Трава настолько повсеместна, что складывается впечатление, будто она существовала всегда. На самом же деле первые 4,4 миллиарда лет истории Земли прошли без единой травинки. Не было ни золотящихся степей, ни зеленящихся саванн, ни зеленосочных лугов, ни зеленоградских лужаек, ни златогривых полей (злаки, как известно, тоже травы). На суше росли мхи, лишайники, кусты, деревья… Хвощи и плауны, а также папоротники – тоже травянистые создания, скажете вы, но типичные травы, покрывающие муравой обширные пространства, – это все же цветковые (покрытосеменные) растения. Такие травы появились даже позже собственно цветков, чуть больше ста миллионов лет назад, в середине мелового периода, когда планета кишела нептичьими динозаврами.

Краткая история древней травы

Бронтозавры не знали вкуса трав, как и другие юрские «травоядные» зауроподы. Раннемеловые орнитоподы траву уже распробовали: на ископаемых зубах китайского гадрозавроида эквиюба (Equijubus normani) палеонтологи обнаружили микроскопические остатки примитивных злаков – это древнейшая известная находочка травянистой природы (110–101 млн лет). Позднемеловым трицератопсам трава определенно была знакома как данность, но предпочитали ли они ее листьям деревьев и вайям папоротников – большой вопрос. Титанозавры, также жившие в конце мела, травоядными точно являлись: они щипали злаки, включая предков риса и бамбука, и возможно, у трав с титанозаврами даже была коэволюция. Собственно, о появлении трав в меловом периоде и стало известно благодаря позднемеловым зауроподам, а точнее, их окаменевшим фекалиям – копролитам.

В копролитах встречаются фитолиты – микроскопические формочки из кремнезема (диоксида кремния), которые откладываются в некоторых тканях растений, обеспечивая им структурную поддержку, а порой и защищая их от насекомых и грибков. В 2005 году ученые сообщили о находке фитолитов, очень похожих на таковые современных злаков, в позднемеловых копролитах индийских титанозавров. Те зауроподы не были привередами и питались не только травой, но и хвоей, листьями пальм и двудольных деревьев, чьи фитолиты также нашлись в копролитах. Да и на одной траве они бы и не протянули, поскольку ее в то время было мало (притом что она была довольно-таки разнообразной: злаковые фитолиты принадлежали аж к пяти видам!) – она росла сорняковыми кучками, а никак не колосилась лугами. Увидите мезозойского динозавра, радостно бегающего по травянистой поляне, – знайте: это мираж и неправда.

С наступлением кайнозоя мало что изменилось: ранние травы по-прежнему боролись за жизненное пространство с буйствующими джунглями деревьев и лиан, процветавших в жарком климате палеоцена и эоцена. Некоторые злаки – бамбуки – сумели адаптироваться и научились выживать в густых тропических чащах, перейдя к гигантизму и одревеснению травин, ставших теперь соломинами. Однако на редких открытых пространствах все еще царствовали кусты и папоротники.

Ну а потом наступил олигоцен. Климат охладился, влажность уменьшилась, водолюбивые джунгли умылись и стали отступать, освобождая ландшафты, чем травы не преминули тут же воспользоваться. За десять миллионов лет травяная армия быстрорастущих и устойчивых к суровым условиям зеленых солдатиков медленно, но верно аннексировала сушу и к миоцену установила новый миропорядок, основанный на травах.

Фактически была изобретена новая экосистема, в которой питательная зелень росла прямо из земли, а не свисала с ветвей, обновлялась регулярно и быстро по мере щипания, становилась все гуще и пуще. Медленнорастущие деревья и кусты, ощипываемые заодно, уже не могли конкурировать с травой – так щипальщики способствовали распространению лугов. Ну а трава, в свою очередь, способствовала диверсификации щипальщиков. Ключевую роль в этом взаимном процессе играла гипсодонтия.

Гипсодонтия играла и выиграла

Трава в отличие от листьев, цветков и плодов еда абразивная. Во-первых, в ней много фитолитов, которые ощущаются как песок на зубах. Во-вторых, в ней много собственно песка, пыли и других твердых мелких частиц, поскольку она находится возле почвы, да еще и на открытых пространствах, куда такого добра надувает с лихвой. Так, пища крупной рогатой скотины в среднем на 4–6% состоит из подобного мусора (для сравнения: у листоядных оленей и лосей его доля не превышает 2% по весу), а мелкая скотинка, откусывающая траву еще ближе к земле, и вовсе употребляет до трети абразивной ерунды на две трети собственно травы (хотя в среднем все же 5–9%).

