- видимок. Коль скоро лишайники наделены совершенно выдающимися спо- собностями, нас вряд ли удивит, что изрядное число их представи- телей умеет также улавливать атмосферный азот, и достаточно энер- гично. Хотя и мало в их теле белка, все же он есть, и для его по- строения надо откуда-то добывать азот. У лишайников с сине-зе- леными водорослями эти водоросли как раз и фиксируют азот из воздуха. Но азотфиксацию открыли и у некоторых форм с зелеными водорослями, которые, как известно, сами нуждаются в азоте. Было высказано предположение, что внутри водорослей живут азотфиксирующие бактерии. Это блестяще подтвердил советский ботаник-физиолог П. А. Генкель, которому удалось выделить такие бактерии из 20 видов лишайников (сейчас они найдены у многих 178
других форм). На атом основании он даже предложил считать ли- шайники «тройным» симбиозом. Однако вопрос о том, насколько обя- зателен третий член лишайникового симбиоза — бактерии, остается для ученых целиком делом вкуса. И тут надо прямо сказать, что мало кто склонен всерьез видеть в бактериях партнеров, достойных гриба и водоросли. Перейдем наконец к последнему, пожалуй еще более распро- страненному, союзу с участием грибов. Грибы теперь будут самые настоящие — шляпочные.
Глава девятая ДРУЖБА, УТАЕННАЯ ЗЕМЛЕЙ Неводной тени (как думают многие), бросаемой древесными ветвями, заключается таинственная сила дерев выращать около себя грибы... главная причина их зарождения происходит, как мне кажется, от древесных корней, которые также, в свою очередь увлажая соседнюю землю, сообщают ей древесные соки, и в них-то, по моему мнению, заключается тайна гриборождения... С. Т. Аксаков Занимаясь лесопосадками, люди заметили, что молодые деревца некоторых пород очень плохо растут. Чаще всего это бывает тогда, когда посадки проводят на открытом месте, вдали от леса. Давняя мечта людей — вырастить лес в степи. Какое благо принес бы он полям и лугам, изнывающим от засухи! Сколько дра- гоценной влаги удержал бы он в плодородной, но мучимой жаждой земле! Даже неширокие полосы леса, обрамляющие поля, способны были бы задержать губительное дыхание суховеев, остановить рост оврагов. В степных лесах поселились бы птицы и принялись бы энергично уничтожать вредных насекомых. В извечной взаимной борьбе степь всегда одерживала победу над лесом. Она неуклонно отвоевывала у него новые территории, оттесняя его все дальше на север. На степь в свою очередь насту- пала пустыня. Самой ценной породой для посадок леса в степи считается дуб. Он лучше каких бы то ни было других деревьев способен постоять за себя. В его рядах увереннее чувствуют себя прочие питомцы леса. Дубы издавна и пытались развести в степной полосе Европейской России. В разных местах, на разных почвах много раз высаживали от- борные желуди, но они гибли, не давая всходов. Причину гибели пытались объяснить чрезмерной сухостью почвы, пагубным воздей- ствием диких трав и разных паразитов. Особую вину возлагали на вездесущие пырей и свинорой, способные, кажется, задушить свои- ми корневищами все живое. Вместо желудей сажали и готовые одно- 180
двухлетние деревца, но и они, как правило, не выживали, несмотря на то что за ними старательно ухаживали: регулярно поливали, вы- палывали посторонние растения, прикрывали от палящих лучей солнца. Но, проводя посадки — часто по всем правилам науки и приме- няя порой сложные приемы агротехники, люди забывали или не знали очень простую вещь — что надо привести из леса немного родной земли п внести ее в степную почву на месте посадок. Стоило положить несколько горстей такой земли в лунку с желудями, как через несколько недель вся засаженная площадь покрывалась друж- ными молодыми всходами. Так была преодолена главная трудность, стоявшая на пути создания защитных лесных полос в степях нашего юга. Подобный же казус часто случался с посадками молодых сосенок, когда их пытались высадить на лугу или недавно осушенном боло- те, но забывали при этом взять из взрослого соснового бора немного земельной «закваски». Вид таких саженцев не мог не навести на грустные размышления. Они не росли, а чахли. Иным, чудом уце- левшим, деревцам шел уже не первый десяток лет, а ростом они не отличались от своих трех-пятилетних родичей, росших в соседнем лесу. И опять-таки, едва в «чужую» почву вносили немного земли из родного леса, саженцы, словно воспрянув после тяжелой болез- ни, быстро трогались в рост. Почему грибы не растут на полях Но что за магическая сила у земли, взятой из-под взрослых деревь- ев? Может быть, родители выделяют в нее какие-то неуловимые ве- щества, стимулирующие рост молодой поросли? Нет, дело совсем в другом. В почве в симбиозе с корнями могучих лесных великанов живет грибница — совокупность бесчисленных «паутинных» нитей, составляющих тело разных грибов. Грибница, захваченная вместе с лесной почвой, как раз и спасала дубки, высаженные в степи, и из- лечивала больные сосенки на бывшем торфяном болоте. Без нее не может нормально развиваться большинство древесных пород. Вы, наверное, замечали, как медленно растут обыкновенные ели, высаженные в городах, особенно если они посажены поодиночке. Можно подумать, что этого добивались специально, предназначая колючих лесных питомцев для каких-нибудь «японских садиков», где все растения должны оставаться карликами. В чем же тут дело? Основная причина все та же: бедность почвы грибами. Да и где им взяться в городе! Если бы сюда и попали какие то случайные споры, образовавшаяся из них грибница не смогла бы выжить на маленьких клочках земли, закованных в асфальт. Грибница не 181
любит тесноты, ей нужен лесной простор и чтобы никто ее не тре- вожил. В лесах и парках, где гуляет много людей или пасется скот, она легко вытаптывается. По этой причине грибов там тоже не бы- вает. Коль скоро лес неотделим от грибов, справедливо и обратное: там, где нет деревьев, не могут расти и лесные грибы. Но если лес можно вырастить, перенеся на место посадки кусочки грибницы, то как осуществить подобный эксперимент с грибами? Всем известно, что основная масса грибов растет только в лесу. Лес для них ничем другим не заменишь. Сколько ни пытались раз- вести белые грибы, подберезовики пли маслята на грядках и в теп- лицах, из этой затеи никогда ничего не выходило. Искусственно выращивают только шампиньоны. Из всех съедобных грибов лишь они одни не нуждаются в соседстве деревьев и не растут в лесах. /Мало того что грибы неотделимы от леса. Большинство из них тяготеет к определенным породам деревьев. Об этом говорят сами их названия: подберезовик, подосиновик, подорешник, еловый и сосновый масленок и т. п. Опытные грибники хорошо знают, в ка- ких местах какие грибы водятся. Так, в березовом лесу растут бе- лый трюфель, подберезовик, грузди, волнушки; в дубовом — черный трюфель, рыжик дубовый, груздь перечный; в осиннике — под- осиновик и груздь осиновый. В сосновом бору можно встретить поль- ский гриб, олений и белый трюфель, масленок, настоящий, моховик, рыжик; в еловом — масленок настоящий, рыжик, груздь желтый. Сыроежки и белые хотя и встречаются всюду, но в разных лесах тоже разные. Не менее разборчивы в выборе лесных пород разнооб- разные «поганки». К типу леса безразличен разве только красный мухомор. Он готов на альянс с любым деревом. С вырубкой леса исчезают и соответствующие грибы. Что такое микориза? Причины взаимной привязанности грибов и деревьев долго остава- лись загадочными. Так бывало со многими вещами, скрытыми от глаз. Искать эти причины надо в земле. Мицелий шляпочных грибов залегает в самом поверхностном слое почвы, где скапливается перегной и сосредоточена основная масса корней. Тут грибница и корни устанавливают между собой прочные и очень тесные отношения. Их жизненная необходимость для обеих сторон была доказана не только наблюдениями, но и экс- периментами. Один из немецких исследователей начала нашего века, пытаясь выяснить взаимозависимость деревьев и грибов, окапывал корни деревьев глубокими канавами и ставил в них листы жести. На пло- 182
I'роздес-iuhtые микор азы на корня \ сиены щадках, изолированных таким образом от корней, грибы не росли. А шведский ученый Е. Мелин, выращивая саженцы сосен и других пород в стерильных условиях, затем наблюдал, как шло их искусст- венное заражение определенными грибами. По его меткому выра- жению, один из грибов следовал за березой, как «дельфин за ко- раблем». Взглянем на корни сосны, предварительно освободив их от час- тичек почвы. Короткие и толстые, они, как в грозди, тесно приле- гают друг к другу. Каждый корешок многократно делится, всякий раз на две веточки (такое ветвление называют дихотомическим), которые дают начало целым гроздьям повторно ветвящихся кореш- ков длиной около 3 мм. Внешне они напоминают ветви коралла. Если рассмотреть такой отдельный короткий корешок, то окажется, что весь он окружен плотной муфтой из тесно переплетенных нитей- гиф, свободные кончики которых делают муфту словно бархатной. Эти нити, образующие мицелий гриба, заменяют собой обычные кор- невые волоски. От «муфты» наружу отходят также отдельные «пау- тинки», теряющиеся в почве. Внутри «войлок» муфты плотно прилегает к клеточкам коры (эпидермиса) корня. Местами нити войлока уплощаются, рас- 183
Эктотрофная микориза березы в разрезе. Теспо переплетающиеся гифы гриба образуют в эпидермисе корня сплошную сеть щепляются и вторгаются в промежутки между боковыми стенками клеток, но никогда не проникают внутрь их самих. На тонких поперечных срезах, помещенных под микроскоп, видно, что они образуют непрерывную сеть. Корни и оплетающие их грибные гифы соединены друг с другом настолько тесно, что кажутся единым це- лым. Этим сложным органам, представляющим собой одновременно и корни и грибы, дали название «микориза», что по-русски значит «грибокорень» (от греческого «микос» — гриб и «риза» — корень). Только что описанный тип микоризы назвали эктотрофным. Кроме сосны его находят также у ели, лиственницы, дуба, березы и многих других древесных пород. Он отличается тем, что клетки корня не пропускают гриб внутрь своего содержимого. Существует и другой тип микоризы — эндотрофный. В этом случае муфты вокруг корня не образуется и корневые волоски со- храняются. Мицелий подходит к корешкам лишь в нескольких местах, но зато глубоко вдается в их основную ткань и проникает внутрь самих клеток. Тонкие волоконца мицелия здесь обильно делятся, сплетаясь в рыхлые клубочки («деревца»), которые рано или поздно перевариваются и всасываются клетками корня. Такая микориза распространена среди многолетних трав, части деревьев и кустарников. Она — неотъемлемая принадлежность семейства орхидей. Есть растения, в которых одновременно присутствует ми- кориза обоих типов. 184
Грибы, будь то высшие шляпочные или разные плесени, вместе о бактериями разлагают перегной, накапливая в почве азот, калий, фосфор в форме различных минеральных солей. Если бы в природе не было грибов и бактерий, органические остатки, богатые пита- тельными веществами, оставались бы лежать в земле мертвым капи- талом, недоступным для зеленых растений. Благодаря микоризе к корням подключается готовая проводящая система, соединяющая их со сложным «химическим комбинатом» — мицелием гриба, по- ставляющим своему высокоорганизованному хозяину растворенные в воде минеральные соли. Их доставка с помощью гриба происходит намного быстрее, чем обычными корешками. В этом и заключается главная функция микоризы. В обмен на соли микоризный гриб в достатке получает от расте- ния-хозяина разные сахара. Сложные углеводы ему не «по зубам»: не хватает подходящих ферментов. Поэтому он довольствуется про- сто глюкозой. Некоторые грибы довольно хорошо усваивают также фруктозу и маннозу. Чтобы определить точнее, какое «меню» микоризные грибы пред- почитают, их чистые культуры «кормили» смесью разных углеводов. При этом заметили, что, когда есть глюкоза, лучше «поедаются» и более сложные сахара. Некоторые штаммы грибов в этих условиях «грызли» даже самые прочные соединения растительных тканей — лигнин и клетчатку. Ученые полагают, что в естественном состоя- нии — в составе микоризы корней — гриб сыт не одной глюкозой. Надо сказать, что гриб довольно бесцеремонно вмешивается в об- менные процессы хозяина, стараясь вытянуть из него все, что мо- жет. Но благодаря усиленному притоку углеводов к корням (их скапливается здесь до 40—55 процентов) активизируется фотосин- тез, и растение быстрее растет. Микоризные грибы — не только разрушители органических веществ, превращающие сложное в простое. Не чужды им и извест- ные созидательные способности, проявляющиеся, например, в син- тезе разнообразных физиологически активных веществ (в том числе ростовых). Химическая природа многих из них остается еще зага- дочной. Если почему-либо грибу не хватает углеводов, он усиливает выработку физиологически активных веществ и посылает их к мес- там, где у растения-хозяина скапливается крахмал. Тот разлагается на простые сахара, которые засасываются войлочной тканью мико- ризы. Ростовые вещества, синтезированные грибом, способствуют дихотомическому ветвлению корней и образованию эктотрофных микориз. Гриб и растение деятельно обмениваются друг с другом витами- нами. Когда стали выращивать микоризные грибы в чистых культу- рах, выяснилось, что они не могут расти без витаминов (тиамина) 185
и Вв (пиридоксина). Значит, сами они синтезировать их не в состоя- нии и получают в готовом виде от растения-хозяина. Исключение составляет пантерный мухомор, производящий витамин Вв в боль- шом количестве. Зато грибы — главные поставщики витаминов В3 и РР (пантоте- новой и никотиновой кислот), стимулирующих рост и развитие выс- ших растений. Особенно много никотиновой кислоты вырабатывают белые грибы. Большой специалист по части микоризных витаминов советский исследователь Н. М. Шемаханова доказала, что оба эти витамина ускоряют прорастание семян, развитие проростков и кор- невой системы у сосны, а Е. Мелин показал, что для формирования микоризы у сосны нужна обязательно смесь витаминов В* и Н. Мы видим, таким образом, какие взаимовыгодные и плодотвор- ные отношения между маленьким грибом и великаном-деревом скрываются под тонким покровом земли. И по строению и по физио- логии плод этих отношений — микориза во многом напоминает зна- комые нам случаи симбиоза — бактериальные клубеньки бобовых и лишайники. Недаром русский лесовод Г. Н. Высоцкий в свое время назвал микоризу «оздоровительной заразой». Микориза растет с перерывами, возобновляя рост после каждого дождя. Тогда, раскопав корни, можно видеть, как ее бурый или чер- ный чехол прорывается белой верхушкой новой растущей микори- зы. У молодой микоризы грибной чехол белый, атласный. При дли- тельной засухе микориза погибает. На земном шаре насчитывается свыше 100 тысяч видов грибов. Но к постоянному содружеству с высшими растениями оказались пригодными лишь немногие. Большинство из них (более 50 родов) принадлежат к классу базидиомицетов (порядку гименомицетов) и представлены нашими обычными лесными грибами. Есть единичные микоризообразователи также среди сумчатых грибов (сморчки и трюфели) и гастеромицетов. У одной и той же древесной породы могут быть разные микори- зы, так как каждый вид деревьев способен образовывать их с целым рядом грибов (корни обыкновенной сосны, например, «дружат» более чем с 40 разными грибами). Страничка истории О тесной связи грибов с корнями растений было известно с древних времен. Еще Теофраст писал о ней в своей «Науке о растениях». Но продукт их симбиотического единения — микориза у деревьев — был описан лишь сто лет назад. Приоритет в ее открытии принадле- жит профессору Новороссийского (ныне Одесского) университета 18в
Ф. М. Каменскому, поляку по национальности. Каменский обнару- жил микоризу случайно, занимаясь совсем иной проблемой. В сырых и тенистых хвойных и лиственных лесах возле самых стволов деревьев (ели, бука и др.) растет необычное растение подъельник (по-латыпи — «монотропа хипопитис»). Оно лишено хлорофилла и потому имеет беловатую или слегка желтоватую ок- раску. Стебель покрыт вместо листьев мелкими бесцветными че- шуйками и закапчивается кистью желтых «колокольчиков», напо- минающей соцветие заразихи и некоторых других растений-пара- зитов. В конце 70-х годов XIX века между ботаниками разгорелся спор о том, как подъельник питается. Поскольку у него нет хлорофилла, было ясно, что он может потреблять только готовые органические вещества. Но как подъельник их добывает: вполне самостоятельно, как все сапрофиты, или как паразиты — из корней деревьев? Чтобы решить этот вопрос, Каменский и решил заняться изучением зага- дочного растения. В 1881 году он опубликовал обстоятельную статью, в которой на большом материале с помощью экспериментов убедительно дока- зал, что подъельник не паразит. Он добывает органическую пищу ис- ключительно из земли. Попутно Каменский убедился, что вся по- верхность кожицы корня растения сплошь покрыта мицелием ка- кого-то гриба, причем его толщина в два-три раза превосходит тол- щину самой кожицы. Конец корешка находится как бы в грибном влагалище, от которого во все стороны отходят поодиночке или пуч- ками тонкие гифы. При этом в отличие от грибов-паразитов гифы лежат исключительно на поверхности корня, никогда не углубляясь внутрь его тканей. Ученый отметил, что ему никогда не по- падались растения подъельника, на корнях которого не было бы гриба. Получается, что поверхность самых жизненно важных частей корня — их кончиков окутана сплошным войлоком грибницы, кото- рый не допускает их общения с частицами почвы. Отсюда возможен лишь единственный вывод, который и сделал Каменский: «моно- тропа должна принимать пищу посредством гриба». Именно гифы берут на себя задачу снабжения растения водой и питательными веществами, физиологически заменяя корневые волоски. Каменский считал, что гриб и подъельник, развиваясь совместно и помогая друг другу, являют собой «лучший пример мутуалисти- ческого симбиоза». Не ограничиваясь подъельником, он исследовал корни других растений, в том числе сосны и бука, и нашел у них большое внешнее сходство с корнями монотропы. Они оказались тоже короткими и обильно ветвящимися. Каменский решил, что их, по-видимому, оплетает мицелий того же гриба. Определить, к какому 187
виду он относится, ему не удалось, так как на питательной среде гриб спор не давал. Два года спустя союз гриба и корня открыл также немецкий фи* зиолог Л. Б. Франк. В Западной Европе почитаются в качестве деликатеса так назы- ваемые трюфели — подземные плодовые тела некоторых грибов, с виду похожие на клубни картофеля. Давно было замечено, что расгу г они при корнях дуба и бука. Поскольку встречаются эти грибы редко и их очень трудно отыскивать, продавались они всегда по высокой цене. В 1882 году правительство Вильгельма I в расчете на возмож- ность искусственного разведения трюфелей предложило Франку представить отчет об их распространении в природных условиях, обратив при этом внимание ученого на постоянную приуроченность грибов к корням древесных пород. Франк не оправдал возлагавшихся на него надежд. Вопрос о причинах, влияющих на рост и распространение трюфелей в лесу, остается не решенным до сих пор. Но зато, копаясь в кор- нях бука, дуба, сосны, ели и других пород, Франк обогатил науку гораздо более ценными вещами. Он открыл в корневой системе деревьев характерные короткие и толстые корешки, дотоле совер- шенно неизвестные ботаникам, установил их двойственную при- роду и назвал микоризами. Орхидеи и картошка: у них было что-то общее В этих изломанных и странных цветках гений растения достигает крайних пределов и необыкновенным пламенем как бы расплавляет стену, разделяющую царства природы... Морис Метерлинк У нас уже был случай отдать должное красоте цветов орхидей, их чудесному тонкому аромату. Орхидеи, особенно тропические, которые часто называют «жем- чужинами природы», пользуются заслуженной популярностью у са- дово,зов и люоителей. Их выращивают в массовых количествах в оранжереях США, Франции, ФРГ, Швеции, Австралии и других стран. Особое место занимает культура орхидей в Англии, где эти цветы считаются своего рода предметом роскоши. В честь орхидей начиная с 1954 года раз в три года проводятся всемирные конферен- ции с бога ними выставками цветов, привлекающими тысячи людей. Выращиванием этих замечательных растений всю жизнь занимался Дарвин.
