Новости

7 апреля, 2023 18:23

«Сад должен быть красивым». Разговор за жизнь с директором ботанического сада Павлом Крестовым

Источник: Naked Science
На жизнь одной сосны корейской, которую жители Дальнего Востока зовут кедром, выпадает основание первого в мире ботанического сада, десятки войн и развитие сети ботанических садов после одной из них, развенчание мифа о разумности кедрового стланика, сделанное ученым в ГУЛАГе, появление компьютеров и моделей, описывающих в том числе и кедры. Обо всем этом биолог Михаил Гельфанд поговорил с директором Дальневосточного ботанического сада-института членом-корреспондентом РАН Павлом Крестовым. Это интервью опубликовано в рамках совместного проекта Naked Science, Сколтеха и РНФ «Разговоры за жизнь»*.
Биолог Михаил Гельфанд с директором Дальневосточного ботанического сада-института, членом-корреспондентом РАН Павлом Крестовым. Источник: Евгений Гурко
[Naked Science]: Зачем сейчас нужны ботанические сады? Вот в XIX веке я понимаю, привозили всякие экзотические растения, высаживали в оранжереи.

[Павел Крестов]: Это даже не XIX век.

[NS]: Шестнадцатый?

[ПК]: Это эпоха географических открытий. Ехали не за экзотикой и не за романтикой, ехали за золотом, пряностями, лекарствами, специями. И это практически полный список того, за чем ехали.

[NS]: То есть фактически из четырех пунктов только золото не было ботаническим предметом. Серебро еще.

[ПК]: Серебро не так много стоило, как дорогие пряности. И все добро, привезенное из дальних странствий, надо было куда-то посадить и как-то сохранять. Соответственно, надо было создавать для этого какие-то огороды. Их и делали там, куда прибывали корабли первопроходцев: Испания, Португалия, Нидерланды, Италия. Первый сад из ныне существующих был создан в XVI веке в Падуе. Он, как и было задумано создателями, имеет ту же округлую форму с разбивкой по сторонам света. Туда привозили, высаживали и бережно хранили растения с разных континентов.

Я думаю, что сейчас по большому счету цель ботанических садов осталась такой же. Когда мы говорим о ботанических садах, мы говорим о растительном генофонде, который может использоваться для селекции, для выведения новых сортов, самых разных по предназначению, и лекарственных, и технических, и красивых декоративных, и пищевых, и всех прочих других.

Сейчас упор больше делается на декоративность, потому что в какой-то момент итальянцы сказали: Bel giardino — сад должен быть красивым, и с тех пор сады стали пытаться делать красивыми и привлекательными для людей. С той поры в сад стали ходить, чтобы полюбоваться растениями, и деньги стали платить. Произошла некоторая подмена понятий, практическая востребованность растений, сохраняемых в ботсадах, ушла в тень. Красивость сада стала приносить значительно больший доход.

[NS]: Современный ботанический сад — это научное учреждение или культурно-массовое?

[ПК]: Я весь свой административный период жизни положил на то, чтобы это все-таки было научное учреждение. Потому что даже в организации культурно-массовых мероприятий должна быть научная основа, и должен содержаться какой-то научный посыл людям, чтобы сделать их более грамотными, дать им информацию, которая сделала бы жизнь нашего общества лучше.

[NS]: Казалось бы, генофонд — это когда много-много семян какого-нибудь растения разных сортов. А в ботаническом саду это обычно каждого куста по одному экземпляру, максимум клумба.

[ПК]: Всё так, но на самом деле, ботанический сад — это идеальное место для сохранения генофонда в любых возможных формах его хранения. Во-первых, гербарии. В крупных ботанических садах есть гербарии, в некоторых садах они достаточно приличные по объему, например в Центральном сибирском ботаническом саду (ЦСБС) в Новосибирске, у нас тоже хороший гербарий во Владивостоке, в Москве в саду МГУ. Конечно, их нельзя сравнить с БИНовским *[Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН в Санкт-Петербурге. — прим. авт.] или с гербарием Главного ботанического сада РАН (ГБС) в Москве. Если говорить о тех садах, которые были созданы при Академии наук, то в них сразу была заложена научная база и поставлены научные задачи, одной из которых была концентрация полезного растительного генофонда. Эти сады — ГБС, Новосибирский и наш — создавались сразу после войны: ГБС в 1945-м, ЦСБС в 1947-м и наш в 1949 году, когда, казалось бы, было не до садов. Там, естественно, хранение генофонда было второй задачей: первой задачей было народ знакомить с растительным миром Земли, районов, провести хоть какую психологическую реабилитацию после тяжелейших испытаний.

[NS]: Пытались немножко отвлечь людей от трудностей?

[ПК]: Тем не менее я думаю, что был и посыл на решение научной задачи. Скажем, есть такая научная проблема, как интродукция…

[NS]: Где интродукция, там и инвазия.

[ПК]: Мне кажется, что это проблема в какой-то мере надуманная, потому что инвазия в меньшей степени связана с ботаническими садами, чем, например, с экономическим развитием. Юлия Константиновна Виноградова сейчас работает по гранту РНФ, делает замечательный проект по растительным инвазиям вдоль российских железных дорог, вдоль Транссибирской магистрали, в частности.