Все это стачивает зубы, словно наждачка. У современных травоядных – по три миллиметра в год. Если бы вы питались сеном, аки конь, через три-четыре года от ваших коронок ничего бы не осталось. А вот у коня коронки дюже высокие, около 12 см: они по большей части прячутся в деснах и челюстях и по мере стирания лениво выползают оттуда подобно грифелю в механическом карандаше. Это и есть гипсодонтия. Благодаря ей жевательный период значительно удлиняется. У некоторых млекопитающих гипсодонтные зубы еще и эволюционировали в гипселодонтные, не перестающие расти в течение всей жизни – таковы резцы грызунов и зайцеобразных.

Эти мелкие быстроразмножающиеся зверушки были среди первых травоядных, развивших гипсодонтию, – удлиненные в высоту зубки были у них еще в начале олигоцена (33 млн лет назад), когда трава только готовилась к наступлению на высвобождающиеся от деревьев территории. Позже гипсодонтия возникла на молярах мозоленогих (к ним относятся современные верблюды и ламы) – они были самыми многочисленными из крупных травоядных олигоцена. Лошадиные тем временем тормозили с гипсодонтией, сохраняя невысокие зубы, как у эоценовых предков, и питаясь, вероятно, не травой, а листьями.

Лишь в начале миоцена (23 млн лет назад) древние лошади будто очнулись, заметив наконец, что мир вокруг изменился: леса скукожились, а поля и луга распростерлись, – и неохотно стали переходить с листьев на траву, о чем свидетельствует внезапное усиление износа зубов перед постепенным вытягиванием их в высоту. Тем не менее понадобилось еще пять миллионов лет, чтобы достичь истинной гипсодонтии, а также приобрести эмалевые складки и гребни, самозаостряющиеся при перетирании абразивной травы. К плиоцену (5 млн лет назад) лошади остались с единственным пальцем на каждой ноге и окопытились, сами ноги вытянулись и выпрямились, и из некогда листоядных и плодоядных лесных маргиналов они окончательно превратились в галопирующих и грациозных властелинов прерий, одних из самых искусных пожирателей травы в истории жизни.

Немало, впрочем, оставалось и архаичных мелких лошадей с короткими зубками, продолжавших щипать листву в остатках лесов, трехпалых и не слишком бегучих. Эти представители подсемейства Anchitheriinae сосуществовали с травоядными Equinae два десятка миллионов лет, с десяток видов лошадей в одно и то же время, в разных лесных и полевых нишах. Миоцен был временем процветания лошадей, пиком их разнообразия, грандиозной конетусовкой-гиппопати!

Другие копытные, включая мозоленогих, тоже эволюционировали в длинноногих бегунов и скакунов, в то время как носороговые и их родственники предпочли массивность и даже гигантизм; многие из них, особенно поздние, питались травой (по меньшей мере у 17 групп копытных гипсодонтия развилась независимо). Грызуны и зайцеобразные, выйдя из лесов в поля и луга, освоили прыганье и копание, скрываясь в норках под навесом травянистых зарослей. Всплеск разнообразия травоядных породил и разнообразие хищников, крупных и мелких, саблезубых и костедробящих, засадных и преследующих. Травянистая революция привела к возникновению великого множества экологических ниш, доведя млекопитающих до расцвета и преуспеяния.

Травянистый путь к прямохождению

Тем временем в Африке… происходило все то же самое. Только там не было лошадей (предки зебр прискакали лишь в плиоцене). Зато были приматы. Распространение травянистой растительности сыграло не последнюю роль в их эволюции. Согласно знаменитой саванной гипотезе происхождения человека, наступление трав на леса вынудило некоторых обезьян чаще бегать по земле от одной рощи до другой, а то и вовсе смириться с наземным образом жизни, а значит, адаптироваться. Среди таких адаптаций было прямохождение: стоя на двух ногах с прямой спиной и глядя поверх высокой травы, куда удобнее высматривать добычу и хищников, а кроме того, в таком положении меньшая площадь кожи подвержена воздействию солнечных лучей на открытых пространствах.