Секрет популярности орхидей на Западе не только в их красоте п экзотичности. Большинство их видов цветет с сентября ио фев- раль, когда мало других цветов. Кроме того, многие из них природа наградила чудным даром -- долгой жизнью. Даже в срезанном виде орхидеи могут благоухать сорок, пятьдесят, а то и девяносто дней, оставаясь такими же свежими и яркими. Орхидеи довольно легко размножаются черенками, верхушеч- ными побегами, частями корневища. Но садоводы давно мечтали о создании новых, необычных сортов. К этому их побуждали также коммерческие интересы и капризы моды. Случалось, что за одну диковинную орхидею платили столько же, сколько стоит большой двухэтажный дом! Вывести же новый сорт можно, как известно, только путем гибридизации. При этом нельзя миновать выращива- ния цветов из семян. Тут-то на пути садоводов и ученых встало не- преодолимое препятствие. Орхидеи производят миллионы крошечных семян, покрытых толстой, непроницаемой оболочкой и почти лишенных запаса пита- тельных веществ. Из-за этого и в природе зародыш развивается очень медленно. В искусственных же условиях семена орхидей не про- растали вовсе. В лучшем случае после длительного набухания па свет появлялся крохотный росток, который вскоре погибал. Как садоводы ни бились, какие только условия ни создавали — резуль- тат был одни. Впервые гриб на корнях орхидей обнаружил русский ботаник В. К. Варлих, а тайну прорастания семян орхидей разгадал на рубеже нашего века французский ботаник Ноэль Бернар. Он разра- ботал особые методы культивирования, поначалу немало удивившие садоводов: при каждом оранжерейном хозяйстве потребовалось создание специальной лаборатории. Но только благодаря новым методам было налажено промышленное выращивание орхидей и получены в изобилии невиданные раньше гибридные цветы. Кропот- ливость культивирования этих «цариц оранжерей» дала основание /Четерлинку сказать, что они «более нуждаются в уходе ювелира, чем садовника». Бернар начал с изучения обычной во Франции подземной орхи- деи—гнездовки. Подобно подъельнику, гнездовка лишена хлорофил- ла и имеет желто-буроватый цвет. Свое название она получила за форму залегания корней. Мясистые и очень многочисленные, они сплетены у нее вокруг корневища, вместе с которым напоминают по форме птичье гнездо. Из «гнезда» торчит толстый и короткий стебель с несколькими прижатыми чешуйками вместо листьев. Под- земные органы развиваются десять лет и более. Затем они выбрасы- вают гроздь коричневых цветов. Стрелка, на которой они сидят, настолько слабосильна, что часто не в состоянии пробиться сквозь 189
почву. Тогда цветы распускаются в земле, не увидев дневного света. Бернар систематически исследовал стебли гнездовки, цветущие под землей, собирал ее семена п пытался их проращивать, однако из этого ничего не выходило. Но вот в один прекрасный весенний день, прогуливаясь после полудня по лесу Фонтенбло и по обыкновению занимаясь раскоп- ками, Бернар вдруг напал на совершенно необычный экземпляр орхидеи. У нее были созревшие плоды. Раскрыв один из них, уче- ный к великой радости и немалому удивлению обнаружил в нем сот- ни проросших семян! Собственно, эго были уже не семена, а моло- дые растеньица гнездовки, каждое около 3 мм длиной. Такого не случалось увидеть еще ни одному человеку. Бернар тотчас прервал прогулку и почти бегом направился в свою лабораторию. Здесь он принялся внимательно рассматривать срезы проростков под микроскопом. Все они без исключения со- держали в своих клеточках крошечные клубочки чрезвычайно тон- ких волоконец. Не было сомнения, что это мицелий какого-то гриба, проникшего в семена. О том, что орхидеи живут в симбиозе с грибами, было известно. Но никто не мог предполагать, что гифы гриба, обосновавшегося в корневище, могут через стебель добраться до плодов и заразить зреющие в них семена. Счастливая находка, сделанная в 1899 году, натолкнула Бернара на мысль, что проникновение гриба в зароды- ши — не случайность, а необходимое условие прорастания семени. Стало ясно, почему у орхидей иногда наклевывались семена на компосте, где раньше росло материнское растение. Свою гипотезу Бернар проверил экспериментально. Он извлекал под микроскопом клубочки гриба из корней и культивировал их от- дельно на питательных студнях, где они образовывали подобие пле- сени. Одновременно в строго стерильных условиях из спелых плодов гнездовки брались семена и высевались в стеклянные пробирки с пи- тательной средой. Семена слегка разбухали, но не прорастали. Тогда Бернар внес в пробирки с семенами по кусочку «плесени». Результат оказался чудодейственным. Как только нити гриба про- никли в семена, те начали дружно прорастать, и через несколько ме- сяцев из них выросли нормальные растения. Так было впервые до- казано, что в прорастании семян орхидей обязательно должен при- нимать участие гриб. Гнездовка, как и грибы,— растение сапрофитное. Она может жить лишь на готовой органической пище, получаемой через по- средство гриба-сожителя. Сапрофитными орхидеями особенно богаты тропические леса. Как же усваивают орхидеи свою пи- щу? 190
Проростки орхидеи: 1 — без гриба, 2 — с грибом (участок, занятый мицелием гриба, затемнен) (по Бернару), , 3 _ чОсревцсп» мицелия гриба в клетке корня картофеля (по Магру) Оказывается, питание у них аналогично внутриклеточному пи- щеварению низших животных и очень напоминает способ борьбы со всякого рода инфекцией у животных и человека. Бернар и русский боганнк В. Л. Комаров назвали этот процесс фагоцитозом у расте- ний. Состоит он в следующем. Мы уже говорили о «деревцах»-клубочках и переваривании гиф. Если у зеленых орхидей это один из дополнительных источников по- лучения пищи, то у сапрофитных он становится основным. Вступает он в свои права уже на стадии прорастания семян. Зародыш дви- гается в рост только тогда, когда в его нижних клеточках появляют- ся спирально скрученные гифы гриба. Как в зародыше, так и в тка- нях взрослой орхидеи эти клубочки постоянно перевариваются клетками-хозяевами, в которые они проникли. От них остается лишь небольшой нерастворимый остаток. Но в клетки внедряются новые гифы, и с ними повторяется то же самое. Отнятые у гриба питатель- ные вещества частично откладываются про запас в виде зерен крахмала. Бернар считал, что скручивание гиф в клубочки — нечто весьма сходное со склеиванием чужеродных бактерий, происходящим в крови и лимфе животных. Только если у животных фагоцитоз лежит в основе иммунитета и направлен на охрану их здоровья, то в орхи- деях он стал способом питания. У некоторых сапрофитных орхидей существуют специальные фа- гоцитарные клетки, которые намного крупнее остальных. Только в них и проникают гифы гриба своими концами. Из кончика гифы в клегку хозяина выделяются капельки питательной жидкости. Сами же гифы остаются, по-видимому, целыми и невредимыми. Бернар отнес симбиотические грибы орхидей к роду ризоктония. Это низшие базидиомицеты, не образующие плодовых тел. Но к сою- зу с редкими экзотическими растениями оказались способными и высшие базидиомицеты, у которых вырастают обычные шляпки. 191
В тропиках, особенно на острове Ява, на Малаккском и Индокитай- ском полуостровах, подобных ассоциаций немало. Самый известный пример — лиана-сапрофпт галеола гидра с Филиппин. Ее гриб- кормилец поселяется на гниющих стволах погибших деревьев, за счет соков которых и существует этот сложный симбиоз. Среди гри- бов — кормильцев орхидей есть и паразиты, сосущие соки живых деревьев. Так, жизнь японской орхидеи гастродия элата совершен- но немыслима без гриба армнллария меллеа, одного из самых опас- ных вредителей наших лесов. В его отсутствие она не в состоянии размножаться даже клубнями. Но вернемся к обычным орхидеям, своими цветами украшаю- щим жизнь людей. Со времен Бернара в их разведении был достиг- нут огромный прогресс. Теперь их научились выращивать в «чис- том» виде — без всяких грибов. Их просто «кормят» витаминами, сахарами и составами специально подобранных минеральных со- лей. Правда, дело это чрезвычайно хлопотное. Впрочем, для наших самых обычных северянок — ятрышника и любки — заменить гриб ничем другим пока не удалось. Какими бы методами ни пользовались в цветочных хозяйствах, в природе прорастание семян орхидей и рост молодых сеянцев це- ликом зависят от гриба. У орхидей, лишенных хлорофилла, эта зависимость остается пожизненной. Вспомним, что для самого важ- ного в жизни — заключения «брачного союза» и оставления потом- ства — им необходима еще помощь насекомых и птиц. Выходит, что жизнь орхидей всецело «в руках» их симбионтов. Разрушьте хотя бы одно звено в их сложных симбиотических связях с окружаю- щим миром, и эти хрупкие, изнеженные создания молчаливо сойдут со сцены жизни. Как мало в них самостоятельности и как много нужно для того, чтобы поддержать их красоту! Бернар отличался не только пытливым умом. Ему были свойст- венны также широта взглядов и склонность к теоретическим обоб- щениям. Изучая орхидеи, он заметил, что они никогда не цветут на первом году жизни, а для продолжения своего существования отра- щивают разные зимующие органы — корневища, клубни, луковицы, которые от поколения к поколению образуются на все более ранних стадиях развития. Отсюда Бернар сделал вывод, что постепенно укреплявшийся союз орхидей с грибами мог стать исторически главной причиной превращения однолетних растений в многолетние. Чтобы проверить свою гипотезу и выяснить, всегда ли клубне- образование связано с симбиозом *, Бернар, естественно, обратился * Так ли это на самом деле, до сих пор точно не до- казано, хотя многими принимается как установлен- ный факт. Вызывают же симбионты образование гал- лов (в том числе клубеньков у бобовых)! 192
к изучению самого обычного и широко распространенного растения, образующего массу клубней,— картофеля. К тому же цикл разви- тия картофеля совпадает с циклом многих орхидей. Бернар стал обследовать кустики картофеля в тот момент, когда у них начинают формироваться клубни, надеясь обнаружить гриб- ную «инфекцию». Однако, просмотрев немалое число растений, ни у одного из них постоянной микоризы он не нашел. Неудача не обескуражила ученого. Предположив, что утрата грибного симби- онта могла произойти вследствие введения картофеля в культуру, он приступает к исследованию его предков и диких сородичей. Усилия Бернара были теперь сразу вознаграждены. Корни чи- лийского дикорастущего растения соланум маглия, наиболее близ- кого к нашему картофелю и подобно ему также дающего клубни, оказались сильно зараженными микоризным грибом. В итоге Бер- нар получил первое подтверждение своей гипотезы, что наш карто- фель — соланум туберозум — происходит от предков, находивших- ся в симбиозе с грибами. Исчезновение же гриба у культурного кар- тофеля — результат его переноса в новые, удаленные от родины края, где практически нет грибов, способных с ним соединяться. Теперь считают также, что свою способность давать в культуре высокие урожаи «земляных яблок» картофель сохранил благодаря хорошему уходу и подкормке удобрениями. Стремясь окончательно доказать свою правоту, Бернар искал способ продемонстрировать, что при первом удобном случае, и в частности при одичании, картофель способен восстановить утрачен- ный союз. Его ученику Ж. Костантену пришла в голову блестящая мысль — понаблюдать за поведением картофеля, высеянного в го- рах, где очень много микоризных грибов, и при этом выращивать его не клубнями, а семенами. Эксперимент, начатый сперва во Французских Альпах, а затем продолженный в Пиренеях, одновре- менно преследовал и другую цель — освободить картофель от бо- лезнетворных вирусов и предупредить его вырождение. Главное, что интересовало ботаника,— установить, не вмешаются ли мест- ные грибы в судьбу появившегося вдруг подходящего компаньона, не облегчат ли они ему образование зимующих органов. Были высеяны одновременно две партии картофеля. Одна пар- тия — на склонах горы Пик-дю-Миди на высоте 1400 м в неудобрен- ную целинную землю пастбища, богатую грибами, другая — в мес- течке Баньср-де-Бигорре в обычную культивируемую почву без грибов. Результаты опыта оказались решающими. Растения на нервом поле были сильно заражены грибами и принесли обильный урожай высококачественных клубней, па втором педали ни единого клубня. 193
Посев картофеля семенами на Пик-дю-Миди долгие годы продол- жал ботаник Ж. Буже. Урожаи первичных клубней (получаемых в первый год после посева семян) доходили до 64 штук, или до 3,5 кг, на один куст и до 30—50 т на гектар, причем эти клубни дости- гали размеров обычных (вторичных) клубней, а будучи высажены в последующие годы, давали еще большие сборы. Но самое главное, что, заражаясь микоризным грибом, картофель одновременно на- цело освобождался от вирусных заболеваний, поскольку вирусы не передаются через семена. С тех пор метод «симбиотического» выра- щивания картофеля получил в Пиренеях широкое распространение. Так было выяснено, что у дикого картофеля, как и у орхидей, есть микоризные грибы-симбионты. «Анатомия» дружбы Теперь, дочитывая наш рассказ о мире симбиоза, вы, дорогой чита- тель, вероятно, согласитесь, что в стремлении дать самое общее представление о безграничном богатстве мира плодотворного содру- жества мы всегда старались говорить о самом характерном, о том, чем и как живут тысячи, миллионы и миллиарды живых существ этого мира. Но вопросы меры и степени — это тоже очень важные вопросы, без решения которых не в состоянии развиваться никакая наука, в том числе и биология. Трудно и нам обойти их стороной. Как мы только что уяснили, растения могут добывать питатель- ные вещества из почвы одним из двух способов — с помощью кор- невых волосков или посредством микоризы. Какой из них преобла- дает в природе? Во всяком случае, второй не уступает первому. Это значит, что не менее половины высших растений, существующих на Земле, т. е. примерно 150 тысяч видов, живут в симбиозе с грибами и получают через них пищу! Некоторые ученые считают, что таких растений среди цветковых 80—90 процентов, а среди сельскохозяй- ственных культур — и того больше. Однако в цифровых оценках тут по вполне понятной причине царит полный разнобой. Чтобы решить, есть ли у данного растения микориза или нет, необходимо осмотреть его корни. Это легко сказать, но трудно сде- лать. Ведь корни лежат в земле, и, прежде чем удастся их оттуда извлечь в целости и сохранности, придется немало потрудиться. По- том их надо промыть. Ботаники, работающие в природе, при опи- сании растений меньше всего обращают внимание на корни. Они предпочитают иметь дело с цветками, плодами и стеблями. Не слу- чайно гербарии с образцами неповрежденных корней — музейная редкость. В последнее время стали усиленно изучать микоризы у сельскохозяйственных культур и ценных древесных пород, но это, 194
естественно, не даег ответа на вопрос, сколько же растений живет в симбиозе с грибами. Как бы то пи было, достоверно известно, что в содружестве с грибами состоят представители всех крупных подразделений расти- тельного царства, начиная с мхов и плаунов. Не так давно микори- зу нашли даже у болотных растений — клюквы, голубики, андро- меды, вереска и др. Менее всего она свойственна растениям-однолет- никам, и ее совсем нет у водных обитателей. Как и в лишайниковом симбиозе, отношения между микоризным грибом и растением-хозяином сложны и противоречивы. Они только в общем, итоговом балансе, когда силы партнеров примерно равны, выглядят как дружеская кооперация. Но стоит присмотреться к ним поближе, как перед глазами предстанет драматическая картина на- пряженной борьбы. Вот вам классический пример — все те же орхидеи. Если одной из них посчастливилось, наконец, вступить в контакт с грибом, не думайте, что ее жизнь отныне гарантирована на все сто процентов. Некоторые грибы бывают столь безудержно агрессивны, что, еще не успев развернуть своей полезной «работы», убивают зародыш. Случается и обратное: сопротивляясь инфекции, зародыш убивает гриб, но вслед за тем погибает и сам, так как не в состоянии себя прокормить. Если не везде, то в данном случае нужна золотая сере- дина, чтобы возможности гриба и растения уравновешивали друг друга. Ученые называют подобное состояние сбалансированным сим- биозом. В пем весь успех, весь смысл ассоциации. Самая острая борьба между будущими партнерами разверты- вается еще до того, как сформируется микориза. Действие разво- рачивается примерно по тому же «сценарию», что и при рождении нового лишайника или возникновении клубеньков у бобовых. Ощу- тив каким-то образом близость корня, гифы устремляются к нему со всех сторон и быстро проникают даже внутрь самих его клеток. За сходство в поведении с лишайниковыми их тоже часто называют гаусториями. Но перед ними не беззащитная водоросль, а высшее растение, которое способно не только за себя постоять, но и обратить экспансию гриба в свою пользу. В клетках корня, подвергшегося вторжению, на пути распро- странения гифы воздвигается баррикада-капсула, которая начинает вырабатывать защитные секреты. Но гифа ее прорывает и двигает- ся дальше. Тогда к сопротивлению подключается само ядро с его мощными средствами химической защиты. Совместными усилиями они останавливают продвижение агрессора, и грибная инфекция ог- раничивается определенными тканями корня. Теперь начинается пора «отмщения». Результаты «возмездия» хорошо видны в обычный микроскоп в виде разных стадий переваривания мицелия. 195
