Плавучие удобрения

Белый материк, покрывающий своей шапкой Южный полюс, окружен со всех сторон широкой полосой Южного океана. Жестокие ветры гонят верхние слои студеных вод с запада на восток, создавая вокруг ледяной твердыни бесконечную карусель, отделяющую Антарктиду от остального мира. Сколь коварны и ненадежны эти подвижные массы, известно всякому представителю здешней фауны, чья жизнь проходит вблизи поверхности: от величаво парящих в вышине альбатросов до трепетных взъерошенных качурок. Достаточно чуть-чуть зазеваться, и твоя песня спета – моментально окажешься в объятиях бурной стихии и пойдешь на корм рыбам. Но стоит пересечь границу двух сред, и обстановка резко меняется. В огромном холодном океане царят покой и безмятежность. Именно тут обитает самое крупное из всех животных, когда-либо населявших Землю: синий кит. Когда этот гигант весом более 100 тонн начинает всплытие из подводного сумрака, линии гибкого обтекаемого силуэта заостряются, и он быстро идет наверх. О своем прибытии на поверхность серо-голубая громада извещает, выбрасывая фонтан отработанного воздуха и слизи. Киты, как известно, млекопитающие, и их легкие подобны человеческим. Для нормальной работы организма, особенно после кормежки на глубине, морскому зверю необходим контакт с атмосферой. Посмотрите, как он отдыхает на поверхности, как поблескивает в лучах неяркого летнего солнца упругая глянцевитая спина… Океанский великан наслаждается паузой в стремительном потоке жизни, и вся природа как будто застыла перед этой красотой… Но вдруг откуда-то из-под хвостового плавника извергается струя яркой терракотовой жижи. Мутное облако всплывает наверх, расходясь широким, несколько метров в диаметре, пятном. Так выглядят китовые фекалии – невостребованные остатки того, что прошло через кишечник нашего нежного левиафана и теперь за ненадобностью сбрасывается в воду. Для кита это ненужный балласт, но для экосистемы – настоящее сокровище.

Многие экосистемы представляют собой сложные переплетения пищевых цепочек, но в том уголке Южного океана, где живет синий кит, все организовано сравнительно просто. Полярным летом, когда свет льется на поверхность почти круглосуточно, мелкие фитопланктонные организмы массово улавливают и запасают солнечную энергию, которой смогут затем питаться остальные члены сообщества. Обычно для того, чтобы вещества могли подняться по габаритной шкале океанской жизни, требуется некоторое время, но в Южном океане есть особый обходной механизм, который невероятно ускоряет процесс: антарктический криль^[200]. Эти ракообразные с черными глазками-бусинками и почти прозрачным телом длиной 4–5 сантиметров выглядят как мелкие креветки. В грудном отделе у них имеется 6 пар оперенных щетинками ножек, которые они мастерски используют в качестве «ловчей корзиночки»: плавая в толще воды, рачки непрерывно сжимают и разжимают эту фильтрующую гребенку, а затем переправляют ее содержимое в рот. Антарктический криль склонен образовывать густые скопления – огромные колышущиеся стаи, простирающиеся на многие сотни метров. Словно крохотные пылесосы Южного океана, рачки фильтруют воду, отцеживая и заглатывая взвешенных в ней микроскопических пассажиров, которые в 10 000 раз мельче их самих. Рачки, в свою очередь, попадают в цедильный аппарат синих китов: последние питаются исключительно крилем. В период интенсивной кормежки ежедневный рацион кита-блювала составляет, как считается, около 16 тонн криля! Совершая вылазку за провиантом, он стремительно уходит на глубину порядка 100 метров, где сосредоточены большие запасы криля. Там кит делает свой фирменный «рывок»: раскрывает огромные челюсти и зачерпывает неимоверную порцию воды с массой корма. Некоторое время спустя на поверхность выплеснутся непереваренные остатки.

Повесть о судьбе синих китов в Южном океане проста и печальна. В ту пору, когда в Антарктике впервые появились люди, блювалов тут водилось великое множество, а вода от обилия криля казалась красной. Могучих млекопитающих постигла предсказуемая трагическая участь: человек увидел в них ценный промысловый объект и принялся хищнически истреблять. К 1966 году, когда синие киты были официально взяты под охрану, уцелело не более 1–2 % от первоначальной численности. А вот история криля оказалась не столь предсказуема. Учитывая, что блювал – один из главных естественных врагов этих существ, логично было бы ожидать резкого роста популяции. А между тем их биомасса в районах, населявшихся прежде китами, сократилась на 80 %. Криль важен далеко не только для гигантов океана. Тучи крохотных рачков являются основой питания сотен других видов: тюленей, пингвинов, кальмаров, рыб. Исчезновение из антарктических вод такого объема криля оставило без любимого блюда почти всех обитателей Южного океана. Куда же подевался весь криль?

Биологическое царство – прочная и одновременно высокочувствительная машина. За тысячелетия эволюция нащупала особые кирпичики, соединение которых дает стойкие конкурентоспособные организмы, и позаботилась о том, чтобы «зашить» во все живые клетки нужные молекулы, способные выполнять узкоспециализированные функции и тем поддерживать работу и воспроизводство машины. Получилась очень стройная и надежная система. Но некоторые из этих молекул справляются со своей задачей только при наличии в их составе особых микроэлементов. В частности, для двух ключевых биохимических процессов – фотосинтеза и дыхания – необходимы атомы железа: их требуется не так много, но ряд важнейших молекул без них функционировать попросту не сможет. Роль этого элемента для жизни на Земле трудно переоценить. Что же касается поверхностных вод Южного океана, то они богаты разными питательными веществами, но только не железом. А без железа не может существовать фитопланктон, который, в свою очередь, является условием выживания криля. И тут мы опять возвращаемся к послеобеденному отдыху полосатика, испускающего кирпично-красный шлейф фекалий.

