За порогом вражды

Глава одиннадцатая ПРОБЛЕМЫ "ОТ МАЛА ДО ВЕЛИКА"

Двадцатый век — эпоха нескончаемого дробления всех наук.

В биологии, например, можно насчитать уже больше сотни разных подразделений. Образно говоря, чуть ли не каждое насекомое требует теперь для себя собственной науки.

В целом в такой тенденции нет ничего надуманного. Она естественно 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, предстало 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 судьбой самого человечества.

Впрочем, имя новой науки о симбиозах уже существует — незатейливое, но вместе с тем солидное и какое-то всеобъемлющее. К основе слова "симбиоз" прибавили обычное греческое "логос" (наука), и получилось "симбиология". Этим благозвучным названием довольно часто пользуются зарубежные ученые, особенно американские.

Тем, что оно начинает звучать с запозданием (и пока достаточно робко), по отношению к организмам-союзникам допущена известная несправедливость. Скажем, для изучения паразитов давно существует специальная наука — паразитология, которая уже накопила огромный материал. Выходит, что ученые своим вниманием к паразитам оказали им больший "почет", чем существам, демонстрирующим согласие!

Тому есть веская причина. Преимущественное внимание к паразитам объясняется тем, что их вред имел для человека и его хозяйства 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 собственной деятельности и как поставить себе на службу те процессы, которые раньше его непосредственно не касались. Тут-то и дошла очередь 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 энциклопедистов давно прошла. На стремление к всеобъемлющим знаниям наложила свое вето глубокая специализация наук. Эрудицию одиночек теперь призваны заменить коллективы исследователей.

Может ли один человек раскрыть все секреты функционирования 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, иммунологи. 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-настоящему только приступают.

И последний вопрос — о субординации наук. Будет ли "почтенная" паразитология на равных с юной симбиологией или войдет в нее как часть в целое?

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 Бари, о котором упоминалось в первой главе, то паразитология войдет в симбиологию как её составная часть.

Перед каждой наукой стоят свои проблемы и задачи. Одному ученому был задан вопрос, в чем он видит успех науки. Подумав, 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 заниматься, возникли отнюдь не под влиянием изучения симбиозов. Их диктовала сама жизнь. Симбионты же только подали ученым реальную надежду, что помогут в их решении.

Мы не станем перечислять все возможные проблемы, стоящие перед симбиологией (а их немало). Лучше рассмотрим вкратце некоторые из них, весьма весомые и в теоретическом, и в практическом отношении.

Наше здоровье (а равно здоровье животных и растений) зависит от способности организма противостоять проникновению в него болезнетворных 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 реакции, направленные на защиту от инфекции, лежат в основе иммунитета 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 какие-то ошибки и изменения. При астрономическом числе клеток это и неудивительно. В результате измененная клетка начинает вырабатывать вместо нужных организму веществ совсем другие.

Если бы такие клетки и вещества не обезвреживались и не выводились наружу, нарушения обмена постепенно привели бы организм 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, которые вырабатываются кровеносной и лимфатической системой, 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 бесчисленные 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 дифференцированной. Вспомним еще раз разные "баррикады", воздвигнутые насекомыми, орхидеями, корнями растений на пути проникновения 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 организма-хозяина и его "квартирантов". Ценные выводы позволит сделать изучение всех градаций и нюансов в их взаимной терпимости и сравнение с тем, как в этом отношении обстоит дело в содружествах 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 "хозяина" постепенно "приучают" к "эндосимбионту" тем, что вводят его по частям: тканям хозяина устраивают "свидание" с отдельными макромолекулами "симбионта", содержащими его ДНК.

Проникновение в тайны защитных реакций интересно не только 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 инфекциям, что очень важно, например, при выведении новых сортов культурных растений да и в селекции домашних животных.

Если бы стало известно, как эндосимбионты ухитряются усыплять 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 малейших деталей их обменных биохимических реакций вплотную подводит к фундаментальной теоретической проблеме взаимного узнавания клеток и клеточных взаимодействий вообще. А вне рамок этой общей проблемы не могут быть правильно решены более частные биологические и медицинские проблемы.