Директор Дальневосточного ботанического сада-института член-корреспондент РАН Павел Крестов. Источник: Тимур Сабиров

[NS]: То, что растет на обочинах, на насыпях?

[ПК]: Да, то, что растет на насыпях. Там открывается множество возможностей проследить скорость распространения разных видов, источники заноса и так далее.

[NS]: Есть чудесный проект «Мемориала»(Минюст объявил «Мемориал» иностранным агентом) и московского Тимирязевского музея, они смотрят растительность на территории бывших лагерей.

[ПК]: Я не слышал про этот проект, но я знаю, что на территории лагерей велась огромная научная работа ботаниками. В Магаданской области Гуго Эдгарович Гроссет, будучи заключенным, начал научную работу по кедровому стланику, потом его перевели на поселение, и он продолжил, и сделал замечательное открытие. Кедровый стланик полегает зимой, до снега, а потом его в полегшем состоянии покрывает снег, и ему приписывали даже, что он чувствует появление снега, то есть ведет себя вполне разумно. А Гроссет выяснил, что у стланика есть специальные ткани из клеток с толстыми стенками, и когда температура падает ниже нуля, мороз клеточные стенки обезвоживает, ткань сокращается, стланик ложится, и потом его покрывает, естественно, снег. Это в Магадане, в Японии он так себя не ведет, потому что там снег выпадает при плюсовой температуре. Это была очень такая серьезная работа, которую он сделал со скальпелем и с каким-то допотопным микроскопом, который у него был.

[NS]: Тот проект — это не про науку, которую делали люди в лагерях или рядом с лагерями, а про растения, которые распространялись с людьми, которые попадали в лагеря.

[ПК]: Куда попадают люди, туда попадают и растения. И этот процесс связан не только с людьми, есть миграции животных и птиц. И сами растения способны мигрировать. Я сейчас пытаюсь разделить два процесса, потому что есть естественная миграция видов, которая не является инвазией, а связана с климатом. В центральной и сибирской России это сложно наблюдать, потому что лесная зона, как правило, там подперта с юга степной, а у нас на Дальнем Востоке есть непрерывный лесной градиент, от Чукотки до тропиков, и по этому градиенту лесные виды имеют возможность мигрировать. Сейчас эта миграция очень сильно заметна.

[NS]: На север?

[ПК]: На север. На самом деле, есть еще второй вектор, градиент континентальности климата от побережья к Забайкалью. Это очень короткий, резкий градиент, и миграции вдоль него также заметны.

[NS]: Это естественная миграция, фактически просто ареал сдвигается или расширяется. А классические инвазии, борщевик какой-нибудь?..

[ПК]: Понятно, что классические инвазии тоже происходят, и их много. В Приморском крае борщевика Сосновского нет, потому что есть очень хороший ограничивающий фактор: температуры почв, которые зимой опускаются ниже минус 10 градусов.

[NS]: Вымерзает?

[ПК]: У нас на Дальнем Востоке есть два своих борщевика, они нормально растут, а борщевик Сосновского пока вымерзает. Но это дело ближайших десяти лет, он будет распространяться. На Сахалине, на Камчатке он уже есть.

[NS]: На Камчатке теплее?

[ПК]: Там снег закрывает почву, и она не промерзает.

[NS]: А ужасные испанские слизняки у вас есть?

[ПК]: Да, конечно, но я не знаю, это испанские, либо это североамериканские. Я их видел несколько лет назад в Британской Колумбии, это их зоологический символ. Они там совершенно неприлично огромные.

[NS]: Это другие — желтые банановые слизняки (banana slug), они, похоже, по всему тихоокеанскому побережью Северной Америки ползают. А испанских в Москву затащили несколько лет назад с посадочным материалом — тоже здоровые, но темно-коричневые. И жрут просто все.

[ПК]: Жрут все, укрываются везде. Поднимешь какую-нибудь завалявшуюся досочку, они там сидят.
Вообще, зоологические инвазии сильно связаны с растительными инвазиями, и особый интерес — инвазии патогенных организмов. Всякие нематоды, жуки-точильщики… Грибы тоже распространяются с растениями: ржавчина и все вот это. Вот у нас очень интересный случай: нематода сосновая, которая переносится жуками (забыл точное название). Она начала поражать сосну густоцветковую в Японии со стороны Японского моря…

[NS]: Как жук переносит нематоду?

[ПК]: Там сложный цикл, в который вовлечены еще и грибы как временные хозяева нематоды. Нематода внедряется в конус нарастания и через год сосна полностью умирает. В Японии за два года вымерла практически вся популяция на япономорском побережье. Долго не могли понять, почему. Потом через некоторое время появилось в Южной Корее, но там уже через японские связи знали, как с ней бороться. А потом это переместилось в Северную Корею, а там не знали, отчего у них гибнут все плантации, и фактически все сосны в Северной Корее сейчас уничтожены.

[NS]: Как же бороться?

[ПК]: Очень просто: механически. Обдирать, выдирать, уничтожать деревья, которые поражены нематодой. Их можно на ранней стадии распознать, когда начинают только подсыхать верхние ветки, и убирать дерево. А дальше создавать бессосенные полосы, которые держали бы эту нематоду в локальной зоне.