Еще лучше обзор, если встать на цыпочки, а чтобы ловить добычу и спасаться от хищников, нужно бегать. Цыпочки и бег – подспорье для возникновения копыт. Почему же эволюция африканских саванных обезьян не пошла по пути американских степных лошадей? Возможно, потому что двуногость исключает копытность: высвобождение рук привело к развитию дивного десятипалого инструмента для трудовой и творческой деятельности, а следом и к развитию мозга. Вместо копытности эволюция гоминин выбрала руковитость и мозговитость. (За эти теоретизирования тоже следует благодарить траву, хи-хи-хи, хо-хо-хо.)

Саванная гипотеза не бесспорна. Так, в ходе наблюдений за шимпанзе, живущими в лесосаванне долины Исса в Танзании, выяснилось, что открытые участки отнюдь не стимулируют их к двуногому прямохождению, а редкие переходы к бипедальности по большей части случаются как раз-таки на деревьях, не на земле. Кроме того, долгое время гипотеза опиралась на смену растительности в позднем миоцене, около десяти миллионов лет назад. Однако недавний анализ углеродных изотопов, фитолитов и других маркеров с местонахождений в Кении и Уганде показал, что травы отвоевали у деревьев пространство вдвое давнее, еще в раннем миоцене. В связи с этим влияние травянистой растительности на эволюцию человекообразных обезьян требует пересмотра, и здесь возникает любопытный мыслительный выверт.

Начало миоцена – время формирования Восточно-Африканского рифта. Тогда земля на востоке Африки разверзалась, изменения в топографии влекли перемены в региональном климате и, как следствие, растительности – в результате ландшафты становились разнообразнее. Помимо густых и влажных экваториальных лесов там теперь существовали редколесья с фрагментированным пологом, а также саванны, в которых изобилуют травы и кусты, а деревья занимают не более трети пространства. Региону была свойственна сезонность, дождливые периоды сменялись сушью, к которой травы от природы толерантны.

В таких условиях 21 млн лет назад обитал моротопитек (Morotopithecus bishopi), одна из древнейших известных человекообразных обезьян (самая древняя – руквапитек, живший примерно 25 млн лет назад, еще в олигоцене) и древнейшая, от которой остались и череп, и зубы, и части посткраниального скелета. Кости моротопитека указывают на то, что он уже умел частично распрямлять спину. Это ключевой признак человекообразных, и возник он, по традиционным представлениям, как адаптация к питанию плодами на периферии древесной кроны: тянуться дотуда относительно крупной обезьяне удобнее в полувыпрямленном стоячем положении, держась руками и ногами за разные ветви.

Вот только новое исследование показало, что зубы моротопитека были заточены скорее на питание листьями, а чтобы их добыть, необязательно так корячиться на ветвях. Вероятно, в лесосаванне с выраженной сезонностью фрукты были доступны далеко не всегда, а разорванный полог не позволял разгуливать по кронам, так что примату приходилось регулярно взбираться на деревья за листьями. Крепкий низ спины и упругие ягодицы – адаптация как раз к карабканью по стволам и предпосылка к прямостоянию, полагают исследователи. Травой моротопитек не питался, но экспансия травы в конце концов наставила его и подобных ему обезьян на истинный путь к прямохождению. Вот такая, понимаешь, эволюционная загогулина.

Получается, к плиоцену, когда человекообразные обезьяны окончательно слезли с деревьев и зашагали по распростершейся саванне гордыми австралопитеками, они уже были глубоко преадаптированы к бипедальности. Дальнейшая эволюция наших предков также проистекала в саванне. Представители рода Homo распространялись по миру, зачастую используя травянистые «коридоры», а самые разумные из них многие травы окультурили, превратили в еду и питье для себя и для скота, в лекарства и одежду, в свистульки и щекоталки. Люди – дети травы. Но и деревьев тоже в равной мере.

Колониальный арбошовинизм

Меж тем в общественном сознании существует определенный перекос в пользу последних. Хотя травянистые биомы – одни из наиболее уязвимых и наименее защищенных на Земле, исчезают быстрее лесов и отчаянно деградируют, что ставит под угрозу мировое биоразнообразие и жизни миллиарда людей, – их утрате уделяется куда меньше внимания, нежели обезлесению. Возможно, эта недооценка трав происходит из многовекового стереотипа о том, что их сообщества деградантские по своей сути, и глубоко укоренившегося предпочтения лесов в западной культуре – этот феномен некоторые ученые описывают как «древесный шовинизм», а Джозеф Велдман и его единомышленники говорят о «тирании деревьев».