Благодаря защитной реакции растения первоначальная функция грибных гиф — всасывание пищи — меняется на противополож- ную: они отдают теперь свое содержимое растению-хозяину. Но это еще не все. «Укрощенный» гриб, начавший свою неудав- шуюся «карьеру» как завоеватель, теперь сам становится на стражу здоровья своего хозяина. В природе нет недостатка в грибах-паразитах. Из разряда выс- ших к ним принадлежит часть трутовиков, прирастающих своими шляпками к стволам живых деревьев, а также всем знакомый опенок осенний. Особенно же много паразитов — губителей деревьев среди низших микроскопических грибов. Большую опасность для жизни сосен и елей представляют кор- невые гнили (корневая губка, красная гниль сосны и пр.). Проник- нув в корни, эти грибы нарушают процесс всасывания питательных веществ. Беды, как известно, не приходят поодиночке. Пораженное дерево часто одновременно подвергается нападению насекомых-дре- воразрушителей. В результате их совместных усилий оно постепен- но усыхает, ветер легко валит былого могучего гиганта на землю, где его труп «съедают» другие грибы. От грибов-паразитов деревья во многом спасают лишайники, по- селяющиеся на их стволах. Они, как мы знаем, вырабатывают соб- ственные антибиотики, губительно действующие не только на бакте- рии, но и на грибы. Но лишайники предохраняют от заражения только наружные слои древесины, многие же грибы-паразиты могут проникать внутрь ствола через корни. Самое печальное, что паразитические грибы переняли у микориз- ных их образ действия, сохранив при этом свою хищническую сущ- ность. Они тоже стремятся образовать на корнях собственные «ассо- циации» — их называют ложными микоризами, или псевдомикори- зами,— которые только уменьшают всасывающую поверхность кор- ней, затрудняя нормальное питание растений. В поле и на опушке леса, где микоризных грибов меньше, большинство корней сосны превращается в псевдомикоризы. Вот почему у одиночно растущих деревьев нередко бывает болезненный вид. Вспомним о взаимных антипатиях микробов почвы. Антаго- низм — обычное явление и среди грибов-микоризообразователей. Пользуясь испытанным оружием — антибиотиками, они убивают бактерии и грибы-паразиты, в том числе псевдомикоризные. Именно поэтому корни с микоризой меньше поддаются патогенной инфек- ции, чем без нее. По мнению некоторых ученых, лучше других за- щищают деревья от всяких напастей грибы козляк и желтый мохо- вик. Английская исследовательница Дж. Девисон долго наблюдала за соснами из старых питомников. Она убедилась, что немикориз- 1М
ные сеянцы всегда подвергались нападению ризоктошш и других псевдомикорнзных грибов и отставали в росте, тогда как микориз- ные обладали к ним стойким иммунитетом и продолжали хорошо расти. Левисов пришла к выводу, что сильное поражение сеянцев хвойных псевдомикоризой на старых сельскохозяйственных угодьях с окультуренной! почвой было связано с тем, что в ней отсутствовали или были сильно подавлены настоящие микоризные грибы. Скорее всего защитная функция складывается у микориз из не- скольких слагаемых. Во-первых, мицелиальный чехол, одевающий! корешок снаружи, как-никак служит известным механическим барь- ером, сдерживающим агрессивные устремления патогенных микро- организмов. Во-вторых, выделяя антибиотики, он еще эффективнее проявляет себя как барьер химический. Надо принять во внимание п то, что микоризные грибы перехватывают поступающие в корень углеводы, лишая пищи своих патогенных конкурентов, и к тому же собственным присутствием побуждают растение-хозяина активизи- ровать способности к самообороне. Предполагают даже, что грибы- симбионты привлекают к борьбе с инфекциями корней полезные микроорганизмы из почвы. Наконец, в течение последнего десятилетия группа канадских ученых открыла у микоризных грибов способность выделять разные летучие вещества (этанол, изобутанол, ацетон, изоамиловый сппрг и др.), аналогичные фитонцидам высших растений. Некоторые из них подавляли развитие других грибов. Впрочем, судя по ряду обстоятельств, сами микоризные грибы некогда произошли от грибов-паразитов. Разве не говорит об этом агрессивное поведение гриба на первых этапах его знакомства с кор- нем и защитная реакция со стороны клеток последнего? И так ли уж гладки их последующие отношения? Не случайно Мелин, напри- мер, называл микоризу двойным безвредным паразитизмом, а ру- мынский профессор Т. Савулеску в шутку'говорил, что симбиоз между грибом и корнем «подобен браку и сводится к взаимной экс- плуатации». Реликтом былого паразитизма гриба можно считать и то, что, за- щищаясь от него, растение выделяет много дубильных веществ. Та- кие вещества, как известно, всегда направлены на борьбу с инфек- цией. Кроме того, при некоторых условиях, когда саженцы истоще- ны, микоризные грибы могут даже превращаться в паразитов. Моло- дые деревца гибнут тогда от обезвоживания. Тот же Мелин первым обнаружил, что у одних и тех же экземпля- ров растений может быть одновременно оба типа микоризы. Потом двойную микоризу обнаружили у многих хвойных, ивы, тополя, березы, дуба, яблони и т. п. Было замечено, что она свойственна слабым и больным деревьям, а также их молодому подросту. Мелин, 197
изучавший заражение стерильно выращенных саженцев чистыми культурами микоризных грибов, вскоре заметил, что все начинается с эндотрофной стадии. Таким образом, оказалось, что экто- и эндо- трофная микоризы — не какие-то взаимоисключающие, раз и на- всегда установившиеся типы, свойственные разным растениям, а фазы борьбы между растением и грибом. У большинства растений, особенно травянистых, эта борьба в течение всей их жизни не пере- ступает порога первой фазы: им свойственна эндотрофная микориза. Древесные породы в ходе борьбы берут над грибом известный ре- ванш, вытесняя его из самих клеток корня на периферию. Для них характерна эктотрофная микориза. Смешанная экто-эндотрофная микориза у деревьев свидетельствует о том, что равновесие между симбионтами еще не установилось и перевес остается на стороне гриба. Эндотрофный тип микоризы дает грибу большие возможности эксплуатации растения. Поскольку только с него и начиналось за- ражение корней грибом, смена фаз в развитии микоризы лишний раз подтверждает гипотезу о происхождении обоюдополезного симбиоза через начальный паразитизм гриба. Кому же в этом симбиозе принадлежит больше «прав», кто им «управляет» — гриб или растение? С чувством удовлетворенной справедливости можно сказать, что основными «рычагами» этого сложного и далеко еще не познан- ного механизма заведует, по-видимому, высший организм — расте- ние. Как это ни парадоксально, но грибу при всей его инициатив- ности и склонности к наступательным операциям отведена более пассивная роль. «Рычагами» служат гормоны, ауксины, витамины, аминокислоты, антибиотики — широкий спектр физиологически активных веществ, которыми обмениваются партнеры. На судьбах каждого из них и всей микоризы в целом в немалой степени сказываются также внеш- ние условия, например содержание в почве азота и фосфора, коли- чество света и т. п. О многих причинах образования микоризы мы в лучшем случае можем лишь догадываться. Их продолжают утаи- вать в своем молчаливом согласии грибы — и растения, прячущие свои корни под землей...
Глава десятая СИМБИОЗ В ИСТОРИЧЕСКОМ ПОТОКЕ ЖИЗНИ ...Каково бы ни было происхождение этого сложного чувства [симпатии, сочувствия.- В. II.], оно должно было усилиться путем естественного отбора... В самом деле, те сообщества, которые имели наибольшее число сочувствующих друг другу членов, должны были процветать и оставить после i себя большее число потомков. ! Ч а р лэ Дар вин Вот и завершилось наше воображаемое странствование по удиви- тельному и прекрасному миру, что лежит за «порогом вражды». Многие вещи в нем, возможно, показались вам даже фантастичны- ми, точно в сказке «В Зазеркалье», которую рассказал Льюис Кэр- рол маленькой Алисе. У нас было время проникнуться оптимистиче- ским и, мы бы сказали (если бы обитатели этого мира были сущест- вами разумными и действовали сознательно), гуманным принципом дружеского единения во имя лучшей жизни, господствующим в нем. Мы воочию убедились также, в сколь ошеломляющем множестве вариантов воплощается этот великий принцип в реальной действи- тельности. Теперь нам известно, какие организмы и ради чего объе- диняются, как живут и передают эстафету дружбы следующим поко- лениям. Но человек хочет знать все. Изучив отдельные явления, он стре- мится их систематизировать, выяснить, сколь часто они встречаются в природе, сделать еще какие-то обобщения и, если это возможно, вывести общие законы и построить теорию. На этом теоретическом этапе познания научные факты переходят во власть логики и фило- софии — всей могучей силы человеческого мышления. Попытаемся теперь и мы взглянуть па симбиозы нс глазами вос- торженного наблюдателя, а пропустив их через призму трезвого и критического ума, одновременно аналитического и синтезирующего, паряще-абстрактного п нрагматическн-заземлснпого и вечно ищу- щего. Попытаемся уловить в потаенной жизни наших «героев»- симбиоптов нечто несравнимо более важное, что могло бы подсказать правильный подход к решению некоторых более общих проблем. 199
Ведь мудрой диалектике познания — видеть в малом великое — людей учит богатейший опыт науки. В настоящей главе речь пойдет об одной проблеме — эволюции, или историческом развитии, симбиотического мира на Земле. Впро- чем, проблема эта настолько емкая, что незаметно притягивает к себе все прочие, как крупные небесные тела притягивают более мелкие по закону всемирного тяготения. Мы постараемся выяснить здесь, как возникли и оформились дружественные союзы, как повлияли они на окружающий мир, оставшийся во власти вражды, и какова их возможная историческая миссия. Пути, ведущие к содружеству Все начинается со счастливой случайности. Если волей судьбы встретятся два существа и при этом окажется, что кто-то из них получит от другого пищу или укрытие, обретет большую безопас- ность или способность перемещаться за его счет, то у него будет больше шансов продлить свою жизнь и оставить потомство. Если вдобавок его случайному покровителю подобные посягательства не покажутся слишком обременительными, а особенно если и «покрови- тель» в свою очередь извлечет из такой встречи какую-то пользу для себя, то вряд ли придется удивляться тому, что их поначалу случайная кооперация, оказавшись полезной в борьбе за существо- вание, сможет вновь и вновь повториться и по прошествии многих поколений окончательно закрепиться естественным отбором как ценное приобретение. Здесь надо особо подчеркнуть, что отдельные случаи взаимопо- мощи, которыми полна жизнь, еще не составляют симбиоза. Настоя- щий симбиоз — это достояние опыта тысяч и миллионов поколений, закрепленного в инстинкте и жизнедеятельности их потомков гене- тически. Став наследственным, сожительство превратилось для сим- бионтов в основной закон и ведущий принцип жизни. Симбиотические союзы возможны далеко не между любыми ор- ганизмами. В них могут объединяться только существа с противо- положными или сильно различающимися потребностями. Напрасно было бы ожидать, чтобы когда-либо вступили в сожи- тельство друг с другом два вида актиний, два вида гидр или цветко- вых растений, жизненные интересы которых близки или совпа- дают. Зато, чем дальше отстоят организмы один от другого по своим потребностям и организации, тем чаще практикуют они между со- бой тесный и взаимовыгодный союз. Всего естественнее кооперация между представителями разных царств. В этом случае в лице симбионтов просто «персонифицируют- ся» взаимодополняющие звенья природного круговорота веществ. 200
Конечно, самые важные н плодотворные мутуалистические союзы чтанавливаюгся между авгогрофамп и гетеротрофами. О широкой жизненной основе таких союзов, заключающейся в извечном «таин- стве» фотосинтеза, мы уже говорили в главе о зеленых животных. Кзгому же разряду союзов можно причислить сотрудничество бак- терии с животными и растениями, а также грибов с насекомыми, орхидеями или с водорослями (в теле лишайника). Мы много раз убеждались, что оно дает его участникам такие преимущества в жиз- ненном состязании, которых они никогда не смогли бы приобрести, развиваясь порознь. I Таким образом, в подтверждение общего правила, в силу кото- рого противоположности притягиваются, подобно разноименным полюсам магнита, мы можем сделать первое обобщение: естественны- ми союзниками и наиболее вероятными кандидатами в члены сим- биоза всегда были далекие формы. Можно сказать и наоборот: чем ближе организмы друг к другу, тем реже возникали между ними подобные отношения. Если провести статистический анализ и попытаться хотя бы ори- ентировочно подсчитать число разных живых существ, способных к сожительству и взаимопомощи, отдельно по каждому царству, типу и классу, то мы сможем сделать еще один немаловажный об- щий вывод. Тогда окажется, что симбиозы встречаются гораздо чаще среди более низкоорганизованных форм (скажем, если гово- рить о животных, среди беспозвоночных чаще, чем среди позвоноч- ных). В пределах же самих беспозвоночных они едва ли не пышнее всего расцвели у кишечнополостных (вспомним кораллы!) — перво- го и низшего типа многоклеточных животных. Здесь всего прочнее и сами союзы. Понять это нетрудно. Ведь именно среди низших форм больше всего слабых и беззащитных, больше всего сидячих (прикреплен- ных), которым, не будь у них сильных и активных союзников, ода- ряющих их радостью передвижения, пришлось бы довольствоваться более скудными ресурсами своего вековечного пристанища. Им в одиночку было бы, конечно, несравнимо труднее отстаивать свои права на существование. Не удивительно также, что жизнь в сим- биозе накладывает на эти организмы особенно глубокую печать, подчиняя требованиям симбиоза уже саму их телесную органи- зацию. По сравнению с низшими высшие животные сохраняют в сим- биозах гораздо больше «личных свобод», так как их отношения с партнерами складываются по преимуществу из актов поведения. Все примеры симбиозов, приведенные в нашей книге, можно рас- положить еще по степени глубины сожительства и взаимодействия. Тогда нетрудно выделить примерно такой ряд. Начинается он со случаев простого сближения в пространстве, когда один организм 261
получает от другого место жительства, защиту или обретает в его лице средство передвижения. Затем идет комменсализм, при котором сожитель получает также пищу, по сам не приносит хозяину ника- кой пользы. В следующей группе примеров окажутся такие случаи, при которых сожители, находящиеся в наибольшем выигрыше, нач- нут оказывать хозяину все более значительные услуги, пока в конце концов эти услуги не станут по-настоящему взаимными (как в ис- тинном мутуалистическом симбиозе), а сами симбионты совершенно не утратят способности жить самостоятельно. Наконец, в самом кон- це, а лучше и правильнее сказать, на самой вершине пирамиды без- раздельно «господствует» лишайник, как подлинно синтетический организм и высшее выражение потенций, заложенных в симбиоти- ческом союзе. Все члены этого ряда связаны друг с другом неуловимыми пере- ходами (градаций тут не счесть!) с самыми тонкими нюансами вза- имной «услужливости», о которых чаще всего науке просто ничего не известно. Поэтому наш ряд не более как грубая схема. Но она может служить очень удобной «шкалой» для суждения о том, как потенции симбиоза претворялись в жизнь. И вот теперь, осуществив подобную классификацию, нетрудно понять, что наша градация выражает одновременно и глубину взаи- модействия симбионтов, и этапы становления их альянса в истории развития жизни на Земле. Действительно, уже простая логика при- водит к мысли, что те пары организмов, «дружба» которых зашла особенно далеко, встали на путь симбиоза раньше других. Истоки их взаимной «симпатии» уходят в самые древние времена. Те же, кого мы застали сейчас на стадии нахлебничества, или те, кто не слиш- ком нуждаются в участии друг друга, скорее всего вступили во вза- имный контакт сравнительно недавно, и их симбиоз еще молод. В подтверждение того, что дело обстоит именно так, наука распола- гает теперь достаточно вескими документальными свидетельствами. Однако здесь опять-таки надо оговориться, что жизнь не один раз могла посмеяться над нашими расчетами и сделать кого-то неразлуч- ными друзьями с самого юного (конечно, в геологическом понима- нии) возраста. Итак, один, наиболее вероятный, можно сказать «столбовой», путь в настоящий мутуализм — это «обращение» комменсалов. Трудно допустить, чтобы обоюдополезный альянс с самого начала, после первых же удачных встреч, развивался на основе взаимности, минуя «эгоистическую» стадию. Таких примеров и не подобрать. Всего один шаг отделяет комменсализм от того рубежа, когда из объединения начинают извлекать преимущества оба организма. Вспомним, что именно на этой переходной стадии мы застали многих обитателей коралловых рифов. Да и вне коралловых «владений» 202
всюду в океане можно встретить комменсалов. Почтив каждой «нор- ке» оседлого беспозвоночного животного легко найти роющего червя» в каждой раковине и в теле каждой губки сидят разные «незва- ные гости», не причиняющие своему хозяину ни добра, ни зла. Но вот кишечнополостные и губки, залезшие на спину краба (или по- саженные туда им самим), уже приносят ему пользу — делают его менее уязвимым для врагов, хотя до полной взаимозависимости им еще далеко. Есть и второй источник, из которого будущие симбиозы черпают своих «волонтеров». Это... паразиты. Как стало недавно известно, изрядная их доля с течением времени также становится на путь бо- лее «праведной» жизни. Поскольку при мутуализме антагонизм сглаживается и тесное единение начинает приносить плоды обеим сторонам, оно оказывается п более устойчивым. У него появляется больше шансов быть отобранным естественным отбором и закре- питься в грядущих поколениях. Возьмем опять-таки лишайники, которые своим разнообразием лучше всего демонстрируют постепенную эволюцию от паразитизма к мутуализму. У наиболее примитивных форм гриб проникает в клетки водорослей и по существу ведет себя как паразит. У других лишайников, прошедших длительный путь совершенствования, мицелий гриба не смеет вторгаться в водоросли, и оба организма живут в полной гармонии. Вспомним также клубеньковые бактерии бобовых, микоризу пли грибы орхидей. Не случайно мы так подроб- но рассказывали, с чего начинается «знакомство» будущих друзей. Разве переход от паразитизма в «ранней юности» к взаимному со- трудничеству в «зрелые годы» не отражает эволюции, некогда про- деланной их предками? Итак, для нас важно было отметить, что настоящий симбиоз, подобно горным рекам, питающимся и снегами, и ледниками, по- полняется из двух источников: непосредственно за счет комменсалов или более кружным путем — через посредство паразитов. Обратного превращения в природе никто не наблюдал. Что касается парази- тов, то сами они зарождаются в кругу комменсалов. На происхож- дении паразитов мы специально останавливаться не будем, но игнорировать их роль в эволюционной судьбе симбиозов означало бы грешить против фактов. Есть ли основания для частичной реабилитации паразитов? К паразитам все питают естественное отвращение. Само слово «паразит» прочно вошло в лексикон обиходных бранных слов, с ко- торыми мирятся литературные редакторы. Им испокон веков обозна- 203