[NS]: Ведь такая специфическая инвазия долго не продержится?

[ПК]: Долго не продержится, но, несмотря на кратковременность, она может нанести очень большой ущерб.
Самшитовая роща — это тоже пример. Я в прошлом году первый раз в жизни побывал в Сочи. Там все уничтожено; сердце кровью обливается, что там творится. Это вообще классический пример бестолковости при принятии решений.

[NS]: Возвращаясь к ботаническим садам… Ясно, что, скажем, серьезная селекция все-таки ведется не в садах, а в специализированных фирмах или институтах. В садах живые растения, красивые, разнообразные, belle, как вы говорите, то есть цель — чтобы было красиво, чтобы трудящиеся могли культурно отдохнуть, погулять. Какую серьезную науку можно делать в ботаническом саду, которую нельзя сделать в другом месте? В чем научная специфика ботанического сада по сравнению с селекционными институтами?

[ПК]: Действительно, сейчас случилась очень серьезная просадка. Но если взять ведущие мировые сады: Миссурийский ботанический сад, несколько очень крупных садов в Японии, несколько крупных садов в Корее, Корейский национальный арборетум, «Кью Гарден» в Британии — во-первых, там ведутся исследования по долговременному хранению генофонда: это и какие-то варианты хранения генофонда в пробирках при пониженных температурах, и способы сохранения семян при разных температурных режимах. Семена, особенно тропических растений, бывают очень разные, скажем, много рекальцинтратных семян, которые постоянно должны держать влагу, а без нее сразу же теряют всхожесть. И вот этот генофонд там целевым образом собирают и сохраняют, как для практических нужд, так и на случай глобальных катастроф.


Биолог Михаил Гельфанд с директором Дальневосточного ботанического сада-института членом-корреспондентом РАН Павлом Крестовым. Источник: Евгений Гурко

Следующее — это многочисленные испытания семян. Та самая цель ботанических садов, которая сложилась в мире с XV века, до сих пор хорошо везде работает, и в Америке, и в Южной Америке, и в Японии, и в Азии. Привозят растения и испытывают их на предмет создания коммерчески выгодных популяций. Проверяют пригодность для выращивания или воспроизводства в каком-то определенном климате, а потом распространяют и получают какой-то профит. Еще есть проблема с сельскохозяйственными и с лесными растениями, которые в принципе обладают большой ресурсной ценностью. Ботанические сады как раз могут заниматься поиском диких родичей культурных растений для селекции.

А у нас очень маленький сад, но мы пытаемся поддерживать направление, связанное с интегративной систематикой. Сейчас это очень потерянная вещь: только БИН остался с более или менее действующими систематиками, и еще в Главном ботаническом саду и в Центральном сибирском есть систематики, по университетам — по пальцам можно пересчитать. Для садов довольно трудно набирать кадры, происходит старение коллективов.

[NS]: Никто не хочет заниматься классической ботаникой?

[ПК]: Да. И потом, у всех ботанических садов в госзадании написана одна работа: фундаментальные научные исследования. А, извините, навоз, торф, весь цикл уходных мероприятий за живыми растениями и все остальное — это за свои деньги, пожалуйста, а это во многом главное.

[NS]: Ботанические систематики ведь очень узкоспециализированные, да?

[ПК]: Сейчас да. Как раз сейчас надо поддерживать направления, где бы они немного расползались, по крайней мере, по инструментарию, который они могли бы использовать в своей работе: все доступные методы должны быть использованы, от молекулярной до морфологической систематики. У нас сейчас есть замечательная группа, которая работает с криптогамными организмами, где сейчас, в общем, завал: это одна из наименее изученных групп растений, печеночники и антоцеротовые мхи. У нас чуть ли не первыми в мире стали смотреть в печеночниках масляные тельца, которые, оказывается, являются очень хорошим анатомическим признаком, чтобы разделять виды. Опять же проблема — их можно увидеть только пока растение в живом состоянии. Представляете, насколько возрастает уровень сложности исследования?


Рисунок 1. Печеночники — древняя группа растений, близкая к мхам, с отсутствием проводящей системы сосудов. Первыми из растений вышли на сушу. На фотографиях общий вид нескольких видов печеночников (A — Neohattoria herzogii; B — Nipponolejeunea pilifera; C — Nipponolejeunea subalpina; D — Ptilidium ciliare; E — Trichocolea tomentella; F — Trichocoleopsis sacculata; фото К. Г. Климовой) / Источник: Bakalin, V. A. (2019). Liverworts of the Russian Far East: the taxa with ciliate leaves. Botanica Pacifica: a journal of plant science and conservation, 8(1), 85-103.Источник: Павел Крестов

[NS]: Молекулярная систематика не убила традиционную?