Мы говорили об автономии хлоропластов и фантастическом проекте введения зеленых водорослей в покровные ткани человека. Такой проект в первую очередь касался бы космонавтов, перед которыми стоит проблема питания в будущих длительных межпланетных 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. Сравнительно 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 её хлоропласты, попадая в кишечник животного, остаются невредимыми. 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 приходится 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 материал для изучения автономии растительных органелл в чужеродных тканях! Сейчас некоторые исследователи пытаются экспериментально проверить очень интересную гипотезу: не начнут ли моллюски переваривать зеленых кормильцев, если искусственно удалять продукты их фотосинтеза?

Практически важные результаты сулит изучение того, как регулируется 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 своего 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 них эндосимбионтами? Действительно, в случае с "мирными" туберкулезными палочками немногое отделяет их взаимоотношения с организмом-хозяином от компилируемого симбиоза.

Мы видели, что уже низшие животные способны обуздывать плодовитость своих постояльцев и в идеале синхронизировать их размножение со своим собственным. Какая-нибудь крошечная одноклеточная 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-симбионтов 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 хозяйства.

Даже паразиты косвенно могут сослужить человеку добрую службу. В 1934 году зоолог Ч. Везенберг-Лунд, работавший в Дании, напал на необычно крупных прудовиков (одна из самых распространенных форм пресноводных моллюсков). Поначалу ученый подумал, что перед ним 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, достигали размеров крупной кошки; мыши и хомяки, пораженные личинками одного из ленточных червей, вместо того чтобы худеть, сильно жирели. В ряде случаев даже ягнята от присутствия нематод быстрее прибавляли в весе. Вот вам и истощение паразитом своей жертвы! Нечто сходное открыли и у растений.

Перспективы возможного хозяйственного использования этих неожиданных способностей некоторых паразитов ясны без пояснений. 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 попытки 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.

Чтобы определить точно, сколько животные и растения наращивают живого вещества (биомассы), экологи ввели понятие продуктивности. Измеряют 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 продуктивность. 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 оказалось, что первые места по продуктивности в морской среде заняли коралловые рифы, а на суше — вечнозеленые тропические леса. То есть биологические сообщества, всеми делами которых заправляют 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 Индийский 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 процессы, ученые стремятся найти разгадку их необычайной продуктивности. Когда она будет найдена, принципы, "работающие" на благо кораллового сообщества, возможно, удастся с успехом применить для освоения ресурсов Мирового океана и их непрерывного возобновления. Такова главная проблема, поставленная перед людьми этим замечательным творением природы.

Поражает то, что, будучи одним из самых продуктивных биологических сообществ на нашей планете, коралловые рифы омываются самыми бесплодными водами (некоторые экологи подсчитали, 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 фитопланктон. Их развитие зависит от света и растворенных в воде солей азота и фосфора (так называемых биогенов). Те же потребности 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, кормить кораллы и население рифа. Этот факт и пробудил у некоторых ученых сомнение в том, что высокая продуктивность кораллового сообщества всецело зависит от фотосинтеза зооксантелл.

С другой стороны, остается непреложной истиной, что риф постоянно и щедро отдает органику и биогенные соли многочисленным 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 населения. Кажется, что неустанный прилив бесплодных вод тоже способен только отпять накопленное ими богатство. Какие же материальные силы его пополняют? Наука еще не в состоянии дать окончательный ответ на этот вопрос. Однако кое-что уже проясняется.

Не так давно на атоллах Тихого океана довелось побывать советскому экологу 10. И. Сорокину. Его поразила на рифах необычайная плотность и активность бактерий. Они в массе скапливаются на пористых скелетах кораллов и на мертвой органике. Одновременно 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 созидателей 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. Переваривая 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 фактически любые доступные источники энергии. Кроме того, они умеют по-настоящему "дорожить" тем, чего мало. Биогенные элементы, однажды усвоенные полипом, попадают в замкнутый круговорот между кораллами и их водорослями и теперь будут ими многократно использованы. Оттого, что между симбионтами нет никаких посредников, круговорот всех прочих веществ пойдет быстрее.