чали что-то нехорошее. Может ли вообще стоять вопрос о какой- либо ревизии наших отношений к паразитам в дикой при- роде? Но давайте предоставим слово науке. Она должна быть выше эмо- ций и всегда говорить только истину, какой бы обескураживающей она порой ни была. А современная наука сильна еще тем, что в со- стоянии смотреть на вещи шире, чем смотрели раньше. Именно наука смогла рассеять былое заблуждение, будто волки и хищные птицы абсолютно вредны и их следовало бы истребить полностью. Оказалось, что делать этого нельзя, и, как ни странно, по той причине, что полное исчезновение хищников создало бы угрозу здоровью и самому существованию их жертв. Численность хищников должна поддерживаться на каком-то минимальном уров- не, обоснованном научными прогнозами. К голосу ученых теперь внимательно прислушиваются. И вот показательно, что с реабили- тацией волков «по науке» кое-где так перестарались, что они, поль- зуясь благодушным настроением людей, вновь размножились до угрожающих размеров. Стало быть, с хищниками, никогда не вызывавшими симпатий, теперь все ясно. Но примерно такому же пересмотру подвергают сейчас и роль паразитов. Они, конечно, наносят вред какой-то части особей, снижают энергию их размножения, но правильно ли ду- мать, что без паразитов и хищников популяции, на которые они дей- ствуют, всегда бы процветали? Знаменательно, что, ополчившись на, казалось бы, извечных злодеев природы — хищников и парази- тов, люди вдруг пришли к парадоксальному выводу, что и те и дру- гие совершенно необходимы для ее сохранения. Ключ к такой переоценке «ценностей» дало нам в руки измене- ние масштаба собственного мышления. Когда к паразитам подхо- дили с узкой меркой сиюминутного результата их вредоносной дея- тельности, ничто не могло смягчить нашего законного негодования. Действительно, истощение сил организма, за счет которого они живут, а часто и его гибель — вот печальный итог их существова- ния. Но давайте попытаемся взглянуть на паразитов не с позиции их единичных жертв, а с точки зрения интересов всей популяции и — что еще важнее — всего сообщества организмов, в котором жи- вут паразиты с их хозяевами. Охватим, кроме того, взглядом не од- но, а по крайней мере несколько поколений. Тогда картина деятель- ности паразитов уже не покажется нам такой мрачной. Обратимся к фактам. Низшие животные не знают пределов пло- довитости. Кто не слышал о внезапном массовом размножении на- секомых— вредителей сельскохозяйственных культур в отдельные годы! Происходит оно от того, что сами вредители не способны регу- лировать свою численность. Но не все сознают, что за вспышкой 204
массового размножения часто наступает пора не менее массовой ги- бели. Предотвращать такие скачки из одной крайности в другую ряду насекомых отчасти помогают паразиты. Благодаря паразитам избегают вредного перенаселения тли, листоблошки, орехотворки, мухи и другие насекомые. В данном случае в интересах сохранения собственного вида насекомым выгоднее отказаться от части своего населения, принеся его в жертву паразитам. В тропическом лесу сравнительно мало открытоживущих ле- тающих насекомых, которые могли бы опылять цветы. Чтобы не ос- таться без опылителей совсем, многие каучуконосы, и прежде всего фикусы, были вынуждены прибегнуть к помощи типичных парази- тов хальцид. В обмен на эту жизненно важную услугу фикусы «дозволили» хальцидам размножаться в завязях своих плодов. Об аналогичной роли таежного гнуса уже говорилось. В свою очередь те же фикусы выступают по отношению к прочим деревьям как паразиты. Их очень мелкие семена заносятся на кору деревьев, по-видимому, птицами, обезьянами и муравьями, питаю- щимися плодами фикусов. По мере своего развития эти эпифиты плотно обвивают ствол дерева-хозяина воздушными корнями, за- трудняя движение по нему соков, затеняют своей густой кроной и в конце концов губят дерево. Но, будучи светолюбивыми, фикусы обычно обосновываются по краям и опушкам леса. Окреппув, они создают благоприятные ус- ловия для развития молодого подроста, состоящего из других пород, для поселения термитов и пчел и мало-помалу помогают остальной растительности джунглей захватить новую территорию. Так, души- тели части древостоя выступают по отношению к лесному сообщест- ву в целом в незаменимой роли пиоиеров-первопроходцев, выстав- ляющих вперед свои форпосты. Опираясь на них, тропический лес продвигается в незанятые районы. Можно ли сказать, что миссия фикусов не достойна похвалы? В итоге получается, что паразитизм играет в природе и извест- ную положительную роль. Хотим мы или не хотим себе в этом признаться, но дело обстоит именно так. Закрывать глаза на факты значило бы уподобиться страусу, прячущему голову в песок в мо- мент опасности. Если угодно, применительно к паразитам теперь создается даже своя «теория относительности», вносящая в понима- ние и этой трагичной стороны жизни истинную диалектику. А теперь самое главное. Отношения между паразитами и хозяе- вами (а частично и между хищниками и жертвами) не остаются неиз- менными. Как мы видели, с течением эволюции острота эксплуата- ции постепенно ослабевает. Сглаживается и исходный антагонизм. В конце концов он может вообще уступить место взаимопомощи и сотрудничеству. Примеры же, в которых друзья-симбионты переро- 205
дились бы обратно в паразитов, хищников или комменсалов, неиз- вестны. Сказанное можно подкрепить еще одним веским доводом. Если тезис о развитии в сторону согласия и сотрудничества верен, то мы вправе ожидать, что вред, приносимый паразитами (и хищниками), и глубина порожденных ими антагонизмов будут особенно велики в молодых сообществах или в тех, куда они попали недавно. Так оно и есть на самом деле. Наиболее показательные примеры тому создал сам человек. Уничтожая леса, распахивая поля и луга и отводя ос- вободившиеся площади под искусственные сообщества (их называют агробиоценозами), он помимо своей воли сводит паразитов с новыми хозяевами и дает возможность разгуляться их хищническим ин- стинктам. Действительно, составив простой список болезней и насекомых- вредителей, наносящих наибольший урон сельскому хозяйству или представляющих особую опасность для нашего здоровья, мы тотчас убедимся, что многие из этих вредителей были лишь недавно зане- сены в новые районы (или сообщества), где быстро нашли себе новых кормильцев. Отсюда и практически важный урок: надо по возмож- ности избегать «знакомить» друг с другом организмы, недружест- венные «наклонности» которых можно заранее предполагать. С другой стороны, в старых, давно сложившихся сообществах, таких, как лес, степь, море, вред паразитов гораздо менее заме- тен. Из всего сказанного о паразитах и хищниках можно вывести те- перь более общее заключение. Объединив, как это делают экологи, порождаемые ими антагонистические отношения под названием от- рицательных взаимодействий, а мутуалистические, основанные на взаимопомощи, под названием положительных взаимодействий, мы вправе утверждать, что в развитии жизни на Земле роль первых не- уклонно уменьшается, а роль вторых возрастает. И по-видимому, в этом заключается одна из наиболее общих тенденций живой приро- ды. Природу можно сравнить с вечно движущимся конвейером. Где- то в самом начале этого конвейера естественный отбор все время бро- сает на него новые формы, еще целиком отягощенные «эгоистиче- скими» стремлениями и жаждой вражды. Вступая на арену жизни и проходя ее «школу» в обществе других организмов, они как бы совершенствуются, «облагораживаются» и в итоге сходят с конвей- ера преображенными, готовыми к «участию» и сотрудничеству. Та- ков путь, ведущий к симбиозу. Следовательно, в широкой исторической перспективе отрица- тельные взаимодействия нельзя считать вредными. Они могут уско- рять отбор, создавать новые приспособления и способствовать еще 206
более пышному расцвечу жизни. Будучи исходным этапом движения к прогрессу, они выполняют роль одного из двигателей эволюции, поддерживающего ход великой машины жизни. Симбиоз в роли двигателя эволюции В природе все уравновешено и па всякое действие есть противодей- ствие. И если в исторические времена в разных местах и случались экологические катастрофы, вроде массовых нашествий разных вре- дителей, то они чаще происходили по вине человека. Можно думать, что равновесие распространяется также на положительные и отри- цательные взаимодействия. Неверно было бы считать, что в природе доминирует антагонизм. Сородичи одного вида па каждом шагу вместо конкуренции демонст- рируют нам яркие образцы согласия и взаимной спаянности. Вспом- ним, как дружно защищается стадо оленей от волков или стая ма- леньких пернатых от коршуна. В стаде и в стае животным легче добывать себе корм и противостоять разным невзгодам. Вы скажете, что это сфера не тех отношений, которые нас инте- ресуют. Однако и мир симбиоза, в котором правят согласие и взаи- мопомощь, сам по себе достаточно велик, а деятельность населяющих его существ поистине неукротима. Разве водоросли, грибы, добрая половина насекомых и особенно мириады мирных бактерий, высту- пающих в роли полезных симбионтов, не настоящие титаны в делах нашей биосферы?! Условия жизни любого организма можно разделить на физиче- ские (климат, почва) и те, которые зависят от присутствия других организмов. После Дарвина в биологии утвердилось убеждение, что взаимосвязи между организмами — самые важные для всего живого и его эволюции. Жизнь в симбиозе — одно из таких условий. Коль скоро при взаимном соперничестве в стремлении к «жиз- ненным благам» свободноживущие организмы, по учению Дарвина, так сильно влияют друг на друга, что это влияние становится глав- ной причиной их эволюции, то при симбиозе, когда они живут вме- сте, взаимовлияние у них должно быть еще сильнее. Значит, эво- люционные изменения тех, кто вступил в симбиоз, должны в первую очередь вытекать из интересов их взаимного приспособления и уже во вторую — из потребности общения с остальным миром. Отсюда справедливо заключение, что сотрудничество и взаимопомощь — отнюдь не менее (а скорее даже более) могущественная причина ис- торических преобразований органической природы. Вот мы и по- смотрим сначала, как эта причина действует на симбионтов, а за- тем — через их посредство — на всех окружающих. 207
Вы сами убедились, сколь глубокий отпечаток накладывает жизнь в симбиозе на всю организацию и жизненный цикл организ- мов-союзников. Нередко, становясь неразлучниками, симбионты из- меняются настолько, что их сразу и не опознаешь. В отличие от того, что происходит у свободноживущих организ- мов, эволюционные изменения, возникающие у симбионтов под вли- янием совместной жизни, направлены на то, чтобы в первую очередь удовлетворить потребности партнера. Симбионты как бы преврати- лись в особо услужливых друзей-альтруистов, соревнующихся в за- ботах о благе и удобстве друг друга. И при этом у каждого партнера приспособления, полезные для другого, прочно закреплены наследственно. Если вырастить живот- ное или растение, служащее хозяином для более мелкого кварти- ранта, то оно и в отсутствие этого квартиранта приготовит для него все необходимое: на волосах ленивца возникнут ложбинки, готовые принять нитчатые водоросли; цекропия оставит незаросшими спе- циальные промежутки в древесине, а снаружи от них — особые уг- лубления в кожице на случай поселения в ее стволе муравьев; на- секомые, дающие приют простейшим, разовьют мицетомы; цветы припасут сладкий нектар и т. д. Таким образом, симбионты постоянно идут по пути взаимного приспособления. Достигнутые на этом пути успехи они сами же друг у друга и контролируют. Иными словами, естественный отбор, бракующий все неудачные и сохраняющий все плодотворные союзы, частично как бы перешел в их собственные «руки»: каждый из сожи- телей производит отбор наиболее пригодного для себя партнера. Что такой отбор существует, наглядно видно из содружества цветков с опылителями, которые по своему строению как нельзя лучше подогнаны друг к другу. Насекомые, опыляя цветки и заве- дуя продолжением их рода, из поколения в поколение отбирают только такие, в которых могут добраться до лакомой пищи; цветки, допуская к себе насекомых, оставляли в числе своих благодетелей только тех, у которых для совершения «брачного таинства» были подходящими длина хоботка, размер тела, имелись соответствующие навыки и трудолюбие. Каких шедевров приспособленности достигли те и другие путем взаимного отбора, мы уже знаем. Хороший пример селекции с помощью муравьев являют нам жу- ки-пауссиды из теплых стран, живущие в муравейниках. Подобно ломехузам, пауссиды привлекают муравьев своими выделениями, стекающими по усикам. По форме усиков у разных видов пауссид можно проследить отдельные этапы эволюции этих жуков в сторону, наиболее желательную для муравьев. У одного из жуков, обитающего на Мадагаскаре и описанного немецким натуралистом Эрихом Вас- маном еще в прошлом веке, булавовидные усики имеют на конце уг- 2М
«Ивовая роза» «Чернильные орешки» на листьях дуба
Шишковидные О нн'ранюморфы на веточке ели Ноло( ш тын галл НН1НОвННКв Ш нш коварные L> тсрато морфы (аксаула Галлы на листьях ивы Галлы на листе осины

Различные лишайники: Пармелия Кладония Ризокарпон [> Поперечный разрез [> через веточку кустистого лишайника: 1 — коровой слой, 2—клетки водорослей, 3 — сердцевина (осевой тяж) Уснея

Связь мицелия грибов с корнями дерева Мухоморы


| дубление, всегда заполненное сладкой жидкостью. Очевидно, по- 5 добный «идеал» (с точки зрения муравьев) в строении усиков мог ' быть достигнут в силу того, что муравьи лучше кормили и стара- тельнее охраняли гех жуков, усики которых все Гюлен? приближались к этому идеалу. Все это яркие свидетельства взаимного отбора и совместной (или сопряженной) эволюции, отличающих мутуалистические сою- зы. Говоря о таких союзах, не следует, разумеется, упускать из виду, что общая жизнеспособность симбионтов строго контролирует- ся также обычным отбором, регулирующим связь симбиоза с окру- жающей его средой. Стремление симбионтов к взаимному приспособлению не озна- чает, что их интересы замкнулись исключительно друг па друге. Испытывая воздействие внешнего мира, они в свою очередь побуж- дают его изменяться. Влияние симбиотических союзов на окружаю- щие живые существа проявляется тем сильнее, чем большее место принадлежит' этим союзам в сообществе. Но вместо того, чтобы тео- ретизировать на этот счет, приведем лучше единственный, зато очень яркий пример. Большая склонность к симбиозу отличает обитателей дождевых тропических лесов. Три группы насекомых - термиты, муравьи и опылители цветов, связанные с тысячами видов растений теснейши- ми дружественными отношениями,--образуют единое и огромное симбиотическое ядро — «сердце» всего сообщества. Остальные жи- вотные и растения фактически живут за его счет. Одни его поддер- живают, другие находятся с ним в вечной вражде. Термиты играют роль главных разрушителей отмершей древеси- ны. Они же переносят ее к корням деревьев, зарывая довольно глу- боко в грунт (чаще на глубину до 1 м). По этой причине деревья в поисках питательных веществ были вынуждены глубже погружать в землю свои опорные корни, что, возможно, толкнуло многие из них к гигантизму (самые высокие достигают в высоту 100 м и более). Кроны таких деревьев-исполинов образуют верхний ярус леса. С другой стороны, затаскивая остатки погибших растений в глу- бокие слои почвы, термиты не дают скопиться лесной подстилке и мешают почвообразованию. Из-за этого на земле плохо растут гри- бы и травы — они были вынуждены в свое время «залезть» на стволы и ветви деревьев и на лианы, где дали начало царству эпи- фитов. Некоторые ученые даже считают, что «воля» термитов прояви- лась в ярусности и во всем облике тропического леса. Косвенно, че- рез растения, они, вероятно, повлияли на состав и распределение его животных обитателей. Вслед за грибами и травами они «загнали» на деревья прочих насекомых, амфибий, рептилий, зверей и птиц 11 В. И. Назаров 209
(в этом им определенно оказали помощь и личинки стрекоз). Вот какими всесильными «диктаторами» проявили себя крохотные су- щества, никогда не показывающиеся на белый свет! На вторых ролях, после термитов, оказались муравьи. Одни из них выступили защитниками зеленого наряда леса, другие — его разрушителями и гонителями всего живого. В числе вторых — наи- более подвижные и агрессивные формы. Чтобы защитить себя от хищных муравьев, многие другие на- секомые вынуждены были перейти к скрытой жизни, к поселению семьями, колониями или скоплениями. Поскольку муравьи в ос- новном охотники дневные, то лучшим способом избежать с ними встречи было перестроить свою жизнь на ночной лад. Вот почему в тропическом лесу столь многие группы животных ведут ночной об- раз жизни. Если в лесах умеренного пояса значительная доля деревьев и трав опыляется ветром (все хвойные, злаки и осоки, а также неко- торые лиственные деревья и кустарники), то в густом тропическом лесу это просто невозможно: в нем нет ветра. Вся надежда здесь на живых опылителей, и, конечно, в первую очередь на медоносных пчел. Казалось, при избытке изысканной пищи они могли бы пло- диться неограниченно. Но, оказывается, для пчел, живущих семья- ми, в лесу не хватает свободных жилищ. Тут-то и обнаруживается, что в своем расселении по лесу пчелы находятся в большой зависимо- сти от термитов, которые обеспечивают их готовыми дуплами и раз- ными укрытиями под корой, удобными для устройства гнезд. По- скольку пчелиное население сравнительно малочисленно, его не хватает для опыления всех цветов. Маловато также дневных бабо- чек и мух, сильно истребляемых хищными муравьями. В этих ус- ловиях растения, чтобы не остаться неопыленными, были вынуж- дены приспособиться к услугам, с одной стороны, птиц, а с другой — муравьев (и, как мы видели, даже некоторых паразитов). Те, что приспособились к муравьям, стали распускать цветки прямо на стволах и толстых ветвях. В интересах «дела» цветки сделались у них также мелкими и невзрачными. Вот сколь велика роль симбиотических насекомых в становлении тропического леса! Они были и остаются его оплотом, они — ос- нова устойчивости и процветания всего заключающегося в нем ви- дового богатства. Вместе с тем тропический лес — это яркий при- мер сообщества, в историческом совершенствовании которого до»ми- нирующую роль играла биологическая среда — отношения между самими организмами. Благодаря большой напряженности этих от- ношений эволюция и образование новых форм жизни, по-видимому, шли здесь семимильными шагами. Рушились и создавались заново бесчисленные жизненные узы, связывающие обитателей леса, усто- 210