[ПК]: Пыталась, но у нее не получилось. Хорошую роль сыграла пассивность и нереволюционность специального комитета, разрабатывающего Кодекс ботанической номенклатуры. Он не так часто менялся, потому что было принято привязывать названия вида к морфологическому типу, и просто молекулярной систематики было недостаточно, чтобы описать вид. Потом, конечно, эта «гармония» была порушена концепцией криптовидов. Найдя-таки лазейку в кодексе, молекулярщики стали описывать виды, хорошо отличимые по последовательностям ДНК, но внешне неразличимые. Идешь в Южной Африке по кару, тычешь пальцем в красивую оранжевую ромашку, спрашиваешь местного эксперта, что за вид, а он тебе: «раньше это был, условно, мезембриантемум оранжевый, а сейчас это комплекс из десяти видов, которые внешне неразличимы, и, пока я не отсеквенирую его ДНК, названия вида не скажу». Но наши сотрудники, которые занимаются интегративной систематикой на печеночниках, успешно находят морфолого-анатомические признаки, различающие виды, которые были описаны как криптовиды. Поэтому я думаю, что тут очень много работы, особенно с организмами, которые мало изучены.

А самое главное, что систематика — это основа для значительно более серьезной науки. Чисто молекулярная систематика иногда заводила в очень смешные тупики просто из-за того, что собирался материал с растений, которые были неверно определены. Вот у нас чозения, очень высокое дерево, похожее на иву, с замечательным ареалом: от средней Японии до Чукотки — представляете ареал для дерева? Оно растет в долинах рек, где галечник откладывается. Днем там температура на галечных косах может быть +50, а ночью +5, и совершенно беспорядочные колебания уровня воды. А для изучения его молекулярной систематики взяли материал с ивы. Тоже с большого дерева, но с ивы. И вот, объединили чозению с ивой и думают, что с этим делать. Есть много похожих историй.



Рисунок 2. Чозения, или кореянка, — дерево высотой до 35 м, распространенное вдоль Тихоокеанского побережья Азии от 35 до 71 градуса северной широты. На свежеотложенном речном аллювии формирует густые заросли, тем самым закрепляя галечные отложения. За время жизни лесного сообщества 70–80 лет успевают сформироваться почвы мощностью до 1-2 м. Старое сообщество чозении полностью распадается, на его месте формируется сообщество долинных лесов, характерное для определенной зоны. Источник: Валентин Якубов, Ботанический сад-институт ДВО РАН

[NS]: Это-то понятно, кривые ручки никто не отменял. Но действительно, если есть виды-близнецы… У животных все-таки морфологических признаков много, а у растений, казалось бы, меньше…

[ПК]: И они все плывут.

[NS]: Скажем, по молекулярным признакам есть два вида, а потом все легко гибридизуется.

[ПК]: Конечно, это сплошь и рядом.

[NS]: Хорошо ли определено понятие вида для растений? Вот разных цитрусовых навыращивали из трех, кажется, предков: лимон, мандарин, лайм, грейпфрут, помело, свити, апельсин такой, апельсин сякой. Я еще застал времена, когда никаких помело не было и в помине. Если дедушке Линнею показать лимон и мандарин, он скажет, что это два разных вида.

[ПК]: Да, здесь приходится говорить о каком-то совершенно другом уровне понимании разнообразия, и даже видовой уровень оказывается не самым главным.

[NS]: А какой главный?

[ПК]: Как раз генетическое разнообразие, которое получается в результате всех этих скрещиваний, гибридизации и всего остального… И как его сейчас оценивать формально, наверное, пока еще никто не знает. Было несколько попыток разобраться с розами… безуспешных попыток… я видел несколько грантов, поддержанных РФФИ… Розы — это такой комплекс, который очень сильно гибридизируется. Там вообще невозможно установить видовую принадлежность, и часто очень исходники неизвестны. Там оперируют названием сорта, группы сортов и все.

[NS]: Что такое чистый сорт? Тоже, в общем, вещь загадочная.

[ПК]: Совершенно точно. Сорт — это растительный индивидуум, который поддерживается в течение очень долгого времени и разными способами, пока не отключат от систем жизнеобеспечения.

[NS]: Садовник недоглядел, он переопылился и все…

[ПК]: Это снова про кривые ручки. Про семена вообще не идет речь, когда сорта поддерживают, там все вегетативно.

[NS]: Они не портятся, если их долго вегетативно размножать?

[ПК]: Портятся, идет вырождение этих сортов. Картофель — типичный пример, его нужно постоянно обновлять, поддерживать чистые линии и менять сорта, иначе он вырождается, сорт становится менее продуктивным.

Итак — одна проблема, как я сказал, систематика. Недавно неожиданно появилась новая проблематика, которая может успешно решаться в ботанических садах — это то, как растения реагируют на изменение климата. Это хорошая задача, потому что в ботаническом саду можно проследить за растением более детально: оно всегда на виду, оно может быть посажено в экспериментальных условиях, которые будут относительно чистыми, когда два растения, посаженные где-то в разных углах, могут различаться по какому-то известному комплексу климатических условий.

[NS]: Для этого нужна большая разнообразная территория?