Свою научную степень Велдман, эколог из Техасского университета A&M (США), получил в 2010 году за исследование тропических лесов Амазонии, которые, как многие опасались и до сих пор опасаются, в результате сведения и пожаров могут превратиться в саванну. Но, присмотревшись к истинным саваннам, Велдман понял, что это самобытные экосистемы со своими законами и правилами, а вовсе не результат деградации леса. Он ввел термин «девственная травь» (old-growth grassland)* для древних травянистых сообществ, отличных от тех, что формируются на вырубках и заброшенных сельхозугодиях. В статье 2015 года Велдман и соавторы объяснили, что девственные трави, как и девственные леса, веками накапливают биоразнообразие и углеродные запасы, а их утрата – невосполнима.

*По аналогии с «девственным лесом» (old-growth forest) со «старорастущими» деревьями. Полувымышленное слово «травь» используется здесь и далее в качестве односложного заменителя термина «травянистое сообщество», нравится это кому-то или нет.

Леса и трави миллионы лет сосуществуют в конкуренции друг с другом, но в последние тысячелетия люди втягиваются в их состязание, вставая то у одного, то у другого конца каната. Многие коренные народы, вдохновляясь опытом природных пожаров, преднамеренно жгут рощи для расширения саванн и других травянистых сообществ, в которых обычно охотятся и добывают растительную пищу. Но европейцы исторически охотились и кормились преимущественно в лесах, и когда они отправились колонизировать другие части света, то несли с собой и насаждали там свои «лесные» мировоззрения.

По всей Африке французские лесолюбы ставили девственным травянистым сообществам диагноз «хроническое обезлесение» и забирали под свой контроль земли у аборигенов под предлогом необходимости «лечения». Адепты такой «древесной биополитики» принимались сажать деревья с конечной целью «сделать колонизируемые народы и окружающую природу более европейскими, поскольку Европа слыла центром цивилизации». На Мадагаскаре детей с начальной школы кормят французскими баснями о том, как тысячи лет назад люди заявились на остров, вырубили и пожгли половину его лесов, создав искусственные трави, которые мало кто хочет изучать. Тем не менее нашлись скептики, которые за полтора десятка лет исследований собрали доказательства того, что травянистые экосистемы существовали там задолго до прихода человека.

Предубеждение о травянистых сообществах как о деградировавших ландшафтах мешает им получить должное внимание и в природоохранной сфере. Так, из полусотни инициатив ООН в рамках Десятилетия восстановления экосистем лишь две имеют к ним отношение. Анализ примерно 95 000 твитов партнеров программы и научно-новостных медиа также продемонстрировал явное преобладание лесной повестки, несмотря на то что травянистые и кустарниковые биомы тропической зоны занимают большую площадь по сравнению с лесами. Феномен получил название «несоразмерность в осведомленности о биомах», Biome Awareness Disparity, или просто BAD, что значит «плохо». Плохо для сохранения и восстановления тропических экосистем, утверждают авторы анализа, среди которых и Велдман.

Лес наизнанку

Травянистые сообщества, несмотря на их кажущуюся простоту, являются бастионами биоразнообразия, родными просторами как для харизматичной мегафауны, так и для редких цветов с их скромными опылителями. В южноамериканской тропической саванне серраду, например, растут более 12 000 видов растений, треть из которых не встречается больше нигде. Аргентинская горная травь удерживает рекорд по количеству растительных видов на квадратный метр земли – 89. Близка к нему и русская степь – 87.

Но так же как вторичные леса уступают по сложности первичным (девственным), на месте которых они выросли, первичные (девственные) травянистые сообщества теряют в видах, после того как их распашут, – вторичные содержат на 37% меньше видов растений, посчитал Велдман. На то чтобы достичь былого уровня биоразнообразия, нужны века, а то и тысячелетия. Трави созревают примерно столько же, сколько и леса, то есть не менее полутораста лет. Но если о зрелости лесов можно судить по могучести деревьев, то для трав таких визуально очевидных признаков нет. Из «видимых» характеристик можно назвать постепенно накопление медленнорастущих многолетников, из «невидимых» – подземную биомассу в виде клубней и луковиц, а также корней, уходящих на несколько метров вглубь и питающих углеводами грибы с бактериями.

Травянистые биомы – это гигантские резервуары углерода. В них, по расчетам ученых, содержится около трети всего углерода суши, преимущественно в почвах. «Буйволовая трава» (Bouteloua dactyloides), растущая в североамериканских прериях, в надземной части высотой обычно с палец или кисть руки, а в подземной – ростом с остального человека (все представили закопанного бедолагу с торчащими из-под земли пальцами?), и именно там, внизу, углерод по большей части и сосредоточен. В некоторых прериях почвенного углерода столько же, сколько в листве и стволовстве тропического леса той же площади. Низкотравные прерии – словно вывернутые наизнанку джунгли.