явшиеся же отношения усложнялись и перестраивались на все бо- ! лее гармонический лад. В итоге и получилось, что гигантски раз- росшийся симбиоз подчинил себе сообщество в целом и придал его облику неповторимые черты. Противоречит ли идея взаимопомощи дарвинизму? Теперь мы подошли к центральному вопросу. Если симбиоз таит в себе могучую эволюционную силу, если ему благоприятствует от- крытый Дарвином естественный отбор, то не подрывают ли только что описанные факты (а среди них есть и давно известные, и лишь недавно установленные) сам дарвинизм? Не суждено ли заложенно- му в симбиозе принципу обрасти плотью и кровью законченной тео- рии и хотя бы немного потеснить эту классическую доктрину на теоретическом пьедестале биологии? Ответить на этот вопрос важно потому, что дарвинизм, который с годами только мужал и креп, по сию пору остается общепризнан- ным и единственным до конца научным учением об эволюции, но в нем, как нарочно, нет ни слова о «способностях» симбиоза. Впрочем, у самого Дарвина кое-что было. Почему же случилась такая неспра- ведливость? Сейчас мы попытаемся во всем разобраться. Еще старик Эмпедокл учил, что в мире господствуют две силы — вражда и любовь. И меж собой они в вечной борьбе. Дарвин поло- жил в основу своей теории идекТ вражды, назвав ее борьбой за су- ществование, а его немногочисленные противники (мы с ними сей- час познакомимся) — идею любви, усмотрев ее проявление во вза- имной помощи. На принципе взаимной помощи, о которой у нас те- перь есть вполне четкое представление, как раз и строятся все сим- биозы. Значит, главное противоречие двух доктрин заложено в их исходных посылках. Много путаницы и споров часто проистекает оттого, что люди начинают пользоваться каким-то понятием, предварительно не до- говорившись о том, что оно обозначает. Так было и в данном слу- чае. С взаимной помощью все как будто ясно, а вот с борьбой за существование не вполне. И в этом отчасти повинен сам Дарвин, который вместо того, чтобы дать описание его точного содержания, привел лишь несколько поясняющих примеров, а дальше стал пере- межать слово «борьба» со словами «война», «конкуренция», «жиз- ненное состязание». Тут уже не могла исправить положение вскользь брошенная оговорка о «метафорическом смысле» образного термина, и многие преемники великого ученого так и стали понимать борьбу как чисто физическую. Коль скоро все вылилось в драку, то какая уж там может быть взаимопомощь! А включал ли взаимопомощь п* 211
в борьбу сам Дарвин? Некоторые дарвинисты утверждают, что да, но попробуй докажи, коли прямо об этом не сказано. Однако главное не в этом: для построения его теории взаимопо- мощь Дарвину была не нужна. Впоследствии триумф дарвинизма привел к тому, что под его магическим влиянием все бросились изучать до тонкостей отрицательные взаимодействия, т. е. «борьбу», а про взаимопомощь почти забыли. Она уподобилась Золушке, кото- рой еще не коснулась волшебная палочка. Отсюда и результат: мы до сих пор очень мало знаем о симбиозе... Уверовав в то, что вся эволюция и весь прогресс живой природы проистекают из борьбы за существование и выживания наиболее приспособленных, Дарвин, на наш взгляд, явно недооценил роль взаимопомощи. Удивительная вещь: сам же Дарвин подтвердил ее существование капитальными трудами о перекрестном опылении растеши"! и об орхидеях, а в главных сочинениях но вопросам эво- люции о взаимопомощи и близких к ней вещах говорится всего в двух или трех местах на отдельных страницах, которые сразу даже нелегко обнаружить. Любопытно при этом, что Дарвин нигде не сопоставляет ее с конкуренцией. Обратимся к этим страницам. В «Происхождении видов», в главе третьей, Дарвин отмечает всеобщность конкуренции и особо подчеркивает, что она становится с неизбежностью наиболее ожесточенной между особями одного и того же вида, потому что они живут в одной местности, имеют оди- наковые потребности и подвергаются одинаковым опасностям. Бук- вально несколькими строчками ниже Дарвин упоминает об исклю- чениях из этого правила и говорит о том, что во многих случаях зна- чительное число особей «абсолютно необходимо» для сохранения вида и что только их совместное существование и спасает вид от окончательного вымирания. Тут же он приводит примеры: массовое произрастание на полях растений рапса, пшеницы и «изобилие редких форм в немногих местах». В главе восьмой того же сочинения Дарвин пишет, что нет дока- зательств того, чтобы инстинкт какого-нибудь животного был на- правлен исключительно на пользу другого. Здесь же в качестве воз- можного исключения он ссылается на «один из самых выразитель- ных примеров» — травяных тлей, якобы добровольно отдающих сладкие выделения муравьям, но несколькими строками ниже сом- невается в «доброте» тлей и склоняется к мысли,’ что им, может быть, полезно удаление секрета из своего организма. В «Происхождении человека», увидевшем свет гораздо позднее, Дарвин отметил, что многие виды животных общественны и что их представители постоянно оказывают друг другу услуги, например предупреждают о надвигающейся опасности. Птицы и некоторые звери на стоянках выставляют часовых. Дарвин привел и ряд более 212
внушительных примеров взаимопомощи. Так, волки сообща охо- тятся, а пеликаны общими силами ловят рыбу. Самцы бизонов во время опасности встают в круг, а в середину загоняют телят и коров. Рассуждая о происхождении общественных животных, Дарвин справедливо замечает, что чувство общения и взаимной привязан- ности должно было развиться раньше, чем животные стали об- щественными. Творцом и в этом случае оказался естественный отбор. «Между животными, выигрывавшими от жизни в сплоченных сооб- ществах,— пишет Дарвин,— те особи, которые находили наиболь- шее удовольствие в обществе своих, всего легче избегали различных опасностей, тогда как те, которые мало заботились о своих товари- щах и держались в одиночку, погибали в большем числе». Благодаря поддержке отбора сообщества с большим числом членов, способ- ных к симпатии и сочувствию себе подобным, должны были процве- тать и распространяться. Так развились общественные инстинк- ты, направленные к взаимной помощи. Дарвин упомянул даже случаи, когда «разнородные виды дер- жатся вместе», а именно некоторых американских обезьян и общие стаи галок, ворон и скворцов. Отнеся все проявления «обществен- ности» и взаимопомощи к действию естественного отбора, Дарвин, однако, нигде не сопоставил их с конкуренцией и борьбой. Это сделали уже позднее русские ученые — ихтиолог К. Ф. Кесслер, а также географ и геолог П. А. Кропоткин. Оба они, не отрицая борьбы за существование в природе, проти- вопоставили ей другой принцип — взаимную помощь и в доказа- тельство ее реальности привели массу достоверных фактов. Кропот- кин собрал их в объемистой книге, которую назвал «Взаимопомощь как фактор эволюции». Он доказывал, что никакая прогрессивная эволюция видов на основе острого соревнования и борьбы невоз- можна, потому что из тяжелых испытаний животные выходят ос- лабленными и истощенными, как скотина после зимнего недоедания. Идею взаимопомощи горячо поддержал Н. Г. Чернышевский, а уже в нашем веке — такие авторитеты, как Л. С. Берг и А. А. Лю- бищев. Рассуждая о роли взаимопомощи в историческом развитии жи- вотных и противопоставляя свои представления дарвинизму, Кро- поткин опирается исключительно па наблюдения над жизнью семей, стад, стай и скоплений, не выходя за пределы вида. У него нет ни одного примера взаимопомощи между разными видами, которая ведет к симбиозу. Но общие рассуждения о противоположности вза- имопомощи ведущему принципу дарвинизма еще не означают, что фактом своего существования симбиоз бросает ему вызов. Чтобы ответить наконец на этот кажущийся .трудным вопрос — 213
каково же истинное соотношение между борьбой за существование и взаимопомощью в природе, надо четче представить себе механизм, положенный Дарвином в основу эволюции. Дарвин не случайно назвал свою книгу «Происхождение видов». Ведь все живое, что развивается, в каждый данный момент сущест- вует на Земле в форме видов. Объяснить их эволюцию — значит разгадать, как образуются новые виды и создается все сказочное многообразие живых обитателей планеты. Единства такого объяс- нения и удалось достигнуть Дарвину, создавшему теорию, пора- жающую своей внутренней стройностью. Из нее нельзя что-то выби- рать по частям. Ее можно только либо принять целиком, либо цели- ком же отвергнуть. По Дарвину, борьба за существование проистекает из стремления всех живых существ к неограниченному размножению. Некоторые животные и растения ежегодно производят тысячи и даже миллионы зародышей, и, если бы все они выжили, Земля была бы не в силах ни прокормить, ни уместить их на своей поверхности. Тем не менее их численность на Земле не увеличивается, и, стало быть, из всего огромного потомства, оставляемого двумя родителями, в среднем выживают только две особи, которые становятся продолжателями рода. Из этого факта Дарвин сделал вывод, что все остальные ста- новятся жертвами суровой борьбы за существование. Здесь обнару- живается одно из основных противоречий природы: размножение, будучи источником жизни, одновременно порождает борьбу, веду- щую к гибели подавляющего большинства организмов. Но смерть «косит» не без разбора. Погибают в основном слабые, неспособные противостоять жизненным невзгодам; выживают силь- ные или более ловкие, т. е. лучше приспособленные к окружающей обстановке. В гибели неприспособленных и переживании наиболее приспособленных и заключается действие естественного отбора. Борьба за существование реже бывает прямой, физической (как между хищником и жертвой). Чаще всего она выражается в сопро- тивлении неблагоприятному климату или погоде (стихиям) и, что особенно важно, в конкуренции, т. е. состязании с другими организ- мами за лучшее удовлетворение насущных жизненных потребностей (в пище, укрытиях от врагов, местах для размножения и пр.). По- скольку у близких видов потребности сходны, а у сородичей одного вида они вообще совпадают, конкуренция между ними, по мнению Дарвина, должна быть особенно напряженной. Но в природе существует верный способ ее ослабить. Потомство одних и тех же родителей никогда не бывает абсолютно одинаковым. Если внимательно присмотреться, то почти у каждого существа можно обнаружить какие-то вариации в строении, общем складе, привычках. Малейшим индивидуальным уклонениям будут соответ- 214
ствовать незначительные различия в потребностях. Поскольку в одной п топ же местности такие слегка измененные потребности смо- гут легче удовлетворяться, естественный отбор будет стремиться их. сохранять н накапливать. Сменится много поколении, и обосо- бившиеся формы, продолжая отдаляться друг от друга, «дорастут» до ранга разновидностей или подвидов; затем они изменятся уже настолько, что их не будет влечь к заключению «браков», - возник- нут новые самостоятельные виды. Но процесс расхождения признаков на этом не остановится. Родственные виды еще слишком сходны между собой в основных потребностях. Чтобы меньше конкурировать и с максимальной пол- нотой использовать все жизненные ресурсы местности, нужно «на- учиться» питаться разной пищей, использовать разные укрытия, строить гнезда в разных местах и т. п. Продолжая начатое расхож- дение, родственные виды со временем «перерастут» в роды, в недрах которых родятся свои дочерние виды; роды, в свою очередь раздро- бившись, дадут начало семействам, и так, все более поднимаясь и разрастаясь вширь, вырастет великое древо многообразия жизни. Одновременно формы, промежуточные между расходящимися «удач- никами», будут вымирать. Такова классическая дарвиновская схема видообразования. По этой схеме новые виды зарождаются в недрах старых, п их генеало- гическую историю нагляднее всего можно отобразить в виде пучка расходящихся ветвей, в котором каждая ветвь многократно ветвит- ся. Очевидно, родословная всего живого начиналась от одного или нескольких общих корней, основанных немногими первичными ор- ганизмами. Внутривидовая конкуренция, расхождение признаков и проис- хождение родственных групп организмов от общего корня состав- ляют три неотделимых друг от друга логических устоя теории. Это «три кита», на которых фактически держится дарвинизм. А теперь давайте посмотрим, какое место в этой схеме эволюции и видообразования занимают симбиозы. Коль скоро они представ- ляют собой дружественные союзы между разными и, как правило, далекими видами, то, естественно, никак не могут возникать на начальных этапах эволюции, когда видовое разнообразие еще не до- стигнуто, а следовательно, нет и далеких друг от друга видов. Оче- видно, зарождение первого и всех последующих симбиозов возмож- но только на основе далеко зашедшей эволюции по дарвиновской схеме. Таким образом, симбиоз — это плод эволюции, следующей расходящимися путями. В нем как бы смыкаются ее далекие ветви. В лице симбиозов взаимопомощь, будучи порождением борьбы, как бы'«ополчилась» против самой борьбы. Обращая соперников в «союзников» и изымая их из числа конкурентов, взаимопомощь су- 215
жает общий фронт борьбы за существование. В этом смысле она <рабогает» как будто против принципа Дарвина. Но тут надо отдавать себе совершенно ясный отчет в том, что с точки зрения эволюционной взаимопомощь в симбиозе совсем не то же самое, что в лоне вида. Во втором случае, устраняя конкурен- цию, опа действительно препятствует расхождению форм и видо- образованию. В первом же она вовсе не затрагивает основного механизма видообразования, а, наоборот, сама «питается» его плода- ми. Следовательно, симбиоз — это как бы надстройка над эволю- цией, и его возникновение не может противоречить ни одному из логических устоев дарвинизма. Из того, что симбионты перестали враждовать друг с другом (а в микоризах и лишайниках в какой-то мере даже продолжают), совсем не следует, что они остановились в своем развитии. Хорошо иметь союзника, быть ему ближе и нужнее всех и в привычных ус- ловиях полностью удовлетворять его потребности. Но никак нель- зя, даже находясь в его чреве, отгородиться от остального мира, который непрерывно меняется. Будут ли рыбы-чистильщики так же исправно служить своим привычным «клиентам», если по каким-либо причинам их паразиты перекочуют на морских черепах? Смогут ли клубеньковые бактерии по-прежнему снабжать бобовые азотом, если под влиянием прогрессирующего загрязнения атмосферы окислами азота в почве скопится слишком много нитратов? Коль скоро окружение меняется, должен меняться и каждый из симбионтов. Ему ничего не остается, как подчиниться дарвинов- скому закону борьбы за существование. Теперь хорошо отлажен- ные отношения поневоле нарушаются, и их приходится «настраи- вать», как настраивают свои инструменты музыканты симфониче- ского оркестра перед началом концерта. Иначе говоря, внешнее окружение, которое только и делает, что ставит новые «проблемы», постоянно заставляет партнеров по симбиозу совершенствовать формы сотрудничества. Как раз в силу драматических событий, разыгрывающихся за ареной симбиозов, скорее всего и множатся ряды самих симбионтов. Наверное, ленивцы разделились на два рода и несколько видов не потому, что в их шерсти обосновались одни и те же сине-зеленые во- доросли (хотя, конечно, маскировка водорослями была важной предпосылкой выживания ленивцев, а следовательно, и всякой их эволюции), а в силу каких-то иных причин. Вероятно, и друзья- жгутиконосцы не были непосредственной причиной того, что род термитов распался на сотни видов. Рассуждая абстрактно и логично (а для теории это немаловаж- ное дело), мы придем к заключению, что симбиоз сам по себе может беспредельно преобразовывать виды в их парном восхождении по 216
ступеням эволюционной «лестницы», но не увеличивать их число, Могущее!венный по части внушения «симпатий», симбиоз оказы- вается довольно «слабосильным» в создании новых форм живых су- ществ, В принципе он не творец видового разнообразия. Если бы не было па свете «покорителей суровых земель», на этом можно было бы закончить главу и сказать, что у коллизии между дарвинизмом и принципом взаимопомощи, как в доброй старой дра- ме, вполне благополучный исход: как говорится, и волки сыты, и овцы целы. Но как поступить с лишайниками, на первый взгляд на-* рушающими все законы природы? Ведь они являют собой очевид- ный пример того, что именно симбиоз открывает пути к умножению разнообразия жизни. Их 20 тысяч видов - 20 тысяч «голосов», вроде бы направленных против теории Дарвина! Однако и лишайники создают лишь иллюзию противоречия дар« виннзму. На самом деле их возникновение — это всего лишь над- стройка над эволюцией, идущей обычными путями дифференциа- ции. Не будь достаточного разнообразия грибов и водорослей, из которых немногие смогли осуществить прочный союз, не было бы и лишайников. По теории Дарвина, объединяться не могут только близкие формы, па далекие же этот «запрет» не распространяется. Кроме того, появившись на Земле, лишайники опять-таки шли к многообразию как единыё целостные организмы в полном соответ- ствии с дарвиновской схемой формообразования. С этой стороной вопроса, поставленного лишайниками, теперь, кажется, все ясно. Но сам принцип их «сборки» навел некоторых ученых на далеко идущие гипотезы. Как переоценили возможности симбиоза Все, что мы до сих пор говорили о взаимопомощи, симбиозе и эво- люции, относится к организмам, которые пусть даже совершенно неразлучны, по всегда раздельны. Отказав симбиозу в «притяза- ниях» на роль творца, мы тем не менее воздали ему должное и выяс- нили, как несправедливо было бы ссорить его с дарвинизмом. Пора наконец перейти к тем фактам, когда благодаря симбиозу из слияния разных организмов возникает один новый — явление, дарвинизмом не охваченное. Когда в 1867 году А. С. Фамшщын и О. В. Баранецкий выдели- ли из лишайника живые зеленые водоросли, им, собственно, оста- вался один шаг до раскрытия двойной природы этих растений.'Веро- ятно, ученым помешала его сделать большая осмотрительность и то, что они никогда не торопились с выводами. Прошло еще некоторое время после открытия Швепденера, и многим стало ясно, что в ли- 217
