Книга: Эволюция: Триумф идеи

Биологические инвазии

Мало того что человек уничтожил большую часть лесов и перебил множество животных; у вымирания в Махаулепу была и еще одна причина, связанная опять же с человеком: он привез с собой новые виды животных — крыс, кур, собак и коз. Биологические захватчики, как называют таких пришельцев, на сегодняшний день оказываются одним из наиболее мощных факторов глобального вымирания видов. В отличие от охоты и уничтожения лесов, биологические инвазии практически необратимы. Если люди перестанут вырубать леса, деревья со временем вырастут. Но если биологический захватчик успешно устроился в своем новом доме, выгнать его, как правило, просто невозможно.

Биологические инвазии не новы в истории жизни. Млекопитающие, которые 3 млн лет назад переселились из Северной Америки в Южную, были точно такими же биологическими захватчиками; они вторглись на территорию изолированной группы местных животных и полностью вытеснили многих из них. Как показал Дарвин, для биологической инвазии достаточно, чтобы яйца или семена прилипли к лапам птиц и преодолели с ними некоторое расстояние (а расстояния эти иногда составляют тысячи миль). Другое дело, что до появления человека биологические инвазии были событием редким и даже, пожалуй, исключительным. Требуются многие миллионы лет, чтобы континенты соприкоснулись. Путешествовать по океану или на птичьих лапах непросто: по оценкам ученых, до человека новый вид появлялся на Гавайях примерно раз в 35 000 лет. К тому же колонистами обычно были птицы, летучие мыши и различные мелкие беспозвоночные. Собаки или крысы, к примеру, не могли добраться до островов на лапах птиц.

Когда же на Кауаи прибыли полинезийские поселенцы, вместе с ними на острове появился целый набор новых биологических видов. Крысы быстро обосновались на новом месте и начали поедать птичьи яйца и сухопутных улиток. Куры и свиньи, привезенные полинезийцами, выкапывали проростки и поедали семена; возможно, они нанесли местным лесам даже больший ущерб, чем человеческие поселения.

С прибытием европейцев новые виды на островах стали появляться намного чаще. Будучи первыми по-настоящему глобальными торговцами, европейцы могли на своих судах перевозить виды из одного конца света в другой. Иногда виды вводились в экосистему намеренно — вспомним, к примеру, подаренных капитаном Куком коз, — но чаще всего это происходило случайно. В 1826 г. китобойные суда завезли на Гавайи комара — носителя малярии, которая для гавайских птиц оказалась смертельной. Одичавшие свиньи рыли ямы, где застаивалась вода и комары могли размножаться, и вскоре эти насекомые начали кусать местных птиц. Вероятно, малярия погубила огромное их количество; сегодня многие виды птиц живут только в горах, на большой высоте, где комаров убивает холодный воздух.

Биологические инвазии многократно умножились в последние 200 лет — не только на Кауаи, но и по всему миру. Стальные сухогрузы и самолеты заменили собой парусные суда, и теперь растениям, животным и микробам становится все проще путешествовать между далекими материками в поразительных количествах. Так, при тщательном осмотре судов, приходящих в Чезапикский залив, ученые обнаружили в балластной воде каждого судна крабов, кефалевых рыб и сотни других видов животных — в среднем 2000 животных в каждом кубометре воды. При этом в США ежегодно прибывает 100 млн тонн балластной воды. Насекомые и семена часто путешествуют с зерном или лесом. Только в США на данный момент присутствует 50 000 пришлых видов, и количество их быстро растет. С 1850 по 1960 г. в бухте Сан-Франциско новый вид появлялся примерно раз в год; после 1960 г. — примерно раз в три месяца. На Гавайях каждый год появляется с десяток новых видов насекомых и других беспозвоночных.

