Но связи между обитателями тундры далеко не ограничивались отношениями между некоторыми животными. В помете морских птиц содержится азот, связываемый бактериями. Бактерии питают растения, растения служат пищей для насекомых, как растениями, так и насекомыми питаются птицы, живущие вдали от берега (белая куропатка, бекас), которые в свою очередь попадают на обед песцу. Таким образом, пищевые цепи в экосистеме объединяются в более крупные структуры, которые Элтон назвал «пищевыми циклами»; позже закрепился термин «пищевая сеть». Элтон впервые начертил схему этих цепей и сетей, поместив данную иллюстрацию в статье, которую они с Саммерхейсом опубликовали в 1923 г. (рис. 2.3).
Рис. 2.3
Пищевая цепь на острове Медвежий. Первая схема пищевой цепи, сделанная Чарльзом Элтоном. Чтобы проследить пищевую цепь на суше, начните с азота и бактерий в верхнем левом углу, а затем двигайтесь вправо, пока не дойдете до песца
Из работы В. Саммерхейса и Ч. Элтона
Сам Элтон быстро поднимался по академической «пищевой цепи», одновременно повышался и его статус в оксфордских университетских экспедициях. Получив диплом в 1922 г., уже в 1923 г. он был приглашен на преподавательскую работу и назначен научным куратором новой экспедиции, которую снаряжали на Шпицберген, – экстраординарная ответственность для 23-летнего человека, но оксфордцы сочли, что в данной ситуации это нормально. Полярные исследования – дело молодых, и Элтон оказался в замечательной компании: многие его спутники впоследствии сами отличились в других экспедициях. Но некоторые, к сожалению, и погибли в них…
Руководителем же названной экспедиции был Джордж Бинни, на тот момент – 22-летний студент-старшекурсник. Ему предстояло организовать эту экспедицию 1923 г. (а также гораздо более сложную и амбициозную экспедицию 1924 г.). Позже Бинни был произведен в рыцари за свои подвиги в годы Второй мировой войны – разрабатывал операции по проникновению в Швецию.
Кроме того, в составе экспедиции 1923 г. был Сэнди Ирвин, уже на следующий год попытавшийся взойти на Эверест и пропавший там вместе с Джорджем Мэллори, – они не дошли до вершины всего нескольких сотен метров. (Первым человеком, поднявшимся на семитысячник, стал военный врач Лонгстафф, который впоследствии покорял горные пики по всему миру.)
В экспедиции 1924 г. врачом был обладатель стипендии Родса 25-летний австралиец Говард Флори, иногда ночевавший с Элтоном в одной палатке. В годы Второй мировой войны Флори изобрел лекарственную форму пенициллина, за что в 1945 г. получил совместно с Эрнстом Борисом Чейном Нобелевскую премию по физиологии и медицине.
Экспедиция 1923 г. структурно отличалась от первой, и место ее назначения также изменилось. Бинни стремился организовать ее более гибко и эффективно, поэтому отобрал всего 14 участников: семеро ученых и семеро «ассистентов» – умелых охотников, гребцов и механиков. На этот раз «Тернинген» направился к Северо-Восточной Земле – малоисследованному острову, также входящему в архипелаг Шпицберген. Несмотря на то что этот остров расположен совсем близко от Западного Шпицбергена, добраться до него значительно сложнее. Путь кораблю преградил мощный ледяной припай, окружавший остров, при попытке прорваться через пролив сломался винт. Частично обездвиженный корабль продолжал дрейфовать вместе с ледовыми полями, и от планов исследования острова пришлось отказаться.
Но для Элтона экспедиция не прошла даром. На обратном пути корабль, как обычно, зашел в Тромсё. Элтон заглянул в городской книжный магазин и наткнулся на книгу Роберта Коллетта о норвежских млекопитающих – Norges Pattedyr. Хотя Элтон и не читал по-норвежски, книга настолько его заинтриговала, что он не пожалел на нее один из трех последних фунтов, отложенных на обратный путь. Позже Элтон признавался, что эта книга «полностью изменила его жизнь».
Вернувшись в Оксфорд, Элтон вооружился норвежско-английским словарем и тщательно сделал подстрочный перевод части книги. Это был раздел о леммингах, примерно пятьдесят страниц. Элтон никогда не видел леммингов – мелких зверьков, напоминающих морских свинок, – но увлекся ими. Его очень заинтересовали описанные Коллеттом «лемминговые годы», когда целые полчища леммингов приходили из Скандинавских гор и из тундры – люди веками помнили о таких экстраординарных событиях.