шайниках осуществилось «чудесное» соединение двух типов расте- ний. И что самое интересное: соединение было достигнуто не путем гибридизации (в мире растений она не такая уж редкость), когда родительские гены объединяются в единых хромосомах, а по типу эндосимбиоза, при котором наборы генов остаются раздельными. Так лишайник стал первым достоверным примером творческих спо- собностей симбиоза. По мере того как становились известными все новые факты сим- биоза, рос и интерес к этому явлению. В начале нашего столетия он уже перестал казаться скромным уголком живой природы, а занял в ней довольно ответственное место и превратился в модную и даже боевую биологическую тему. Некоторые биологи стали приписывать симбиозу чуть ли не универсальную роль в возникновении основных форм жизни. Как раз в это время Фаминцын и ботаник из Казанского универ- ситета К. С. Мережковский — каждый независимо ют другого — выступили со смелой гипотезой. Они решили, что принцип, поро- дивший лишайник, можно распространить на растительную клетку вообще. По мнению авторов этой гипотезы, и ядро, и хлоропласты с за- ключенным в них хлорофиллом, и центросомы — короче, все извест- ные тогда органоиды растительной клетки ведут свое происхождение от бактерий и водорослей, которые проникли в бесцветный амебо- подобный (или флагеллятоподобный) животный организм извне и стали его постоянными симбионтами. Произошло это событие очень давно, на самой заре жизни. Фаминцын полагал, что хлоропласты ведут свое начало от таких водорослей, как хлореллы и ксантеллы. Для доказательства он ссылался на свои опыты с выделенными из низших животных зоо- хлореллами, которые ему удавалось выращивать в течение многих поколений вне тела хозяина. Мережковский вел генеалогию хлоро- пластов от сине-зеленых водорослей. Аналогичные соображения развивали в это время и ученые Запада. Получалось, что клетка высшего зеленого растения, подобно хорошо знакомой нам зеленой гидре,— результат сожительства по меньшей мере двух организмов — бесцветного и зеленого, которые из-за длительной совместной жизни почти утратили автономию. Согласно гипотезе, органоиды клетки образовались не путем диффе- ренцировки первоначально простого и однородного комочка живого вещества в сложное и разнородное, как утверждает классическая биология, а в результате соединения первоначально разнородных «жизненных единиц» во имя взаимопомощи. Тогда все представители обширного зеленого царства, коль скоро их тела построены из клеток,— организмы комплексные. 218
Для обозначения этого нового принципа эволюции Мережков- ский предложил специальный термин — симбиогенез, что в переводе с греческого означает «возникновение на основе совместной жизни». В соответствии с этим принципом порядок развития живой природы переворачивался с «ног на голову»: выходило, что все разнородное изначально, а сходное производно. Симбиоз помещался в самое на- чало жизни, а ее дальнейшая эволюция сводилась к симбиогенезу. Вырисовывалась хотя и фантастическая, но довольно стройная и со- блазнительная картина развития всего живого. Надо сказать, что Мережковский шел в своих рассуждениях дальше Фаминцыпа. Он был убежден, что в основе всего живого лежат две глубоко различные плазмы — микоидная, из которой состоят бактерии, сине-зеленые водоросли и большая часть грибов, и амебоидная, которая слагает тела животных и растений. Организ- мы, составленные из микоидной плазмы (Мережковский называл их микоидами), принадлежат к самому древнему царству на Земле. В результате симбиоза простейших безъядерных амебоидных су- ществ («монер») с первичными микоидами — бактериями биококка- мп — возникли первичные одноклеточные организмы — амебы и флагелляты. Бактерии, собравшись вместе, образовали ядро клетки. Затем симбиогенез совершил новый «творческий акт»: в первичные амебы и флагелляты внедрились сине-зеленые водоросли (которые сами произошли от бактерий), превратившиеся в хлоропласты. Так, путем двойного симбиоза, возникли клетки всех высших растений. Если, стремясь укрепить свою гипотезу, Мережковский опирал- ся в основном на логические доводы, то Фаминцын искал доказа- тельств в экспериментах. Он справедливо считал, что для ответа на вопрос, представляет ли собой растительная клетка неделимую «жизненную единицу» или симбиотический комплекс, решающим было бы ее опытное разложение на части, их раздельное культивиро- вание и последующая «сборка». И вот в течение более чем 40 лет он изо дня в день извлекает зерна хлорофилла из растительной ткани и пытается их выращивать во всевозможных искусственных средах. Увы! То, что легко удавалось с зоохлореллами, оказалось невозмож- ным с хлоропластамп. Эта неудача явилась, вероятно, главной при- чиной, почему идея симбиотического происхождения хлоропла- стов, а вместе с ней и гипотеза епмбиогенеза были надолго остав- лены. Но из теоретических построений енмбиогенетиков по крайней мерс одна идея — о двух плазмах — оказалась пророческой. Не так давно она вдруг возродилась в новой форме. В течение последних 10—15 лет в сознании ученых вырастала все более глубокая пропасть между безъядерными (а точнее сказать, до- ядсриыми) и ядросодержащими организмами. За ядром «потянулись» 219
другие органеллы * н многие признаки. В итоге можно считать те- перь доказанным, чю различия между ядер ними и безъядерными глубже и фундаментальнее, чем между традиционными царствами животных и растении. На этом основании некоторые ученые делят все живое па два надцарства. Замечательно, что (за исключением грибов) с этими надцарствами совпало распределение организмов между двумя плазмами у Мережковского. После первых попыток поместить симбиоз у истоков всего су- щего прошло свыше полувека. И вот в 1967 году обветшавшая ги- потеза пережила, подобно птице Феникс, как бы второе рождение. Ее возродила Линн Маргулис, молодая женщина-биолог из Бостон- ского университета. Она принялась развивать и доказывать поло- жения, очень близкие представлениям Мережковского (забыв, од- нако, при этом упомянуть своих предшественников). Отличаются они от последних разве только большей детализацией и тем, что к обсуждению привлечены достижения современной науки. Согласно схеме Маргулис, ядросодержащие клетки высших ор- ганизмов ведут свое происхождение от безъядерных, которые про- шли через ряд внутриклеточных симбиозов. Родоначальником всех форм жизни, от которого началась на Земле органическая эволю- ция, был небольшой амебоподобный и, конечно, безъядерный орга- низм (жил он не менее 3,3 миллиарда лет назад). Он еще не был спо- собен дышать кислородом. Это гипотетическое допотопное существо проглотило (но не съело!) несколько бактерий, способных жить в присутствии кислорода; они стали его постоянными симбионтами и передали ему преимущества пользоваться энергией за счет обычного окисления пищи. Так образовались митохондрии. На очереди был симбиоз со спирохетоподобными организмами и обретение чудесного дара движения. Войдя в состав клетки-хозяина, они сделались ее жгутиками. Каждый знает, что делящаяся клетка передает свои свойства в неприкосновенной полноте дочерним клеткам благодаря сложному и точному механизму непрямого деления, заложенному в ядре. Мар- гулис считает, что спирохеты помимо движения одарили клетку и важнейшими элементами этого механизма и создали само ядро. Воз- никновение непрямого деления, закрепившего «завоевания» эволю- ции посредством «точной» наследственности, было в истории органи- ческого мира величайшим событием. Только благодаря ему могла затем развиться способность к половому размножению и могли по- явиться сложные многоклеточные организмы. В итоге симбиоза со * Органеллами или органоидами живой клетки называют структурно оформленные образования, помещающиеся в цитоплазме. 220
Схема симбиогснеза (по Маргулис): I - си1ютетичс( кий а бинднот органа >м типа микопла imoi, 2 —гипотетический про- кариотный a iteoeihh't'iu органики < митолчндрич.ии, 3 гипотетический прокариотный амебоидный ор. 1ани । и < митохондриями, к.н точной мемприной и жгутиком, 4 — простей- ший ндросодер'кащии органики. 1 1— первый сиябно I toirtipeinic а пробных бактерий, 11 второй симбиоз: внедрение спиро- .итанодобных (’империи, 111 образогчише ядра спирохетами возникли так называемые амебожгутиковые существа с ядром — предки современных простейших. Наконец, некоторые из амебоидных жгутиконосцев ухитрились пленить сине-зеленые водоросли и создать им такие условия, что со временем те утратили самостоятельность и превратились в хлоро- пласты. Так образовались примитивные ядерные водоросли, кото- рые через посредство зеленых дали начало всем более высокоорга- низованным формам растений. В связи с успехами молекулярной биологии, обнаружившей ДНК в органоидах клетки, гипотеза Маргулис получила довольно широкий резонанс. В пашей стране ее представления нашли горя- чего сторонника в лице крупного ботаника академика Л. Л. Тахтад- жяна. Вокруг симбиогеиеза снова разгорелся спор, который при- обрел общебиологическое звучание. Несмотря на всю смелость гипотезы, ее, казалось, нетрудно подтвердить логическими доводами. Действительно, выгоды от симбиозов, создавших полноценную клегку, очевидны, и они могли реально осуществиться. Но для подтверждения истинности гипоте- зы одних доводов мало. Для этого нужны доказательства. И вот под впечатлением трудов Маргулис многие физиологи и биохимики занялись поисками фактов, которые говорили бы об автономии клеточных органоидов и их сходстве с ныне живущими безъядерными формами. Надо признать, что за последние годы они 221
накопили солидный материал, ио он оказался противоречивым. Одни факты как будто свидетельствовали в пользу симбиогенеза, другие — против. «Героями» дня стали прежде всего хлоропласты. В них обнаружи- ли свою ДНК, отличную от ядерной, свою систему синтеза белка вплоть до ферментов, сшивающих отдельные «кирпичики» в боль- шую и сложную молекулу. Благодаря тому что все важнейшие механизмы жизнеобеспечения у хлоропластов «свои», они способны самостоятельно делиться и ритм их деления не подчиняется ритму деления ядра. И сами хлоропласты удалось наконец выделить из клетки и в течение нескольких поколений культивировать в искус- ственной среде. Все это дало основание говорить об автономии, или индивидуальности, хлоропластов и об их сходстве с эндосимбион- тами. С другой стороны, те же ДНК и система синтеза белка оказа- лись в хлоропластах удивительно сходными с аналогичными веще- ствами сине-зеленых водорослей. Нечто подобное можно сказать и о митохондриях. По своему биохимическому составу, строению и типу обменных реакций, не говоря уже о размере и внешней форме, они очень напоминают не- которые бактерии. Митохондрии, как и хлоропласты, тоже способ- ны самовоспроизводиться делением. На этом в общих чертах заканчивается перечень фактов, гово- рящих в пользу гипотезы. Впрочем, и они не безупречны. Если у водорослей и мхов можно четко проследить непрерывность деления хлоропластов, то наблюдать за этим процессом в живых клетках высших растений очень трудно и даже невозможно: размеры телец, из которых они образуются, настолько малы, что их почти не отли- чить от митохондрий даже в мощный электронный микроскоп. По- пробуй разбери, из чего они образуются! Поэтому ряд ученых не без оснований сомневаются в самостоятельном размножении этих органоидов и склонны допускать, что их «рождает» ядро. Кроме того, в последнее время исследователи все чаще стали убеждаться, что автономия у хлоропластов и митохондрий довольно куцая. Выявляется, что работа их генов все же контролируется «свыше»: «верховная власть» ядра простирается на синтез многих белков, ферментов, на отдельные этапы фотосинтеза. Поэтому пра- вильнее говорить о полуавтономии. Биохимическое сходство хлоропластов и митохондрий с совре- менными безъядерными организмами несомненно, но оно еще не доказывает их генеалогического родства. Сходство можно объяс- нить близостью состава всего живого, а также тем, что эволюция тех и других шла параллельными путями. Внешне кит похож на рыбу, но их глубокие внутренние различия стали хрестоматийным примером обманчивости первого впечатления: 222
Если быть логичными до конца, то придется согласиться с крн- тиками симбиогенеза, что даже достоверно установленное образова- ние каждого нового поколения органоидов ог себе подобных (пли, как говорят ученые, непрерывность органоидов) еще не докажет их симбиотического происхождения и того, что ядерные произошли от безъядерных. Для этого нужны прямые наблюдения и экспери- менты. В этом смысле гораздо интереснее было бы выяснить, в какой мере безъядерные и ядерные водоросли способны вступать в сим- биоз сейчас — как друг с другом, так и с разными беспозвоночными животными. Важно было бы понаблюдать, какие у них происходят при этом изменения, и попытаться подробно описать все этапы, ве- дущие к постоянному эндосимбиозу. Замечательно, что не так давно цельные и нормально функционирующие хлоропласты были обна- ружены в коловратках и некоторых моллюсках. К сожалению, однако, такие факты единичны и специалистов, которые всерьез изучают мутуалистические связи водорослей с животными, очень мало. Есть и еще одно слабое место в теории симбиогенеза. Рассуждая о путях возникновения сложной клетки — структурной единицы всех животных и растении, опа оставляет в стороне вопрос о том, как появились исходные организмы. Откуда взялась чудодействен- ная зеленая «кормилица», превратившаяся в хлоропласт, откуда появилась проворная спирохета, преобразовавшаяся в двигатель- ный жгутик? Сейчас трудно предсказать, к каким окончательным выводам придет биология, но, даже если когда-нибудь в будущем теория симбиогенеза и подтвердится, эти вопросы останутся в ней зияющими провалами, смыкающимися с неизвестным. По поводу неясной судьбы теории симбиогенеза вряд ли, однако, стоит сокрушаться. Ведь и без нее симбиоз и взаимопомощь прочно утверждаются в науке как могучие «кормчие» в историческом по- токе жизни. 223
Глава одиннадцатая ПРОБЛЕМЫ «ОТ МАЛА ДО ВЕЛИКА» Беспокойство — Это свойство весны, Беспокоиться всегда мы должны, Ибо спеси мы сметной лишены, Что задачи до одной решены. Леонид Мартынов Двадцатый век — эпоха нескончаемого дробления всех наук. В биологии, например, можно насчитать уже больше сотни раз- ных подразделений. Образно говоря, чуть ли не каждое насекомое требует теперь для себя собственной науки. В целом в такой тенденции нет ничего надуманного. Она естест- венно отражает все более глубокое проникновение науки в сущность явлений. В наше время, когда ученые докапываются до глубин и истоков самых сокровенных процессов, стараясь выразить их на языке молекул и атомов, то, что раньше казалось простым, пред- стало настолько головокружительно сложным, что изучение таких вещей по силам лишь узким специалистам. Считается, что любая область познания может претендовать на положение самостоятельной науки, если у нее есть свой предмет, который она изучает, свои методы и задачи. Разве симбиотические союзы живых существ — малый или нечетко очерченный предмет, не достойный специального изучения? Ведь они составляют важный раздел экологии - науки, прогресс которой ныне связывают с судь- бой самого человечества. Впрочем, имя повой науки о симбиозах уже существует — неза- тейливое, но вместе с тем солидное и какое-то всеобъемлющее. К основе слова «симбиоз» прибавили обычное греческое «логос» (нау- ка), и получилось «симбиология». Этим благозвучным названием довольно часто пользуются зарубежные ученые, особенно амери- канские. Тем, что оно начинает звучать с запозданием (и пока достаточно робко), по отношению к организмам-союзникам допущена известная несправедливость. Скажем, для изучения паразитов давно существу- 224
ет специальная наука — паразитология, которая уже накопила огромный материал. Выходит, что ученые своим вниманием к пара- зитам оказали им больший «почет», чем существам, демонстрирую- щим согласие! Тому ссп> веская причина. Преимущественное внимание к пара- зитам объясняется тем, что их вред имел для человека и его хозяй- ства слишком большое значение. До известной поры человек меньше помышлял о наступлении на природу и был больше поглощен* заботой о самосохранении перед лицом враждебной ему стихии/ Можно сказать, что он занимал оборонительную позицию. Иное дело в век научно-технической революции и истощения природных богатств. Теперь человека все больше интересует, как применить действующие в живой природе принципы в его собствен- ной деятельности и как поставить себе на службу те процессы, кото- рые раньше его непосредственно не касались. Тут-то и дошла оче- редь до симбиозов. На отставании симбиологии сказалась и еще одна причина. Некогда симбиозами занимались отдельные ученые, обладавшие поистине энциклопедическими знаниями. Их перу и принадлежит в основном вся старая литература о симбиозах. Но пора энциклопе- дистов давно прошла. На стремление к всеобъемлющим знаниям наложила свое вето глубокая специализация наук. Эрудицию оди- ночек теперь призваны заменить коллективы исследователей. Может ли один человек раскрыть все секреты функционирова- ния какого-нибудь «начиненного» водорослями полипа или альянса между простейшими, грибами и кровососущими насекомыми? Тут мало совместных усилий зоологов и ботаников. Для этого нужны еще экологи, физиологи, эмбриологи, генетики, биохимики, имму- нологи. В общем симбиология — наука такая же комплексная и «синтетическая», как, например, биология развития, космическая биология или эволюционное учение. Надо сказать, что объединение наук вообще идет медленнее, чем их дробление. Ну, а к комплексному изучению симбиозов по-на- стоящему только приступают. И последний вопрос — о субординации наук. Будет ли «почтен- ная» паразитология на равных с юной симбиологией или войдет в нее как часть в целое? ч Очевидно, отношения между обеими науками будут целиком зависеть от того, будет ли включен паразитизм в понятие симбиоза. Если возобладает точка зрения «крестного отца» симбиозов де Барн, о котором упоминалось в первой главе, то паразитология войдет в симбиологию как се составная часть. Перед каждой наукой стоят свои проблемы и задачи. Одному ученому был задан вопрос, в чем он видит успех науки. Подумав, 225