[ПК]: Конечно. Не зря есть сеть ботанических садов. Сады вообще создаются в виде сети, когда охватывается весь спектр климатических различий в целой стране. Эти различия дают возможность сравнивать, как существует сорт или вид в разных местах, и строить какие-то модели. У нас сейчас лесная тематика развивается очень неплохо, причем в нескольких садах сразу: в Сибирском саду, в ПАБСИ, правда там немного поутихло. И мы сотрудничаем с рядом крупнейших мировых садов (Миссурийским садом, садами Кью). Это позволяет интегрировать данные, выходить на решение глобальных задач. Смитсоновский институт координирует международную мониторинговую сеть больших пробных площадей в лесных экосистемах. У нас есть пробные площади, которые зарегистрированы в глобальной мониторинговой сети.

[NS]: Насколько изменилась систематика растений на более высоком уровне?

[ПК]: Очень сильно. Революция произошла уже в начале 2000-х годов. Я геоботаник по профессии, просто пользователь, для меня молекулярные методы — средство. Я сейчас вижу, как некоторым людям трудно пользоваться тем набором названий, которые существовали и вдруг изменились. Хотя в наших широтах ничего особенно не изменилось, кроме заразиховых и норичниковых — а вот там очень мощные изменения произошли. В рододендроны поместили все, что раньше было багульником. Всё, багульника уже нет — только рододендроны. Расширение инструментария систематики прежде всего за счет развития молекулярных исследований привело к тектоническим сдвигам в мировой систематике.



Рисунок 3. Описанный еще Карлом Линнеем багульник болотный (Ledum palustre) недавно сменил фамилию. Теперь он Rhododendron tomentosum. В качестве брачного агентства выступили молекулярные биологи, придавшие новый импульс развитию систематики растений / ©Павел Крестов, Ботанический сад-институт ДВО РАН

[NS]: Не получится так, что через двадцать лет произойдут еще одни тектонические сдвиги?

[ПК]: Для того мы и работаем, потому что все время выясняются какие-то детали. Все-таки наука становится мультисистемной. Биота, любые растительные системы разномасштабны. Их общая интегрированность включает много уровней интеграции, и факторы, которые приводят к интеграции, на каждом уровне разные. Поэтому чем больше уровней одновременно задействуется в изучении того или иного объекта, тем больше появляется шансов сказать что-то новое.

Вообще, геоботаника в России — очень интересная дисциплина, как в плане развития науки, так и в плане скандалов. В геоботанике с момента формирования науки возникли разные школы, которые насмерть бились при обсуждении теоретических вопросов организации растительного покрова. Самая известная в России геоботаническая школа Сукачева была, на мой взгляд, тоталитарной, несмотря на всю прогрессивность Сукачева как ученого. Она подавляла любое инакомыслие вокруг. Фактически была подавлена, например, школа Раменского, который изучал экологические шкалы, работал на юге, в основном с лугами, и на какой-то стадии своего развития сказал «нет» Сукачеву. После этого ему тридцать лет было практически запрещено публиковать свои взгляды на организацию растительного покрова в любых официальных научных изданиях. Благо он все-таки уже в 1970-х опубликовал свои экологические шкалы, которые сыграли большую роль в организации сельского хозяйства.

С другой стороны, в Германии есть, наверное, единственный институт геоботаники в мире, при Ганноверском университете. Его директор, Ричард Потт, написал учебник «Геоботаника» [Allgemeine Geobotanik. Biogeosysteme und Biodiversität. — прим. авт.]*. Открываешь первую страницу, и там написано: «Земля возникла 4,5 миллиарда лет назад» — они оттуда начинают геоботанику, и они относят к объекту изучения геоботаники как раз те уровни организации растительных систем, где в их организации очень серьезное влияние начинают иметь другие факторы: не факторы биологической природы, а факторы среды. Поэтому геоботаниками изучается очень широкий спектр вопросов. А у нас в России очень долгое время многое свелось к спорам разных школ классификации растительности: есть школа сукачевская, у них там ельник зеленомошник, и школа Браун-Бланкистов, которые доказывают, что ельник зеленомошник не имеет права на существование, потому что это довольно искусственное образование. А если мы займемся тем, что касается взаимоотношения растений с климатом, там уже можно рассказать очень много. Прежде всего это, конечно же, изменения.

[NS]: В Британии есть проект, когда люди просто записывают время цветения и видят, как все отползает на север…

[ПК]: И любая бабушка скажет, что что-то сейчас лучше растет, а раньше хуже росло, и наоборот. Эта, казалось бы, простая фенология позволила получить интересные результаты. Например, недавно мы обнаружили у себя в естественных лесных массивах магнолию Зибольда, которая вообще-то не растет на российском Дальнем Востоке — она растет в Корее, в Китае и немного в Японии. А мы обнаружили на территории леса; это как раз к самому первому вашему вопросу, что ботанические сады вредные, они все распространяют… В саду мы ее посадили в 1974 году; она была привезена из Северной Кореи, посажена, долго росла и не плодоносила, а где-то с 80-х годов начала цвести; год поцветет, год не цветет, потом стала давать плоды, но за пределы сада не выходила. И вот сейчас она появилась в лесу. Мы посмотрели наши фенологические наблюдения, и оказалось, что за двадцать лет вегетационный период для магнолии увеличился на восемь дней — это, в общем-то, мало, — а вот время цветения увеличилось в два раза, то есть сейчас она цветет у нас не двадцать, как в 1980-х, а сорок дней, поэтому семена стали вызревать, их стали разносить птицы, и она пошла в лес, стала селиться везде. То есть это одна интересная вещь, про то, как происходит миграция растений с помощью человека.