Мы убеждаемся таким образом, сколько поучительного можно узнать у этих экзотических созданий, как много ценных мыслей могут они подсказать в деле рационального использования ресурсов нашего оскудевающего мира.

Схема круговорота веществ на коралловых рифах.

Три способа питания коралловых полипов: I — хищничество, II — симбиотический фотосинтез, III — фильтрация. Главные потребители коралловых полипов: 1 — рыба-попугай, 2 — морская звезда. Животные-санитары: 3 — рыба-бабочка, 4 — креветка. 5 — бактерии

На суше к самым продуктивным сообществам относятся дождевые тропические леса. В среднем они производят вдвое больше органического вещества, чем леса умеренного пояса и обычные сельскохозяйственные культуры. Одна из причин такого преимущества очевидна: в тропиках не бывает зимы и деревья могут расти круглый год, оставаясь в зеленом наряде. Однако при сравнении тропических лесов с нашими листопадными лесами и в летнюю пору преимущество 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 минеральных) веществ находится здесь не в почве, а в самой растительности. Как же возвращаются они из отмершей древесины в ткани живых растений, минуя почвенную стадию минерализации?

Вспомним о микоризе. В тропических лесах она особенно обильна. 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 быстро вымыты дождевыми водами) просачивается очень мало растворимых солей.

Установлено, что микориза тропических деревьев способна также усваивать плохорастворимые формы минеральных элементов (например, извлекать фосфор из апатитов и горных пород), малодоступные растениям нашего климата. В итоге благодаря микоризе ускоряется круговорот питательных веществ, циркулирующих по замкнутой симбиотической системе. Теперь становится понятным, почему урожаи сельскохозяйственных культур, особенно однолетних, 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 остатков перегноя, а нещадно палящее солнце и иссушающие ветры превращают ее в бесплодную латеритную пустыню. Вот и судите: природное высокопродуктивное сообщество уничтожено, а экономический 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? Это указывает только на то, что его бессмысленно вести здесь в "европейском стиле", в котором преобладают монокультуры.

Особые условия, господствующие на землях, занятых симбиотическим сообществом, ставят две настоятельные проблемы. Во-первых, ради сохранения экологического равновесия и исправления печальных 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.

У каждого растения свой "характер". Поставьте гвоздику в вазу вместе с розой, и (вероятно, из зависти к красоте "царицы цветов") она 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 выделяют в воду вещества, которые по-разному действуют на разных соседей. Но, оказывается, и при естественном произра-станин на земле растения не остаются безразличными друг к другу. То, что они в разной степени соперничают между собой из-за пищи, 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. Вещества эти для другого вида могут быть благоприятными, вредными или безразличными.

Всем известна оздоровительная сила летучих выделений листвы — 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 остаются 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 (например, 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 физиологически активные органические вещества — ферменты, витамины, антибиотики, фенолы и др. Действуют они сами или через посредство 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, лесной 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 конкурировать 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 сельскохозяйственные 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, горох 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 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 основанием можно было бы подобрать подходящий термин для положительных взаимодействий и выделить их изучение в отдельную науку, но этого пока не сделано (не называть же ее антиаллелопатией!). 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", основанной на биологической совместимости, группируются друг с другом деревья, кустарники и травы в лесу, в степи, на лугу во всех естественных сообществах. Зеленые "друзья", благотворно влияющие друг на друга, не только растут рядом, но и тесно соприкасаются корнями. Их взаимная поддержка осуществляется через взаимный обмен корневыми выделениями. И действительно, у союзников — 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 — агрофитоценозов, полезащитных полос и лесных насаждений, при составлении долголетних травосмесей для лугов и пастбищ. Ведь от того, как будут относиться 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 нарушается 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 некоторых культур и даже пожнивные остатки действуют на их собственные следующие поколения как яды (явление это называют утомлением почвы). Понятно, что смешанные посевы устранили бы все эти отрицательные моменты.

Мы знаем теперь, что секрет высокой продуктивности естественных сообществ заключается в их сложном составе. Настало время отказаться от чистых посевов — этого изобретения человека, лишившего растения их природных союзников, и перейти к созданию агрофитоценозов по образцу естественных сообществ. Еще в 30-х годах крупнейший советский ботаник В. Л. Комаров отмечал, что максимум растительной массы достигается при наибольшем разнообразии растений, входящих в одни и те же группировки. Какой хозяйственный эффект дало бы применение этого принципа в земледелии в сочетании с правильным подбором растений!