Лишь некоторым пришлым видам удается добиться успеха на новом месте. Как правило, сорные растения и животные без труда устраиваются там, где доминирует человек; это понятно — они способны существовать в нестабильных экосистемах и агрессивно распространяться. И некоторым хищникам удается неплохо устроиться — ведь они могут питаться разными видами добычи. К примеру, до Второй мировой войны на острове Гуам не было змей. Но во время войны, когда США начали завозить на остров военное снаряжение, вместе с ним была случайно завезена коричневая бойга; вероятно, змеи заползали в самолеты. На острове они начали поедать всех мелких животных, каких только могли найти. В результате из 13 аборигенных видов лесных птиц на Гуаме уцелело лишь три, из 12 местных видов ящериц — тоже три вида.

Иногда вид-пришелец, перебравшись на новое место, избавляется от ограничений, сдерживавших его распространение в прежних местах обитания. В 1935 г. громадная тростниковая жаба Bufo marinus, или ага, была привезена в Австралию для уничтожения жуков, поедавших сахарный тростник. С тех пор она распространяется по северной Австралии, расширяя свой ареал на 30 километров каждый год. При этом плотность населения аги в Австралии на порядок превосходит ту, которой ей удается достичь в родных краях. Судя по всему, в Австралии жаба чувствует себя лучше, чем в Латинской Америке, потому что здесь отсутствуют привычные для нее естественные ограничения. Австралийские хищники погибают от яда, который вырабатывают специальные железы на спине жабы; в Новом Свете хищники давно обзавелись соответствующим противоядием. К тому же в Австралии нет вирусов и других патогенных микроорганизмов, которые в Латинской Америке помогали сдерживать рост численности жаб. Но даже такой успех пришлого вида мог бы оказаться терпимым, если бы ага действительно помогла избавиться от жуков-вредителей. Но дело в том, что она не проявила к ним никакого интереса; вместо жуков жаба питается всем, что удается поймать, включая ящериц и редких сумчатых.

Иногда пришельцам удается добиться успеха, изменив законы своей новой экосистемы. К примеру, Гавайи — довольно необычное место, потому что там почти не бывает пожаров. Чтобы возник пожар, нужна молния, а чтобы возникла молния, нужна гроза; гроза, в свою очередь, формируется там, где воздух над большими массами земли нагревается и перемешивает атмосферу. На большинстве континентов пожары — привычная часть жизни, а потому растения и животные развили у себя те или иные защитные механизмы. Но Гавайи — это полоска островов в окружении океанских просторов, поэтому молнии в них попадают очень редко, а местные растения и животные не имеют приспособлений, которые помогали бы им защититься от огня.

В 1960-х гг. на Гавайях появились два вида привычных к огню растений: один из видов травы-бородача (Schizachyrium condensatum) из Центральной Америки и паточная трава (Melinis minutiflora) из Африки. Сухие стебли и листья этих трав формируют на поверхности земли горючий ковер, который ждет только искры. Человек, с его сигаретами и кострами, не подвел, и на островах начали возникать пожары. Местные растения от огня погибали, а пришельцы быстро захватывали освободившиеся территории. По мере их распространения пожаров становилось все больше. В некоторых местах на Гавайях сейчас выгорает ежегодно в 1000 раз больше земель, чем до появления трав-пришельцев. В этих условиях местные травы, разумеется, не имеют никаких шансов вернуть утраченные территории.

Одновременное появление множества пришлых видов может сломить сопротивление любой здоровой экосистемы. Великие озера стали жертвой именно такой экологической катастрофы. До начала XX в. большинство судов, приходивших на Великие озера, использовали в качестве балласта камни, песок или ил; в таком балласте могли путешествовать лишь некоторые животные и семена. В начале XX в. суда стали применять в качестве балласта воду, и в 1959 г., когда был наконец открыт глубоководный путь Св. Лаврентия, иностранные суда начали регулярно поставлять новые чужеродные виды в озера.