[NS]: Наверное, она бы и без человека добралась, просто медленнее.

[ПК]: Сейчас разработана очень интересная технология моделирования распространения, species distribution modeling. Сделали серию климатических моделей, и эти модели дали возможность посмотреть, как вели себя растения в прошлом и как будут себя вести растения в будущем, которое прогнозируется этими моделями, и там появляются очень интересные вещи, которые сейчас можно даже проследить своими глазами.

Вот одно из таких интересных деревьев. Сосна корейская (в народе — кедр) в плейстоцене обитала на шельфе осушенного Желтого моря и в Корее, и чуть-чуть на территории северо-восточного Китая, а на юге ареал тянулся до провинции Гуандун, это самый юг Китая. У нас ее, естественно, не было, а потом она стала наступать, в голоцене они практически заняли современный ареал, и сейчас распространяется еще. И что сейчас произошло? В Корее была целая эпоха с восстановлением лесной растительности после Корейской войны, они стали создавать плантации из сосны корейской, очень хотели иметь древесину и орехи. А сейчас на этих плантациях все кедровые сосны потекли смолой, они умирают, всего сорок лет прошло…


Рисунок 4. Сосна корейская (Pinus koraiensis), она же — кедровая, она же в народе — кедр. Во всех частях света название «кедр» припасено для самого ценного представителя хвойных — народам чужд кодекс ботанической номенклатуры. Одно из ценнейших как в ресурсном, так и в экологическом плане деревьев на юге Дальнего Востока. Живет до 600 лет и поддерживает наиболее сложные и разветвленные в России пищевые цепи в экосистемах Уссурийской тайги / Источник: Павел Крестов, Ботанический сад-институт ДВО РАН

[NS]: От возраста или жарко стало?

[ПК]: Жарко, а главное — сухо стало, и на них напали вредители: насекомые и грибы. Мы используем очень широкий спектр дендрохронологических методов, смотрим годичные кольца. И вот что сейчас происходит на юго-западе ареала кедра: условия становятся непригодными. Мы получили модели распространения и видим процессы, которые сейчас происходят, и происходят довольно быстро. Теряются, во-первых, южные популяции, где сосредоточен самый древний генофонд этого вида, во-вторых, видим, что севернее ареала распространения кедра появляются климатические условия для развития его популяций. Мы уже закинули идею сахалинскому правительству, чтобы они у себя развивали плантации кедра, потому что через лет пятьдесят их уже можно будет использовать на Сахалине. Там кедр будет себя прекрасно чувствовать. А вот на юге Приморья — нет.

[NS]: Это замечательно, но все-таки экологические модели кажутся какими-то очень упрощенными. Там такое количество параметров, что если писать честную модель, то будет неизвестных больше, чем уравнений, а если писать простую модель, то непонятно, где там правда.

[ПК]: Это отчасти так. Понятно, что кедр или вообще любое растение абсолютно не понимает, что такое глобальное повышение температуры на один градус. Как фиалки на подоконнике — мы можем поливать их каждый день по стаканчику, а можем неделю не поливать, а потом ведро вылить. То же количество воды, но они сдохнут после этого. Поэтому мы пытаемся отобрать те факторы, те параметры среды, которые мы считаем физиологически значимыми, и именно их включать… Очень существенную роль играет продумывание модели, концептуализация. А потом мы берем много факторов и, в принципе, вклад каждого фактора в модель можем оценивать… Все очень, на самом деле, зыбко, но величина ошибки нам известна, и это главное.

[NS]: Нет такого, что результат получается не из модели, а из здравого смысла, а потом вы модель на здравый смысл натягиваете, подкручиваете до тех пор, пока модель этому здравому смыслу не начнет отвечать?

[ПК]: Мне кажется, имитационные модели практически все такие, поэтому с биотой сложно что-то моделировать. Но, по крайней мере, есть какие-то формальные параметры растения, его распространение или еще какие-то функции, и у нас есть формальные параметры среды, и, в принципе, моделирование здесь допустимо и сейчас моделирование активно используется. Мы с коллегами делали несколько статей на основе данных по распространению видов, и еще мы брали палеонтологические данные, и удалось установить очень интересные вещи. Например, очень долгое существование, в течение тысяч лет, рефугиумов на одном месте.


Директор Дальневосточного ботанического сада-института член-корреспондент РАН Павел Крестов / ©Тимур Сабиров

Представляете, есть целая группа видов, разных по потребностям в условиях среды, которая эволюционирует миллионы лет, распространяясь почти глобально, а затем — резкие изменения климата — почти повсеместное вымирание. Но — кроме определенных мест, в которых за счет главным образом уникального рельефа, есть целый комплекс факторов, компенсирующих недостаток климатического ресурса. Слишком холодно? Вот тебе обращенные к Солнцу склоны. Слишком сухо? Вот тебе туманы, которые приносятся именно в это место с океана из-за какой-то особенности розы ветров. Именно на таких, не слишком географически обширных территориях, до нашего времени дожили виды растений — современники динозавров. Модели очень точно показывают, где сохраняются наиболее древние популяции, где есть какие-то предпосылки их сохранения. Именно туда нужно направлять уже более тщательные исследования генофонда.