Земледельцы издавна стремились к смешанным посевам. Многовековой 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 Молдавии и Закавказье кукурузу выращивают вместе с картофелем и тыквой. Чуть ли не со средних веков практикуются 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 достигнуты уже немалые положительные результаты. Так, советский исследователь В. П. Иванов экспериментально доказал, что горох биологически несовместим ни с овсом, ни с ячменем и что его целесообразно высевать с белой горчицей (при этом его урожай повышается на 30 процентов). Рекомендованы и другие полезные сочетания.

Установлено также, что биохимически многие культурные растения 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 замечательное свойство симбиозов должно быть использовано при освоении бесплодных земель.

Из-за возросших масштабов хозяйственной деятельности человека на прекрасном лице Земли появилась частая "сыпь" голой породы. Это и горы пустой породы возле каменноугольных шахт — так называемые терриконы, и шлаковые отвалы теплоэлектростанций, и земли, обезображенные после открытой добычи строительных материалов и полезных ископаемых, и т. п. Специалисты разных профессий, особенно в нашей стране, усиленно трудятся над тем, чтобы скорее вернуть эти бросовые земли, бедные органическими и минеральными веществами, к жизни.

Вот для рекультивации таких земель 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 взаимоотношения 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, химиков-биооргаников и специалистов многих других профессий.

Человек должен быть совестью и разумом природы.

М. М. Пришвин

Итак, мы убедились, что правильный способ решения только что рассмотренных нами жизненно важных проблем могут подсказать существа, сменившие вражду на дружбу и сотрудничество. Мы видели, 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 решении и более общей проблемы — в налаживании гармоничных отношений человека с природой в целом, от чего зависит его собственное процветание?

В такой постановке вопроса нет ни малейшей "биологизации" наших социальных задач. Ведь человек, радикально отличаясь от прочих обитателей планеты, остается живым существом и продолжает подчиняться законам жизни, общим для всей биосферы.

Веками человек только брал у природы средства к существованию, а взамен отдавал отходы своего производства. До поры казалось, 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 природы 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 появилась 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 свою службу, все настойчивее стали напоминать об оборотной стороне 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[6], за пренебрежение ее законами.

Конечно, размышляя над проблемами взаимоотношений природы и общества, нужно совершенно четко отдавать себе отчет в том, что законы, которые управляют природой и обществом, качественно различны. Их нельзя сводить друг к другу. В системе "человек — 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 общества, которое эту проблему решает.)

Однако законы общественного производства могут действовать беспрепятственно лишь до той поры, пока они не вступают в противоречие 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, человеческое общество во имя самосохранения должно опираться на ее законы и учитывать ту "мудрость жизни", которая аккумулирована 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 подчинением ей".

Великий Карл Маркс, предвидя приход нового, коммунистического общества, указывал, что одной из его главных задач будет рациональное регулирование обмена вещества с природой [6].

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 государство и социалистическая система хозяйства, положившие конец хищническому отношению к природе, которое свойственно капита-листическому обществу, по самой своей сути могут и должны уберечь и приумножить земные богатства. В социалистических странах этому способствуют и единство интересов парода, и централизованное плановое развитие экономики. В СССР приняты всеобъемлющие 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 осуществление задачи в масштабах всей планеты затрудняется.

Но состояние окружающей среды не терпит отлагательств. Настало время для умелых и решительных мер. Какими они должны быть, может подсказать сама природа.

Вдумайтесь в сущность любого настоящего симбиоза или симбиотического сообщества — и вы увидите, какой ценной находкой могут оказаться принципы, лежащие в основе их функционирования. Они указывают на один из рациональных способов рачительного природопользования и особенно правильной организации технологических 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 сложные 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, "персонифицированная" 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 решении великих и малых проблем. Но для этого прежде всего необходимо, чтобы эти союзы продолжали существовать, удивляя наших потомков избытком силы и той внутренней гармонии, которая зовется красотой.