Суда приходят в Великие озера со всех концов Земли, но большинство успешно обосновавшихся здесь видов происходит из одного и того же региона — Черного и Каспийского морей. Животные, обитающие в тех краях, сумели приспособиться к неожиданностям. Уровни Черного и Каспийского морей за последние несколько тысяч лет поднимались и опускались больше чем на 180 метров, соленость их тоже сильно менялась. Эволюция здесь проходила на фоне диких флуктуаций, в результате местные животные способны выжить в широком диапазоне условий. Они достаточно выносливы, чтобы пережить долгое путешествие в балластном трюме из Европы в Северную Америку, и способны быстро размножиться в пресной воде Великих озер.

В середине 1980-х одна маленькая ракушка дрейссена, или полосатая мидия, проделала путешествие из южной России в озеро Сент-Клэр. Эта ракушка выпускает липкие нити и закрепляется с их помощью практически на любой твердой поверхности; чтобы питаться, она пропускает воду через свое тело и отфильтровывает планктон. Дрейссена может размножаться до тех пор, пока не облепит сплошь все, что попадется: плотины, водозаборные трубы и речные русла. Ее острые раковины усеивают дно, раня ноги купающихся.

Полосатая мидия распространилась по Великим Озерам и окружающим водоемам, и везде, появившись однажды, она переворачивает местную экологию с ног на голову. Она покрывает сплошным ковром редкие виды мидий, накрепко запечатывает — и тем самым убивает их. Как правило, местные виды исчезают через 4–8 лет после появления в озере или реке дрейссены. Она так эффективно фильтрует воду, что почти не оставляет в ней планктона; в результате в озерах исчезают мелкие ракообразные, которым нечем питаться, а за ними и рыбы, основную пищу которых они составляют.

Дрейссена прокладывает путь и облегчает обустройство в Северной Америке другим пришельцам из Каспийского и Черного морей. В 1990 г. в Великих озерах был обнаружен черноротый бычок — основной враг дрейссены в Европе. Ракообразное Echinogammarus, основной пищей которому служат отходы дрейссены, появилось в Великих озерах в 1995 г.; с тех пор он в двадцать с лишним раз увеличил свою численность, вытесняя одновременно местных ракообразных. Echinogammarus — любимая пища молодых черноротых бычков, так что с его появлением численность этих рыб еще больше выросла. Еще один иммигрант, крохотное колониальное животное гидроид, появился в Великих озерах за несколько десятилетий до дрейссены, но, пока ее не было, оставался в своем новом доме редким видом. В Европе гидроид питается личинками дрейссены, и наступление этого моллюска на Великие озера вызвало популяционный взрыв и у гидроида; теперь гидроиды сплошь покрывают новые поля полосатых мидий. Но этого мало. Дрейссена отфильтровывает из воды Великих озер ил; вода становится прозрачнее, солнечного света в глубину проникает больше — в результате лучше растут подводные растения. Эти растения служат дополнительной опорой для мидий. Иными словами, стимулируя рост подводной растительности, дрейссена увеличивает и собственную численность. Понятно, что в Великих озерах речь уже не идет о нескольких чуждых видах; там выстраивается целая чуждая экосистема.

Учитывая темпы возникновения новых биологический инвазий, в настоящее время именно они становятся, по мнению ученых, важнейшей угрозой биологическому разнообразию планеты; в предельных случаях они приводят к практически полному разрушению сложившейся среды обитания. Некоторые острова рискуют лишиться из-за них большей части местных видов. Число местных видов на острове Маврикий уже уменьшилось с 765 до 685; одновременно на острове обосновалось 730 пришлых видов. Половина исчезающих видов США находится в опасности именно из-за биологических захватчиков.

Разгул биологических инвазий — совершенно новое явление в истории жизни на Земле. Никогда прежде ничего подобного не происходило. Конечно, внезапные катастрофы стирали с лица земли целые тропические леса или коралловые рифы задолго до появления человека, но никогда прежде такое количество видов не имело возможности свободно перемещаться по всему миру. Биологические инвазии могут стать не только одним из механизмов массового вымирания; они могут так сильно изменить природу, что их следы будут заметны еще долго после исчезновения человека.