Элтон начертил график таких событий и обнаружил, что они происходили с явной периодичностью раз в три или четыре года. Он составил карты и отметил, что миграции различных видов леммингов в разных частях Скандинавии, по-видимому, в основном приходились на одни и те же годы. Он часами рассматривал карты, устилавшие весь пол у него в комнате в старом оксфордском здании, полагая, что явно упускает что-то важное. Затем, рассказывал Элтон, его осенило буквально на унитазе. Подобно Архимеду, совершившему свое открытие, лежа в ванне, сидевший в туалете Элтон осознал, что миграции леммингов были «разливами», связанными с периодическим увеличением популяции. В те времена зоологи полагали, что численность животных в целом остается стабильной. Но Элтон открыл, что размеры популяций могут очень сильно колебаться.
Продолжая докапываться до истины, Элтон задумался, насколько универсален этот феномен. Хотя и не было никаких конкретных данных о миграции леммингов в Канаде, Элтон смог логически восстановить эти события, размышляя о пищевых цепях. Ранее он читал книгу канадского натуралиста, описывавшую колебания численности других млекопитающих, в частности песца. Зная, что песцы питаются леммингами, Элтон нашел таблицу с данными о количестве песцовых шкур, заготовленных пушноторговой компанией Hudson Bay, и – что бы вы думали? – обнаружил явную корреляцию между всплесками добычи песцовых шкур и лемминговыми годами в Норвегии.
Открывались все новые следствия предложенной Элтоном концепции пищевой цепи. На леммингов также охотились птицы. Элтон отметил, что в лемминговые годы на юг Норвегии слетались целые стаи болотных сов, а также сапсанов, охотившихся на этих сов.
Лемминги оказались не единственной дичью, численность которой так сильно колебалась. Элтон обнаружил, что популяции канадского кролика (или американского беляка) изменяются таким же образом: резкие всплески численности примерно раз в 10 лет, а затем такие же резкие падения. Кролики – любимое лакомство канадской рыси. «Она живет кроликами, рыщет за кроликами, думает о кроликах, напоминает кролика на вкус, умножается вместе с кроликами, а когда их нет – гибнет от голода в обескроленных лесах», – писал один натуралист. При этом мех канадской рыси – излюбленная добыча трапперов из компании Hudson Bay. Оказалось, что компания вела тщательный учет количества шкур, заготовленных во все годы, начиная примерно с 1821-го. На графике эти цифры также выстраивались в явственные 10-летние циклы, коррелировавшие с увеличением численности кроликов (рис. 2.4).
Элтон считал такие циклы ценными свидетельствами о наличии механизмов, которым подчиняются сообщества животных. Они демонстрировали то, насколько сильно может увеличиться популяция, особенно если такой рост будет неконтролируемым. Аналогично, резкие спады численности леммингов и кроликов демонстрировали, что есть и такие силы (скажем, эпидемии), которые могут резко сократить число животных. Эти циклы также показывали, как численность одних животных может влиять на численность других животных в рамках пищевой цепи.
Рис. 2.4
Десятилетние циклы колебания численности рыси и кролика на севере Канады. Элтон изучил архивы компании Hudson Bay, определив таким образом, что всплески и спады численности рыси и кролика повторяются с десятилетней периодичностью
Из Elton, 1924
Одним словом, циклы показывали, что численность животных зависит от многих факторов. Элтон изложил эти «Периодические флуктуации численности животных» в своей 45-страничной работе 1924 г. Он еще не знал, что тем самым закладывает краеугольный камень новой науки – экологии. Далее молодой естествоиспытатель стал строить ее фундамент.
В 1926 г. Джулиан Хаксли, бывший научный руководитель Элтона, подготовил серию коротких книг по биологии. Он стремился, чтобы все эти книги были написаны ведущими учеными и каждый рассказал бы о новых или формирующихся принципах. Хотя Элтону было всего 26, Хаксли высоко ценил его богатый опыт арктических исследований (на тот момент – уже три экспедиции) и восхищался оригинальностью мысли, свойственной его работам. Хаксли предложил Элтону написать короткую книгу об экологии животных, и Элтон согласился.
Элтон с головой ушел в эту работу. Он работал как проклятый почти каждую ночь с десяти вечера до часу ночи у себя в квартире близ музея Оксфордского университета и написал книгу менее чем за три месяца! Несмотря на бешеный темп подготовки, получившаяся работа «Экология животных» стала классической как в стилистическом, так и в содержательном плане. Эта 200-страничная книга написана увлекательно и живо, полна удачных аналогий. Ее главы логически выстроены вокруг ключевых идей, позволяющих читателю познакомиться с, так сказать, повесткой новой экологической науки, а также с теми ее аспектами, которые Элтон считал наиболее важными.
