39. Убери одну звезду

Роберт Пейн дождался отлива, поддел ломом морскую звезду и оторвал её от скалы. Потом следующую. Молодой эколог делал это в июне 1963 года в заливе Муккау, на северо-западе штата Вашингтон. Звёзды тут фиолетовые и оранжевые, они держатся полосой прямо под мидиями, и Пейн заподозрил, что именно они не дают мидиям захватить весь камень. По его собственным поздним рассказам, звёзд он швырял как можно дальше в море, и так годами, на полоске скалы длиной восемь метров и высотой два, примерно с два парковочных места подряд. Соседнюю полоску он не трогал, чтобы было с чем сравнить.

Сначала голый камень затянули морские жёлуди, мелкие рачки в известковых домиках. К осени они заняли большую часть освободившегося места, а через год их начали давить мидии и морские уточки, рачки на гибкой ножке. Через три года видов, сидящих прямо на скале, стало восемь вместо пятнадцати, а лет через десять участок почти сплошь покрылся мидиями. На соседней полоске, где звёзды остались, всё было как прежде. Не самый многочисленный житель берега, а тот, кто ел самого многочисленного, решал, кому достанется камень.

Уровнем ниже целым был вид: популяция, у которой есть частота генов и граница скрещивания. Здесь видов десятки или тысячи, и связывает их не скрещивание, а еда и соседство. К ним добавляется неживое: свет, вода, почва, погода. Корней у этого уровня ещё два. Первые сообщества на Земле были микробными плёнками, и микробы до сих пор замыкают круговорот азота и углерода. А в муравейнике целое почти стало организмом, и экосистема на него похожа, но только издали.

У мидии нет разнообразия берега. У звезды тоже. Ни одна из них не решает, сколько видов уживётся на скале. Решает связь: звезда ест мидию, мидия отнимает место у жёлудя, и если выдернуть одно звено, пересчитывается весь берег.

Позже Пейн назвал такого хищника ключевым видом, по замковому камню арки: клиновидный камень наверху занимает мало места, но вынь его, и арка рухнет. Цепную реакцию сверху вниз, когда не стало хищника, расплодилась его добыча и исчезла её еда, он назвал каскадом. Многих видов можно лишиться почти незаметно, их работу подхватят соседи. Ключевой вид тем и отличается, что его работу не подхватит никто.

У этой истории есть поворот, который сам Пейн считал важным и который почти никто не пересказывает. Восемь и пятнадцать — это только те, кто прикреплён к голому камню. В толще мидиевой щётки, плотного пласта раковин, скреплённых нитями, живут сотни видов червей, рачков и улиток. Если считать и их, без звёзд видов на берегу становится не меньше, а больше. Хищник, выходит, не столько охраняет разнообразие, сколько решает, каким ему быть: пёстрой мозаикой на камне или плотной мидиевой щёткой, набитой мелкими жильцами. Сколько видов на берегу, зависит от того, кого считать.

Полвека спустя природа повторила опыт Пейна без лома. С 2013 года вдоль тихоокеанского берега Северной Америки морские звёзды начали таять: у них отваливались лучи, тело расплывалось в слизь. Пострадала и подсолнечная звезда, главный пожиратель морских ежей: крупные бывают размером с колесо, а теперь на большей части побережья их почти не осталось. Ежей стало некому есть, в те же годы море у берега перегрелось, и вместе это стоило северной Калифорнии больше девяти десятых подводных лесов ламинарии. Каскад сработал сверху донизу: нет звезды, ежи плодятся, лес съеден до голого дна. Опыт с двух парковочных мест повторился на сотнях километров берега.

Энергия течёт по такой сети с большими потерями. На каждую следующую ступень в очереди «кто кого ест» доходит в среднем около десятой части, остальное уходит на дыхание, тепло и несъеденные остатки. Из тысячи калорий травы кролику достаётся около сотни, лисе около десяти, орлу, поймавшему лису, одна. Поэтому орлов меньше, чем кроликов, и цепь редко бывает длиннее четырёх-пяти звеньев. Это грубое среднее, а не закон: от места к месту доля отличается в разы. Первым так, ступень за ступенью, посчитал живое сообщество Раймонд Линдеман: он взял маленькое заболоченное озеро в Миннесоте и проследил энергию от водорослей до хищников. Рецензенты статью сначала отвергли, её отстоял старший коллега, и напечатали её, когда двадцатисемилетнего автора уже не было в живых.

Издалека видно ещё одно свойство целого. В американских пустынях стоят колонны кактусов, ребристые, колючие, без листьев. В африканских стоят такие же колонны, но это молочаи, из совсем другой ветви цветковых, и выдаёт их белый млечный сок на надрезе. Никто никого не копировал. В пекле выживает растение, которое держит воду в толстом стебле и не теряет её через листья, и отбор на двух континентах слепил из разного материала одну форму. Место задаёт роль, а исполнителей набирает из тех, кто оказался рядом. Поэтому суша одета в немногие повторяющиеся наряды, тундру, тайгу, степь, пустыню, и на каждом материке они сшиты из своих видов.

Учёные больше ста лет спорят, насколько это целое цельное. Одни ботаники видели в растительном сообществе почти организм, который растёт к заданному финалу. Другие видели случайную встречу видов, которым подошло одно место. Слово «экосистема» родилось в этом споре: в 1935 году англичанин Артур Тэнсли выступил против сообщества-организма и предложил смотреть на лес как на систему в том смысле, в каком это слово понимают физики, где почва, вода и климат входят в целое наравне с деревьями. Нынешний взгляд ближе ко второму лагерю, но с поправкой: связи между видами держатся, и похожие сборки повторяются снова и снова. Генома и тела у экосистемы нет, и этим она отличается от улья.

Здесь развилка. Одна ветвь уходит в сторону, к людям. Одиннадцать с лишним тысяч лет назад они начали строить экосистемы сами, и поле оказалось упрощённым берегом Пейна: земледелец выпалывает сорняки и гонит вредителей, как Пейн отдирал звёзд, и оставляет одного победителя, пшеницу, как там осталась мидия. Из этого вырастут деревня, общество и всё, что за ними. Другая ветвь идёт вверх по масштабу. Атом углерода, который сегодня прошёл через траву, кролика и лису, с дыханием уйдёт в воздух, а оттуда снова в траву. Когда такие круги крутятся по всей Земле миллиарды лет, они перестают быть делом одного озера или леса и начинают менять состав воздуха над планетой.