[NS]: Сукцессиям, наверное, тоже много внимания уделяют?

[ПК]: С этим работают. Пожалуюсь на геоботаников, которые занимаются, в том числе, сукцессиями. В исследованиях сукцессий в стране существенно продвинулись ленинградская школа геоботаники, московская школа геоботаники и зачатки дальневосточной. Они нашли определенные закономерности в изменениях лесных экосистем в европейской и сибирской частях России. Но европейские и сибирские экосистемы очень простые. А если мы движемся дальше на юг, к нам на Дальний Восток, или на Кавказ…

[NS]: Ясно, что в субтропиках сложнее…

[ПК]: Да, там на порядки более сложная экосистема, но чем занимались наши геоботаники… — я считаю, это смертный грех… — они пытались объяснить сложные экосистемы простыми моделями. Конечно, возникали ужасные вещи, которые очень сильно сказались на ведении лесного хозяйства, при планировании производства, при управлении экосистемами и так далее. Например, с 1960-х годов Москва прописывает, что нужно делать в дальневосточных лесах, и вот там сажают сосну обыкновенную в болота. Такой склад ума у русского человека: если есть открытое пространство, то там непременно нужно вырастить лес.

[NS]: Есть же сосны, которые растут прямо на болотных островах.

[ПК]: Есть. Но сосна Pinus sylvestris, которая растет вообще везде, у нас доходит до Комсомольска-на-Амуре, а дальше к морю не идет, и сажать ее, допустим, на Сахалине совершенно бесперспективно. А там посажено очень много. Нам больше подходят южные сосны, например сосна густоцветковая из Кореи и Японии, они имеют там естественный ареал и предпосылки для роста. А в Москве знают сосну обыкновенную, что она растет на болотах и везде будет расти, и дают предписание дальневосточным лесничествам высаживать эту сосну, а она благополучно гибнет. И это продолжалось полвека, век почти. Представляете? Сколько ресурсов израсходовано впустую.

Или еще один пример объяснения сложных экосистем простыми моделями, уже из области биогеографии… При освоении Сибири русские продвигались на юг, и растительность, соответственно, менялась. Человек, привыкший к березкам, который в первый раз в жизни видит лиану, тут же называет то, что он видит, субтропиками. До сих пор даже образованные вполне люди (вот, вы, например) говорят, что в Сочи субтропики и на Дальнем Востоке субтропики. Это же совсем не так, это типичное упрощение, если мягко сказать. Поэтому все, что мы делаем в области биоклиматического моделирования на основе очень большого материала, позволяет более правильно определить климатический потенциал региона для развития хозяйства. Здесь как раз очень важно международное сотрудничество; нам вместе с коллегами удалось создать глобальные базы данных для моделирования.

[NS]: Вообще, реалистично описать тропический лес, или там каждый квадратный метр будет особенный?

[ПК]: Реалистично. Да, это довольно сложно. У нас финские коллеги работали в Бразилии. Там — большие деревья высотой 80 метров. В Бразилии-то еще можно их определить хоть как-то по коре, а в Восточной Азии практически невозможно, потому что конвергенция такая, что деревья выглядят одинаково: светлая гладкая кора. Чтобы их определить, надо с вершины кроны сорвать цветки. Поэтому нанимают команду лазальщиков, они собирают материал, по которому можно определить растение, спускают его, и таким образом составляется геоботаническое описание, одно за месяц при хорошем раскладе. Разнообразие, конечно, просто чудовищно. В атлантических бразильских лесах немного севернее Сан-Паулу 450 видов на гектар деревьев в первом пологе, то есть на гектаре по одному дереву каждого вида. И то же по уровню разнообразия в Малайзии.

[NS]: Если на гектаре одно дерево данного вида, то как же они друг друга находят, чтобы любовью заниматься?

[ПК]: Это тоже вопрос. У деревьев это проще, потому что есть насекомые, которые далеко летают, есть птицы, есть летучие мыши, летучие лисицы и так далее. А у нас растет более прозаичное растение — женьшень. Он настолько редкий и настолько ценный (какое там золото), что на Дальнем Востоке еще в XIX веке сформировалась особая профессиональная группа людей, занимающаяся его добычей, так называемые корневщики. Везло его найти только считанным процентам этих самых корневщиков. Вот как опыляется женьшень, это действительно непонятно. Понятно, что, как у большинства растений, обычно все происходит без опыления, но, тем не менее, должно быть открыто какое-то окно, когда это растение может опыляться. Но оно обычно растет настолько далеко друг от друга, что это была целая проблема, которую пытались раскрыть, и до сих пор не очень убедительно раскрыли.