он с улыбкой ответил, что, по его мнению, он состоит в том, что, не решая окончательно ни одной проблемы, наука на месте двух или трех из них создает десятки новых. Это на первый взгляд парадоксальное суждение хорошо отражает диалектический путь ко все более полному знанию. В этом смысле симбиология не составляет исключения. Однако многие из проблем, которыми она сейчас вплотную стала зани- маться, возникли отнюдь не под влиянием изучения симбиозов. Их диктовала сама жизнь. Симбионты же только подали ученым реаль- ную надежду, что помогут в их решении. Мы не станем перечислять все возможные проблемы, стоящие перед симбиологией (а их немало). Лучше рассмотрим вкратце не- которые из них, весьма весомые и в теоретическом, и в практиче- ском отношении. Как научиться управлять иммунитетом и сделать полезными некоторых паразитов Наше здоровье (а равно здоровье животных и растений) зависит от способности организма противостоять проникновению в него болез- нетворных микробов, грибов и любых инородных тел. От тех, что проникли, животные, например, избавляются тремя способами: мелкие микробы и частицы они переваривают (этим занимаются клетки-фагоциты); более крупные — либо выталкивают наружу, либо заключают в плотную капсулу. Активные оборонительные ре- акции, направленные на защиту от инфекции, лежат в основе им- мунитета и запрограммированы в генах. Иммунитет охраняет здоровье организма не только от угроз, исходящих извне. Он ограждает и от опасностей, возникающих внутри. Организм человека и крупных животных построен из многих миллиардов клеток, которые постоянно делятся. Во время деления в некоторых клетках внутренних тканей и органов случаются ка- кие-то ошибки и изменения. При астрономическом числе клеток это и неудивительно. В результате измененная клетка начинает выра- батывать вместо нужных организму веществ совсем другие. Если бы такие клетки и вещества не обезвреживались и не вы- водились наружу, нарушения обмена постепенно привели бы орга- низм к гибели (что получается, например, при заболевании раком). Эту задачу также выполняет система иммунитета, отторгающая продукты перерождения. От нее зависит и совместимость тканей. Как известно, механизм иммунитета очень сложен. Основными агентами иммунитета у высших животных выступают антитела, ко- торые вырабатываются кровеносной и лимфатической системой, 226
костным мозгом, зобной железой и многими внутренними органами. Чтобы сделать ткани разных организмов генетически совместимыми, надо радикально изменить работу антител. Усилия ученых сейчас как раз и сосредоточены на разгадке тайн этих образований. Очевидно, в решении проблемы тканевой несовместимости как раз и могут помочь эндосимбионты. Ведь оесчисленные животные и высшие растения впустили их не только внутрь тканей, но и внутрь самих клеток! Куда же исчезла бдительность их иммунологической защиты от вторжения чужаков? Оказывается, она вовсе не исчезла, а только стала дифференци- рованной. Вспомним еще раз разные «баррикады», воздвигнутые насекомыми, орхидеями, корнями растений на пути проникнове- ния всякой «мелюзги», напрашивающейся в друзья, и то, как потом эти преграды рушатся. Пересаживаемый орган можно, вероятно, без особой натяжки рассматривать как эндосимбионта или даже паразита. Тогда очень пригодится все, что мы сможем узнать о взаимных реакциях орга- низма-хозяина и его «квартирантов». Ценные выводы позволит сделать изучение всех градаций и нюансов в их взаимной терпимо- сти и сравнение с тем, как в этом отношении обстоит дело в содру- жествах разных организмов. Тогда, возможно, будут открыты новые причины, влияющие на совместимость, и, можно думать, откроются реальные перспективы управлять этим процессом. Уже сейчас ведутся, например, исследования, в которых «хозя- ина» постепенно «приучают» к «эндосимбионту» тем, что вводят его по частям: тканям хозяина устраивают «свидание» с отдельными макро- молекулами «симбионта», содержащими его ДНК. Проникновение в тайны защитных реакций интересно не толь- ко для проблемы трансплантации. Раскрытие причин торможения этих реакций при встрече хозяев с обычными «квартирантами» может пролить свет на неизвестные стороны механизма иммунитета и открыть новые пути укрепления устойчивости организма к ин- фекциям, что очень важно, например, при выведении новых сортов культурных растений да и в селекции домашних животных. Если бы стало известно, как эндосимбионты ухитряются усып- лять бдительность иммунологического надзора своего хозяина, очевидно, можно было бы выяснить и обратное: как поддержать силы иммунитета, когда он ослаблен. Тогда, возможно, удалось бы перейти в решительное наступление на такие болезни века, как рак или аллергия. Изучение взаимовлияния компаньонов эндосимбиоза до малей- ших деталей их обменных биохимических реакций вплотную подво- дит к фундаментальной теоретической проблеме взаимного узнава- ния клеток и клеточных взаимодействий вообще. А вне рамок этой 227
общей проблемы пе могут быть правильно решены более частные биологические и медицинские проблемы. Мы говорили об а вгоном и и хлоропластов и фантастическом про- екте введения зеленых водорослей в покровные ткани человека. Такой проект в первую очередь касался бы космонавтов, перед которыми стоит проблема питания в будущих длительных межпла- нетных путешествиях. Если для людей подобный вариант в силу ряда причин неприемлем, то он может быть применен по крайней мере к некоторым животным, мясом которых мы питаемся. Срав- нительно не так давно стало известно, что природа осуществила и этот вариант. В 1965 году японцы Кавагути и Ямазу впервые обнаружили нормально функционирующие хлоропласты в пищеварительных клетках слепой кишки брюхоногого моллюска ализия атровиридис. Оказалось, что моллюски получают их от зеленой водоросли кодиума, которой они питаются. Тело самой водоросли переваривается, а се хлоропласты, попадая в кишечник животного, остаются невре- димыми. Здесь они долгое время продолжают фотосинтез (света им хватает, так как ткани моллюска достаточно проницаемы для лучей) и полностью обеспечивают потребности нового хозяина в углеводах. Относительно того, как это им удается, ученым при- ходится пока довольствоваться одними догадками. Установлено, что такой необычный симбиоз существует между несколькими видами брюхоногих, с одной стороны, и зеленых и красных водорослей — с другой. Вот уж подлинно благодатный ма- териал для изучения автономии растительных органелл в чужерод- ных тканях! Сейчас некоторые исследователи пытаются эксперимен- тально проверить очень интересную гипотезу: не начнут ли моллюс- ки переваривать зеленых кормильцев, если искусственно удалять продукты их фотосинтеза? Практически важные результаты сулит изучение того, как ре- гулируется размножение эндосимбионтов. Туберкулезные палочки — возбудители опасной болезни, но они далеко не всегда патогенны. В организме многих людей палочки живут в небольшом числе совершенно незаметно, не проявляя свое- го вредоносного характера, и человек даже не подозревает об их присутствии. Очевидно, организм таких людей способен энергично сдерживать их размножение и активность. По вполне понятным причинам было бы очень важно выяснить, каким образом это ему удается. Познать сложное явление без подсобных данных и аналогий очень нелегко, и о биохимической стороне контроля организма над патогенными микробами ничего не известно. Не могут ли и тут прийти нам на помощь некоторые животные с находящимися в 228
них эидоспмбиоптами? Дейс гвптел ыю, в случае с «мирными» ту- беркуле шыми наличками немн нос отделяет их взаимоотношения с органи шом-хозяппом от кон филируемого симбиоза. Мы видели, что уже низшие животные способны обуздывать пло- довитость своих постояльцев и в идеале синхронизировать их разм- ножение со своим собственным. Какая-нибудь крошечная однокле- точная парамеция уже в состоянии задать симбиотической хлорелле и частичкам каина выгодный для себя темп размножения. В живой природе действует много общих законов и принципов. Можно думать, что и принцип, лежащий в основе регуляции эндо- симбнонтов и паразитов, един для низших и высших животных и для самого человека. Разгадать же его у просто организованных форм, наверное, легче. Когда это будет сделано, появятся новые возможности борьбы с болезнями и вредителями сельского хо- зяйства. • Даже паразиты косвенно могут сослужить человеку добрую служ- бу. В 1934 году зоолог Ч. Везенберг-Лунд, работавший в Дании, напал на необычно крупных прудовиков (одна из самых распро- страненных форм пресноводных моллюсков). Поначалу ученый по- думал, что перед пнм новая, еще никем не описанная разновидность, но, произведя вскрытие животных, обнаружил, что все они обильно заражены личинками плоских червей — трематод. Паразиты и были виновниками больших размеров моллюсков. С того времени, как впервые стал известен подобный факт, явление увеличения размеров тела под влиянием паразитов (его назвали гигантизмом) обнаружили у многих других животных. Крысы, кровь которых была заражена трипанозомой Леви, дости- гали размеров крупной кошки; мыши и хомяки, пораженные личин- ками одного из ленточных червей, вместо того чтобы худеть, сильно жирели. В ряде случаев даже ягнята от присутствия нематод быст- рее прибавляли в весе. Вот вам и истощение паразитом своей жерт- вы! Нечто сходное открыли и у растений. Перспективы возможного хозяйственного использования этих неожиданных способностей некоторых паразитов ясны без поясне- ний. Если бы, скажем, удалось сыскать подходящего паразита, безвредного для человека, и ввести его’, скажем, бычкам или свиньям, то мы получили бы лишние тонны мяса. На Западе по- пытки подобного рода уже делаются по отношению к устрицам. Однако для достижения желанной цели вовсе нет необходимости заражать животных самими паразитами. Достаточно выделить из них вещество, побуждающее к сильному росту, и впрыснуть его соответствующим восприимчивым «хозяевам». А еще лучше точно установить его химическую природу и научиться синтезировать промышленным способом. Этим ученые сейчас и занимаются. 229
Экзотические симбиозы, указывающие путь к высоким урожаям Чтобы определить точно, сколько животные и растения наращи- вают живого вещества (биомассы), экологи ввели понятие продук- тивности. Из4меряют ее величиной биомассы, производимой на единицу площади, занятой изучаемым видом, за сутки или за год. Если от этой общей величины отнять биомассу, которую организмы тратят на дыхание (т. е. на поддержание своей жизни), то как раз и получится чистый прирост живого вещества, или чистая продуктив- ность. Этим показателем пользуются для сравнения возможностей разных организмов и целых сообществ. (Оперируя этим понятием, мы ради краткости пустим определение «чистая».) Экологи ориентировочно подсчитали среднюю продуктивность разных сообществ и отдельных сельскохозяйственных культур под разными широтами и в разных районах земного шара. И вот оказа- лось, что первые места по продуктивности в морской среде заняли коралловые рифы, а на суше — вечнозеленые тропические леса. То есть биологические сообщества, всеми делами которых заправ- ляют симбиозы! В нашей стране нет ни тех, ни других. Казалось бы, стоит ли нам тогда ими заниматься? Но советские научно-исследовательские суда все чаще направляются в Карибское море, в Тихий и Индий- ский океаны, к царству коралловых рифов. И влечет их туда вовсе не праздный интерес к экзотике. Настойчиво изучая живое население рифов, совершающиеся в коралловых сообществах обменные про- цессы, ученые стремятся найти разгадку их необычайной продук- тивности. Когда она будет найдена, принципы, «работающие» на благо кораллового сообщества, возможно, удастся с успехом при- менить для освоения ресурсов Мирового океана и их непрерывного возобновления. Такова главная проблема, поставленная перед людь- ми этим замечательным творением природы. Поражает то, что, будучи одним из самых продуктивных био- логических сообществ на нашей планете, коралловые рифы омы- ваются самыми бесплодными водами (некоторые экологи подсчита- ли, что по продуктивности первые превосходят вторые в 120 раз!). Живые рифы — это цветущие оазисы в соленой морской пустыне. Первооснова продуктивности водных сообществ — мириады микроскопических водорослей-фотосинтетиков, составляющих фито- планктон. Их развитие зависит от света и растворенных в воде солей азота и фосфора (так называемых биогенов). Те же потребно- сти и у симбиотических водорослей кораллов. Света в тропиках избыток, а вот биогенов практически нет. Без биогенов же никакие водоросли не могут строить органическое вещество, а следовательно, 230
кормить кораллы и население рифа. Этот факт и пробудил у некото- рых ученых сомнение в том, что высокая продуктивность коралло- вого сообщества всецело зависит от фотосинтеза зооксантелл. С другой стороны, остается непреложной истиной, что риф постоянно и щедро отдает органику и биогенные соли многочислен- ным потребителям. Сколько организмов всевозможных размеров и рангов трудится денно и нощно над его разрушением! Какое обилие морских птиц кормится за счет его обитателей! Рифы — один из главных источников существования и для местного населе- ния. Кажется, что неустанный прилив бесплодных вод тоже спосо- бен только отпять накопленное ими богатство. Какие же матери- альные силы его пополняют? Наука еще не в состоянии дать окон- чательный ответ на этот вопрос. Однако кое-что уже проясняется. Нс так давно па атоллах Тихого океана довелось побывать со- ветскому экологу 10. И. Сорокину. Его поразила на рифах необы- чайная плотность и активность бактерий. Они в массе скапливаются на пористых скелетах кораллов и на мертвой органике. Одновре- менно это натолкнуло исследователя на мысль, что именно бактерии могут быть первоосновой, на которой зиждется благополучие всего сообщества. Чтобы убедиться в этом, он тут же приступил к опытам, в которых благодаря применению радиоактивного углерода С14 мог точно определять, какую массу бактерий съедали кораллы. Бактерии действительно оказались в рядах главных созидате- лей живого вещества. Выяснилось, что они извлекают биогены не из солей, а из растворенных в морской воде органических веществ, которые оседают на губчатых поверхностях мертвых кораллов. Бактериями питаются зоопланктон и сами кораллы. Благодаря своему мощному ресничному аппарату кораллы и прочие животные способны отфильтровывать даже единичные клетки бактерий. Пе- реваривая их, они выделяют минеральные продукты обмена, в том числе азот и фосфор, которые сразу используются фитопланктоном. Теперь колесо жизни запущено: одни организмы, поедая других или вступая с ними в кооперацию, получают от них все необходимое. Итак, у кораллов открыто три способа питания: хищничество, симбиотический фотосинтез и фильтрация. Это и позволяет им при скудных ресурсах среды использовать для поддержания жизни фак- тически любые доступные источники энергии. Кроме того, они умеют по-настоящему «дорожить» тем, чего мало. Биогенные эле- менты, однажды усвоенные полипом, попадают в замкнутый круго- ворот между кораллами и их водорослями и теперь будут ими мно- гократно использованы. Оттого, что между симбионтами нет ника- ких посредников, круговорот всех прочих веществ пойдет быстрее. Мы убеждаемся таким образом, сколько поучительного можно узнать у этих экзотических созданий, как много ценных мыслей 231
Углекислый Фосфор Схема круговорота веществ на коралловых рифах. Три способа питания коралловых полипов: I — хищничество, 11 — симбиотический фотосинтез, 111 — фильтрация. Главные потребители коралловых полипов: 1 — рыба-попугай, 2 — морская звезда. Животные-санитары: 3 — рыба-бабочка, 4 — креветка. 5 — бактерии могут они подсказать в деле рационального использования ресур- сов нашего оскудевающего мира. На суше к самым продуктивным сообществам относятся дожде- вые тропические леса. В среднем они производят вдвое больше органического вещества, чем леса умеренного пояса и обычные сель- скохозяйственные культуры. Одна из причин такого преимущества очевидна: в тропиках не бывает зимы и деревья могут расти круг- лый год, оставаясь в зеленом наряде. Однако при сравнении тропи- ческих лесов с нашими листопадными лесами и в летнюю пору преи- мущество все равно остается на стороне джунглей. Оказывается, и здесь на высокую продуктивность «работают» те же принципы, что в коралловом сообществе. Почвы тропических лесов бедны перегноем. В отличие от нашей средней полосы большая часть питательных органических (и мине- ральных) веществ находится здесь не в почве, а в самой раститель- ности. Как же возвращаются они из отмершей древесины в ткани живых растений, минуя почвенную стадию минерализации? Вспомним о микоризе. В тропических лесах она особенно обиль- на. Недавние исследования, проведенные в бассейне Амазонки, показали, что, по-видимому, именно микориза играет в лесу роль «живой ловушки» питательных веществ. Очевидно, она способна прямо захватывать мертвые органические остатки, переводить их в минеральные соли и через гифы закачивать непосредственно в живые клетки корня. При этом в почву (откуда они были бы очень 232
быстро вымыты дождевыми водами) просачивается очень мало рас- творимых солеи. Установлено, чго микориза тропических деревьев способна также усваивать плохорастворимые формы минеральных элементов (на- пример, извлекать фосфор из апатитов и горных пород), малодо- ступные растениям нашего климата. В итоге благодаря микоризе ускоряется круговорот питательных веществ, циркулирующих по замкнутой симбиотической системе. Теперь становится понятным, почему урожаи сельскохозяйственных культур, особенно одно- летних, выращиваемых на месте сведенного тропического леса, быстро падают и пашни приходится забрасывать. Кто и откуда доставит растениям пищу, если нет больше ни ее источника, ни перерабатывающего и подающего механизма?! Оголенная земля, становясь жертвой ливней, обрушивающихся на поля с силой Ниагарского водопада, лишается последних остат- ков перегноя, а нещадно палящее солнце и иссушающие ветры превращают ее в бесплодную латеритную пустыню. Вот и судите:, природное высокопродуктивное сообщество уничтожено, а экономи- ческий выигрыш от посевов получился более чем скромный. Это не значит, конечно, что от земледелия на месте уже вырубленных лесов надо отказаться. Чем же тогда питаться все увеличивающемуся населению развивающихся стран, расположенных в тропическом поясе? Эго указывает только па то, что его бессмысленно вести здесь в «европейском с гиде», в котором преобладают монокультуры. Особые условия, господствующие на землях, занятых симбиоти- ческим сообществом, ставят две настоятельные проблемы. Во-пер- вых, ради сохранения экологическэго равновесия и исправления пе- чальных последствий неудачного землепользования (многих других соображений мы просто не можем касаться) необходимо оставить в неприкосновенности сохранившиеся массивы тропического леса. Во-вторых, для подъема урожайности во влажных тропиках надо вывести сорта, способные к «дружбе» с микоризными грибами. О том, что надо делать в-третьих, стоит сказать особо. «Симпатии» и «антипатии» среди растений У каждого растения свой «характер». Поставьте гвоздику в вазу вместе с розой, и (вероятно, из зависти к красоте «царицы цветов») опа погубит розу раньше срока. Теперь соедините ту же гвоздику с гелиотропом — и совместно они проживут дольше, чем порознь. Нежный ландыш совершенно нетерпим ко всем прочим цветам. Секрет «симпатий» и «антипатий» срезанных цветов прост: их стебли выделяю г в воду вещества, которые по-разному действуют на разных соседей. Но, оказывается, и при естественном произра- 233