Китовые испражнения имеют полужидкую консистенцию и обладают хорошей плавучестью. Оба этих свойства особенно важны ввиду третьего: высокого содержания железа (отсюда и характерный ржавый цвет). Насытившись крилем на глубине, кит поднимается подышать на поверхность и опорожняет кишечник. Таким образом освещаемая солнцем часть океана получает дефицитные питательные вещества. А это значит, что необходимые для синтеза жизни строительные материалы и энергия снова встретились. Цикл замкнулся – благодаря китам ценное железо осталось в системе.

Фитопланктон не поглощает рыжеватую кашицу напрямую, но способен захватывать взвешенные в воде частицы железа и с их помощью конструировать нужные молекулы. Именно так устроен океан – не как труба с одним отверстием, а как нескончаемый цикл. Любые «отходы», выброшенные одним подводным обитателем, проходят переработку и заново пускаются в оборот его соседями по экосистеме. Вообще все живое на Земле – вы, я, синие киты, ленивцы, самое старое дерево и самая недолговечная клетка фитопланктона – сделано из переработанного материала. В вашем организме вполне могут присутствовать атомы, некогда находившиеся в теле Юлия Цезаря^[201], или знаменитого тираннозавра, или гигантской двухметровой многоножки, жившей за десятки миллионов лет до этого ящера. У вас может быть нечто общее с древними пастбищами, экзотическими жуками-златками или дымом первых паровозов. Частицы, из которых состоит все сущее, абсолютно взаимозаменяемы. Любой атом углерода, железа или кислорода эквивалентен другому такому же атому, и все они бесконечно перемещаются, странствуют во времени и пространстве, образуют новые комбинации, снимаются с мест и меняют квартиры. То же можно сказать и о микроэлементах в океане: эти пассажиры циркулируют в водной толще, по большей части не покидая систему, но беспрестанно подвергаясь превращениям. В целом спрос и предложение каждого микроэлемента сбалансированы, за счет чего цикл может повторяться снова и снова.

В случае с антарктическим крилем вся беда была в том, что китобойный промысел уничтожил мощнейшее звено системы рециркуляции. Не стало китов, которые транспортировали железо на поверхность Южного океана, и мало-помалу запасы этого ключевого элемента оказались там, куда не проникают солнечные лучи. Верхние слои океана лишились важнейшего ресурса для синтеза новой жизни. Криль начал голодать, и его популяция сократилась. Положительная плавучесть богатых железом китовых экскрементов имеет принципиальное значение для того, чтобы биохимический круговорот не останавливался: фекалии удобряют океанские «грядки», обеспечивая питанием рачков (зоопланктон), а те, в свою очередь, служат пищей самим китам. Океан волей-неволей работает как бесконечный конвейер по переработке веществ. За пределы этой системы почти ничего не уходит – если не считать малой доли материала, которая на несколько миллионов лет оседает в минеральных отложениях, но и она в большинстве случаев рано или поздно возвращается в систему.

Поскольку кальмары и киты пока еще не научились летать в космос (или запускать туда своих собратьев), Землю с точки зрения количества атомов можно считать замкнутой системой: вещества как бы заперты на планете и никуда не исчезают^[202], а лишь бесконечно мигрируют. Отчасти именно поэтому мы не замечаем и не ценим мельчайших океанских пассажиров. Находясь в воде в разреженном состоянии и постоянно участвуя в круговороте веществ, они, как правило, не образуют массивных, видимых глазу скоплений. Природа всегда уважала тот базовый принцип, который человечество только сейчас начинает для себя открывать: продукты жизнедеятельности – источник всех процессов, ценнейший концентрат материалов, без которых невозможна жизнь. Если вы в состоянии произвести всю необходимую продукцию из отходов, то никогда не будете страдать от нехватки сырья. И с проблемой утилизации тоже не столкнетесь. Максимум, что вам грозит, – это дефицит подлежащих утилизации отходов. Итак, природа неустанно занята переработкой материала, а фекалии являются одним из важнейших ресурсов на Земле.

Изъяны замечательного проекта Базэлджета наверняка были очевидны уже для некоторых его современников. Известный социальный реформатор Эдвин Чедвик с конца 1830-х годов настойчиво проводил мысль о связи гигиенических и бытовых условий с заболеваемостью населения. В 1842 году он опубликовал доклад «О санитарном состоянии рабочих классов Великобритании», что активизировало дискуссию о проблемах водоснабжения и канализации. То был первый отчет подобной направленности, составленный на основе строгой статистики. Документ всколыхнул общественное мнение и вынудил правительство всерьез заняться вопросами здравоохранения. Чедвик предлагал отводить нечистоты не в море, а вглубь страны и использовать их для удобрения почв. Но Базэлджет остался глух к этим рекомендациям. Его односторонний подход к утилизации фекалий восторжествовал и, будучи воплощен в кирпиче и камне, намертво врос в ткань Лондона. Коллекторы Базэлджета по-прежнему выполняют свою работу. Правда, теперь прошедшие по ним стоки уже не сбрасываются в «сыром» виде, а поступают на очистные сооружения и там перерабатываются. Тянущиеся под городскими улицами викторианские туннели для нечистот – исторические свидетельства наивности человеческих представлений о природе и мире. Эти свидетельства скрыты от наших глаз. Вместе с тем нас окружают более чем зримые памятники, демонстрирующие грандиозные масштабы океанской рециркуляции. Современный Лондон в буквальном смысле построен на переработанных скелетах океанских пассажиров, чьи тела тысячелетиями накапливались под водой.