В 1960-х Смитсоновский институт затеял замечательный проект. Они начали закладывать специальные мониторинговые пробные площади именно в тропических лесах. Главная цель была проследить влияние всяких изменений на структуру лесов, на запас древесины, на очень многие лесные параметры в мировом масштабе. Сделано очень много, а сейчас к тропическим добавляют пробные площади с более северных и южных широт к этой системе. Их пробные площади заложены по единой методике, полностью сравнимы, и там обеспечены условия автоматического считывания формальных параметров, например высота деревьев, как быстро они растут, как изменяются их кроны и другие вещи. По тропическим лесам сейчас в целом есть информация (правда собственно тропических лесов в мире почти не осталось). А есть совершенно неисследованные регионы, например Папуа —– Новая Гвинея. Речь даже не просто о лесных экосистемах: отсутствует очень базовая информация об их таксономическом составе — еще не описаны виды. Ситуация удручающая настолько, что трудно найти систематика, который может хотя бы определить дерево, дать ему название.


Дальневосточный ботанический сад-институт / ©Тимур Сабиров

[NS]: Вы все время про деревья говорите, а травки, кустики?

[ПК]: Если говорить про тропические леса, то травы там очень мало значат. Там дерево — основная форма роста, а травы и кустарники — главным образом эпифиты, которые растут не на почве, а на других более крупных растениях, которые «подсаживают» мелкоту к свету.

[NS]: Не хватает света?

[ПК]: Да, там борьба за свет, и все в кронах. В кронах растения тоже изучают, но это чрезвычайно трудоемко, и речь здесь, естественно, идет только о биоразнообразии и больше ни о чем. В связи со всеми сложностями, которые препятствуют просто применить уже разработанный методологический инструментарий к тропическим лесным экосистемам, предложен очень интересный подход, который сейчас в нашей области развивается очень активно, называется — plant traits, то есть изучение характерных черт растений.

Опять же, российская геоботаника очень долго разрабатывала систему жизненных форм растений. Жизненная форма — это габитус растений, который формируется в процессе эволюции в определенных климатических и экологических условиях. Это идея Серебрякова, но наши недотянули: сделали разветвленную систему, до сих пор описывают жизненные формы, но дальше не идут. А европейцы сделали plant traits подход, сейчас это очень широко распространено, есть огромная база данных. Работают не с видом растения, а связывают характерные внешние признаки растений со всеми факторами среды, смотрят, какую функциональную нагрузку несет конкретное проявление какого-то признака. И достигнуты очень большие успехи.

Этот подход оказался очень востребованным в районах с неизвестной биотой, где многие виды еще просто не описаны. Вот, например, одно из исследований из Новой Гвинеи. Условия: есть вид, бабочка, очень редкая, которую непременно нужно сохранять в условиях интенсивной эксплуатации тропических лесов, где и виды многие не описаны, а если и описаны, то их могут в природе опознать один-два человека в мире. Написать, как у нас делают, хоть какое-то регрессионное уравнение, чтобы посмотреть, где эта бабочка распространена, к какому типу экосистем приурочена, невозможно. Вместо этого используют специально изобретенный моим другом Энди Гиллисоном искусственный язык, который описывает внешние признаки растений, и, параллельно бинарной линнеевской систематике, создается не бинарная, а систематика из форм проявления каких-то признаков. Допустим, какой лист? Либо он находится в горизонтальной плоскости, либо в вертикальной, либо он висит. Где у него хлорофилл: вверху, внизу, на обеих сторонах? Есть ли хлорофилл под корой? К какой жизненной форме по Раункиеру относится данное растение? Когда есть система таких признаков, составляется регрессионное уравнение, и можно увидеть какие-то связи между биоразнообразием и набором таких признаков.

[NS]: Если это бабочка, то она просто грызет кого-то одного, какая разница, как у него лист висит?

[ПК]: Не всегда. Иногда бывает очень сильно привязано к экосистемам. Что они делают? Приезжают на место, набирают студентов, обучают этим простым оценкам признаков и получают большие данные, которые потом можно включить в модель, показывающую распространение данного типа сообществ. Это можно делать, не зная видов деревьев. Естественно, в каком-то приближении, но, тем не менее, это дает результат. По крайней мере, мы можем выделить ценные массивы лесов, которые вообще нельзя рубить, надо исключать их из эксплуатации, и оценить лесные массивы, которые можно использовать.

[NS]: Что такое ценные и неценные массивы?

[ПК]: Ценный массив легко безвозвратно потерять.

[NS]: То есть он редкий?

[ПК]: Он редкий, да.

***

Медиапроект «Разговоры за жизнь» — это цикл интервью с ведущими учеными, кто изучает жизнь в разных ее проявлениях. Материалы цикла выходят в разных форматах и в разных медиа. Из этих материалов складывается срез наук о жизни в период их подъема. Все интервью вы можете прочитать (а некоторые посмотреть или послушать) на сайте «Разговоров за жизнь». 

Теги
Интервью
12 февраля, 2024
Олег Астафьев: «Квантовая акустика появилась благодаря сверхпроводниковым искусственным атомам»
Квантовые технологии — наше фантастическое будущее? О том, заменит ли электроника, работающая с од...
26 декабря, 2023
Валерий Стенников: Благодаря поддержке Фонда мы создали группу единомышленников
Россия входит в пятерку крупнейших производителей электроэнергии в мире. Фундамент Единой электроэ...