станин на земле растения не остаются безразличными друг к другу. То, что они в разной степени соперничают между собой из-за нищи, воды, света и места,— это само собой. Помимо этого разные виды, растущие вместе, устанавливают друг с другом «личные» отношения с помощью разных веществ, выделяемых листьями и корнями. Ве- щества эти для другого вида могут быть благоприятными, вредными или безразличными. Всем известна оздоровительная сила летучих выделений лист- вы — фитонцидов. Они обладают замечательным свойством быстро уничтожать болезнетворные микробы. Но заметно влиять друг на друга с помощью фитонцидов растения не могут, потому что эти вещества относит ветер. Другое дело корни. Их выделения оста- ются в почве и поневоле всасываются корнями соседних растений. Установлено, что из общего количества веществ, накопленных растением путем фотосинтеза, до 12 процентов выделяется корнями в почву. В среднем за год корневые выделения составляют примерно 7 т на гектар поля. Состоят они как из минеральных солей (напри- мер, фосфора, калия, азота), так и из органических соединений (сахаров, органических кислот, аминокислот и др.). С их помощью растение создает вокруг себя собственную биохимическую среду. Однако агентами влияния на соседей выступают только физиологи- чески активные органические вещества — ферменты, витамины, антибиотики, фенолы и др. Действуют они сами или через посред- ство корневых микробов, которых привлекают корневые выделения. И вот что получается в результате взаимодействия, скрытого землей. Сирень, клен татарский и роза ругоза, посаженные близко к ели, начинают чахнуть. Их участь разделяют также яблоня и груша. С другой стороны, по соседству с той же елью рябина, лес- ной орех и малина чувствуют себя превосходно, несмотря на то что их корни сильно переплетаются с корнями ели. Можно было бы ожидать, что в таких условиях растения будут сильно конкуриро- вать за пищу и влагу, но в их взаимоотношениях явно одерживает верх биохимическая «симпатия». В степных посадках саженцы дуба и сосны вечно страдают от угнетающего влияния горькой полыни, вейника, белой мари. По-разному взаимодействуют и сель- скохозяйственные растения, посаженные вместе или рядом. Лук старается испортить жизнь фасоли, репа — помидорам. Напротив, тот же лук помогает расти красной свекле. Поддерживают друг друга картофель, кукуруза и фасоль, редиска и кресс-салат, го- рох и горчица. На такие факты раньше не обращали внимания, а многих из них просто не знали. Но вот 10—15 лет назад на этих фактах выросла новая научная дисциплина — аллелопатия, важность которой признали экологи. К сожалению, в ее ведение, как показывает само 234
название (в переводе с греческого аллелопатия означает «взаимный вред»), попали только вопросы биохимической «войны» растений. Не менее же важные проявления биохимической взаимопомощи остались в стороне. О них в аллелопатии упоминают разве что из соображений контрастного сопоставления. С не меньшим основа- нием можно было бы подобрать подходящий термин для положи- тельных взаимодействий и выделить их изучение в отдельную науку, но этого пока не сделано (не называть же ее аптиаллелопатпей!). Впрочем, дело, конечно, не в названии. Справедливости ради надо сказать, что положительные взаимодействия изучают не меньше, чем отрицательные. Для нас они интересны тем, что представляют собой одну из особых форм симбиоза. В самом деле, именно по принципу взаимной «симпатии», осно- ванной на биологической совместимости, группируются друг с дру- гом деревья, кустарники и травы в лесу, в степи, на лугу — во всех естественных сообществах. Зеленые «друзья», благотворно влияю- щие друг на друга, не только растут рядом, но и гесно соприкаса- ются корнями. Их взаимная поддержка осуществляется через вза- имный обмен корневыми выделениями. И действительно, у союзни- ков — сосны и липы, лиственницы и дуба, дуба и клена — корни сближены, тогда как у враждующих друг с другом сосны и осины или дуба и белой акации ничего подобного нет. Понятно, как все это важно знать и учитывать при создании искусственных растительных сообществ — агрофнтоценозов, поле- защитных полос и лесных насаждений, при составлении долголет- них травосмесей для лугов и пастбищ. Ведь от того, как будут от- носиться друг к другу соседние растения, в немалой степени зависит урожай. В сельскохозяйственной практике прочно утвердилась система, при которой на одном поле сажают какую-то одну культуру: здесь выращивают рожь, там овес, на третьем участке высажен картофель или капуста. Так легче ухаживать за посевами, удобнее собирать урожай, не нужно проводить его сортировку. Но при монокультуре существуют свои беды, сказывающиеся на урожае. Благодаря обилию одинаковых растений на нолях в массе плодятся различные вредители, сильнее развиваются сорняки; ввиду избирательного поглощения питательных веществ наруша- ется минеральный баланс почвы, а из-за меньшего числа корней — ее структура. Однородные посадки сильнее страдают от капризов погоды, особенно от засухи. Кроме того, корневые выделения неко- торых культур и даже пожнивные остатки действуют на их собст- венные следующие поколения как яды (явление это называют утом- лением почвы). Понятно, что смешанные посевы устранили бы все эти отрицательные моменты. 235
Мы знаем i сверь. что секрет высокой продуктивности естествен- ных сообществ заключается в их сложном составе. Настало время отказаться от чистых посевов — этого изобретения человека, ли- шившего растения их природных союзников, и перейти к созданию агрофитоценозов по образцу естественных сообществ. Еще в 30-х го- дах крупнейший советский ботаник В. Л. Комаров отмечал, что максимум растительной массы достигается при наибольшем разнооб- разии растений, входящих в одни и те же группировки. Какой хо- зяйственный эффект дало бы применение этого принципа в земледе- лии в сочетании с правильным подбором растений! Земледельцы издавна стремились к смешанным посевам. Много- вековой опыт научил их, какие культуры можно соединять в пары или группы. На Украине с незапамятных времен принято среди картофеля высевать фасоль или бобы, а вместе с кукурузой сеять фасоль или сою. В А1олдавии и Закавказье кукурузу выращивают вместе с картофелем- и тыквой. Чуть ли не со средних веков прак- тикуются совместные посевы бобовых со злаками. Если до сих пор компоненты для смешанных посевов подбирали методом «проб и ошибок», то теперь, когда корневые взаимодействия начали изучать с помощью меченых атомов, стало возможным вести подбор компонентов на научной основе. В этом направлении достиг- нуты уже немалые положительные результаты. Так, советский ис- следователь В. П. Иванов экспериментально доказал, что горох биологически несовместим ни с овсом, ни с ячменем и что его целе- сообразно высевать с белой горчицей (при этом его урожай повыша- ется на 30 процентов). Рекомендованы и другие'полезные сочетания. Установлено также, что биохимически многие культурные рас- тения сильнее сорняков, но исход борьбы между ними помимо всего прочего зависит от того, кто раньше начал расти и успел пустить корни. Следовательно, высевая культурные растения рано, мы создаем основу для их победы над сорняками. Симбиозы сильны тем, что входящие в них организмы способны процветать в условиях самых скудных источников пищи. Это за- мечательное свойство симбиозов должно быть использовано при освоении бесплодных земель. Из-за возросших масштабов хозяйственной деятельности челове- ка на прекрасном лице Земли появилась частая «сыпь» голой поро- ды. Это и горы пустой породы возле каменноугольных шахт — так называемые терриконы, и шлаковые отвалы теплоэлектростан- ций, и земли, обезображенные после открытой добычи строительных материалов и полезных ископаемых, и т. п. Специалисты разных прогрессий, особенно в нашей стране, усиленно трудятся над тем, чтобы скорее вернуть эти бросовые земли, бедные органическими и минеральными веществами, к жизни, 236
Вот для реку пл ивации таких земе 1ь крайне важно подобрать из числа самых выносливых (и потому пионерных) растений такие виды, которые были бы между собой друзьями. Эксперименты уже показали, что на отвалах пустых пород биохимические взаимоот- ношения растений через их корни выступают почти в чистом виде. Биохимические «симпатии» и «антипатии» растений — проблема исключительно сложная. Ее можно решать только совместными усилиями растениеводов, физиологов, геоботаников, почвоведов, химнков-бнооргапиков и специалистов многих других профессий. Самая важная «мораль» книги Человек, должен быть совестью и разумом природы. М. М. П р и ш в и н Итак, мы убедились, что правильный способ решения только что рассмотренных нами жизненно важных проблем могут подсказать существа, сменившие вражду на дружбу и сотрудничество. Мы виде- ли, что в этой смене отношений заключена одна из причин их успеха в эволюции и секрет нынешнего процветания. Не могут ли идеи и принципы симбиоза сослужить человечеству добрую службу в реше- нии и более общей проблемы — в налаживании гармоничных от- ношен ий человека с природой в целом, от чего зависит его собствен- ное процветание? В такой постановке вопроса нет ни малейшей «биологизации» наших социальных задач. Ведь человек, радикально отличаясь от прочих обитателей планеты, остается живым существом и продол- жает подчиняться законам жизни, общим для всей биосферы. Веками человек только брал у природы средства к существова- нию, а взамен отдавал отходы своего производства. До поры каза- лось, что земные просторы и морская стихия безграничны и могут растворить эти отходы в любых количествах. Микробы, наделенные универсальной способностью все разрушать, сравнительно успешно справлялись с тем, что выбрасывал человек. Но в XX веке положение изменилось. Продолжая брать у приро- ды во все больших количествах сырье, чистую воду и кислород, промышленность стала загрязнять своими выбросами землю, воздух и воду в огромных масштабах. В реки широким потоком потекли грязные сточные воды, на зеркальной глади морей и океанов появи- лась радужная пленка нефти, по голубому небосводу растеклись углекислый и сернистый газы, земля вкусила вдоволь пестицидов и радиоактивных соединений. С такими материалами, как полиэтилен или пластмасса, даже микроорганизмы не смогли ничего сделать, и мертвые груды изготовленных из них предметов, отслуживших 237
свою службу, все настойчивее стали напоминать об оборотной сторо- не медали научно-технического прогресса. Круговорот веществ, поддерживаемый микроорганизмами, оказался разомкнутым. К такому печальному результату приводят действия, идущие вразрез с законами биосферы и принципами симбиоза, когда человек уподобляется хищному зверю или паразиту, впервые дорвавшемуся до своей жертвы. Растрата без возмещения, порча без очищения привели к тому, что естественные ресурсы стали оскудевать. Тут-то природа начала жестоко «мстить», по выражению Энгельса * **, за пренебрежение ее законами. Конечно, размышляя над проблемами взаимоотношений при- роды и общества, нужно совершенно четко отдавать себе отчет в том, что законы, которые управляют природой и обществом, качест- венно различны. Их нельзя сводить друг к другу. В системе «че- ловек — природа» ведущая и всевозрастающая роль принадлежит социальным факторам, и успешное решение глобальной проблемы окружающей среды будет зависеть от правильных рекомендаций не только биологических и эколого-географических дисциплин, но и всего комплекса естественных, технических и гуманитарных наук. (И разумеется, прежде всего от социального устройства того обще- ства, которое эту проблему решает.) Однако законы общественного производства могут действовать беспрепятственно лишь до той поры, пока они не вступают в противо- речие с законами регуляции биосферы, которых они не в состоянии ни отменить, ни заменить. Отсюда со всей очевидностью вытекает непреложный вывод: будучи прежде всего частью биосферы, чело- веческое общество во имя самосохранения должно опираться на ее законы и учитывать ту «мудрость жизни», которая аккумулирова- на в ее обитателях. Именно таким образом и может обрести человек истинную власть над природой. Еще на рубеже XVI и XVII веков Фрэнсис Бэкон говорил, что «природа побеждается только подчи- нением ей». Великий Карл Маркс, предвидя приход нового, коммунистиче- ского общества, указывал, что одной из его главных задач будет рациональное регулирование обмена вещества с природой *♦. XX век, принесший такой урон биосфере, породил и новое, социалистическое общество, призванное избавить человечество от экологической катастрофы и воплотить в жизнь мутуалистические принципы природопользования. Именно социалистическое госу- дарство и социалистическая система хозяйства, положившие конец хищническому отношению к природе, которое свойственно капита- * К. Маркс, Ф. Энгельс. Соч., т. 20, с. 495. ** /(. Маркс, Ф. Энгельс. Соч., т. 25, с. 387. 238
диетическому обществу, по самой своей сути могут и должны убе- речь и приумножить земные богатства. В социалистических стра- нах этому способствуют и единство интересов парода, и централи- зованное плановое развитие экономики. В СССР приняты всеобъем- лющие законы по охране природы и рациональному использованию ее ресурсов. Об обязанности каждого советского гражданина беречь природу говорится в повой Конституции СССР. Однако пока на Земле существует капитализм, успешное осу- ществление задачи в масштабах всей планеты затрудняется. Но состояние окружающей среды не терпит отлагательств. На- стало время для умелых п решительных мер. Какими они должны быть, может подсказать сама природа. Вдумайтесь в сущность любого настоящего симбиоза или симбио- тического сообщества — и вы увидите, какой ценной находкой могут оказаться принципы, лежащие в основе их функционирования. Они указывают на один из рациональных способов рачительного при- родопользования и особенно правильной организации технологи- ческих процессов в промышленности. В этом смысле они воплощают в себе модель, готовую стать, а вернее уже ставшую прообразом наших действий. Человек направляет сейчас свои силы и средства на создание производств с замкнутым, безотходным циклом. Он сооружает слож- ные системы очистки, стремится к экономии материальных ресурсов и пытается включить ряд новых достижений научно-технической революции в биологический (или, что то же самое, биотический) круговорот веществ. Как все эти вещи напоминают то, что партнеры по симбиозу доскональнейшим образом «отработали» за миллионы лет своего самосовершенствования! Некоторые специалисты могут сделать нам упрек в том, что мы слишком превозносим симбиоз и что большинство его принципов просто повторяет законы жизни биоценозов. Конечно, общего у них немало, но при этом вряд ли стоит упускать из виду, что симбиоз — это гораздо более замкнутая и, что особенно ценно, «персонифици- рованная» система, в которой все закономерности работают в более «чистом» виде. Кроме того, функционирование симбиоза, состоящего из двух-трех видов, изучать намного легче, чем биоценоз, состоящий из сотен и тысяч видов. Вот почему симбиотические отношения между организмами начинают все больше привлекать внимание ученых. Наука наверняка раскроет и какие-то дополнительные стороны жизни симбиотических союзов, которые пригодятся людям при реше- нии великих и малых проблем. Но для этого прежде всего необходи- мо, чтобы эти союзы продолжали существовать, удивляя наших по- томков избытком силы и той внутренней гармонии, которая зовется красотой.
Назаров В. Н 19 За порогом вражды: О дружбе и сотрудничестве разных, часто очень далеких существ, которые принадлежат к разным царствам живой природы и не только не поедают друг друга, но, наоборот, поселившись вместе, облегчают себе существование.—М.: Мысль, 1981. —240 с., 12 л. ил, 1 р. 50 к. В книге идет речь о всевозможных формах симбиоза и о том, что дает ИХ тучение. Цветы и насекомые, водоросли и беспозвоночные, бактерии И много* клеточные, муравьи и растения — ног лишь некоторые примеры hi богатейшего мира содружества организмов, играющего важнейшую роль в природе. Книга предназначена для широкого круга читателей. 20901-019 004(01)-81 144-81 ББК 28.08 57.026 Вадим Иванович Назаров ЗА ПОРОГОМ ВРАЖДЫ О дружбе и сотрудничестве разных, часто очень далеких существ, которые принадлежат к разным царствам 'живой природы й не только не поедают друг друга, но, наоборот, поселившись вместе, облегчают себе существование Заведующий редакцией А. ГЕ Воронин Редактор Т. Af. Галицкая Редактор карты О. В. Трифонова Младший редактор С. И. Ларичева Художественный редактор С. М. Полесицкая Технический редактор Е. Л. Данилова Корректор Ч. А. Скруль ИБ № 1697 Сдано в набор 3 1.07.80. Подписано в печать 20.04.81. А02555. Формат бумаги 60XS41/u. Бумага thhoi рафская № 1. Лптерат. гари. Высокая печать. Усл. печатных листов 15,35 (с вкл.). Учетно-издательских листов 16,84 (с вкл.). 23,72 усл. кр.-отт. Тираж 60 000 экз. Заказ X* 2105. Цена 1 р. 50 к. Издательство «Мысль». 1 17071. Москва, В-71, Ленинский проспект, 15. Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцо- вая типография имени А. А. Жданова Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 1 13054. Москва, М-54. Валовая, 2 8.

1 при построении гармоничных отношений между человеческим обществом и биосферой? к расширению сферы 3-Г конкуренций или к взаимопомощи? Есть ли - 1р. 50 к. что позаимствовать из жизни неразумных, I но связанных К1 взаимопомощью существ Противоречит л$.: •< возникновение «дружественных союзов» в природе дарвиновскому _ закону борьбы за существование? К чему стремится природа —