Уход в подземелье – естественный результат многомиллионнолетней эволюции в условиях сильной засухи, частых пожаров и прожорливой травоядности. В дождливых, но притом регулярно возгорающихся южноафриканских саваннах даже встречаются «подземные леса» из геоксильных полукустарничков с одревесневшими подземными стеблями-ксилоподиями, на которых почкуются и пробиваются на поверхность побеги с листьями. У многих видов таких «подземных деревьев» есть родственники среди настоящих, надземных деревьев.

Пожары уничтожают чересчур выросшую траву, которая затеняет молодую травку, а также не позволяют прижиться чужеродным деревьям, сжигая их ростки (меж тем исконно саванные деревья устойчивы к огню). Многие ученые рассматривают пожары как стабилизирующий фактор для травянистых экосистем. «Огонь для саванны – что дождь для дождевого леса», – говорит Велдман, поджигая учебную прерию в Техасе в назидание студентам. Инвазивные мескитовые деревья полыхают, родное сухотравье с шипением и треском исчезает в пламени, к чему его эволюция и готовила. Спустя недолгое время там вновь заколосятся зеленые злаки. Так закаляется травь.

На Земле трава, на траве дрова

Если ежегодный контролируемый пал благоприятен для травянистого сообщества, то другие вмешательства человека в эту экосистему крайне сомнительны, а то и разрушительны. Во многих частях мира девственные трави исчезают просто потому, что их почвы оказались слишком хороши, чтобы кое-кому не захотелось лишить их девственности, распахать и засеять, превратив их в «трави культурные». Замещение широко гуляющего дикого скота прожорливым домашним на плотном выпасе вкупе с климатическими изменениями склоняет чашу весов в пользу лесов и кустов, которые шустро оккупируют вытоптанные территории. А еще это бездревесное приволье, которое часто воспринимается как пространство, доступное для использования, – пустота, которую хочется чем-то заполнить, будь то постройки или… деревья.

Велдман и другие ученые вроде Велдмана весьма обеспокоены инициативой Всемирного экономического форума «сохранить, восстановить и вырастить» триллион деревьев к концу этого десятилетия, чтобы они выловили из атмосферы излишки диоксида углерода, неустанно утепляющие планету парниковым одеялком. Инспирирована она неоднозначным исследованием 2019 года, как бы намекающим, что неплохо было бы засадить лесом этак миллиард гектаров земли, ведь леса, как ранее было показано, всасывают около трети ежегодных углекислых эмиссий от сжигания ископаемого топлива. Всего же авторы насчитали по меньшей мере 1,7 миллиарда гектаров потенциально пригодных для леса территорий, включая деградировавшие и голые почвы, а также – внимание! – травянистые земли. (Странным образом эта цифра совпадает с площадью России, как если бы она была превращена в пустошь.)

Высаживать лес на девственных травях экологически неприемлемо, считает Велдман. И хотя сторонники проекта божатся, что трогать их не будут, разве что посадят одно деревце, ну или два десятка, или три процента площади покроют деревьями, или четыре четверти, все равно нет четкого регламента, на каких именно безлесных территориях предполагается сажать деревья, притом что поддержка у инициативы колоссальная, даже карты одно время выпускались с «кешбэком» в виде вкопанного где-то саженца за каждую покупку. Во всем этом Велдман чует запашок колониализма: страны, которые ответственны за большую часть эмиссий, намереваются облесить в первую очередь тропические государства, порой даже без учета особенностей местных экосистем.

Деревья, внедренные в травянистые сообщества, могут высвободить почвенный углерод, снизить запасы воды, утеплить микроклимат за счет листвы, более темной и теплопоглощающей по сравнению с травой. К тому же это, вероятно, будут юные монокультурные чужеродцы, которые запасают намного меньше углерода, чем деревья в естественных лесах, так что экологического толку от них действительно немного. А еще деревья страдают от засух, вредителей и пожаров. Травы тоже горят, но запасенный ими углерод остается в почве, а большая часть оказавшегося в атмосфере улавливается новым травяным поколением. Испепеленный растительный материал пополняет почвенные запасы, запирая углерод на века, и в долгой перспективе в условиях изменчивого климата травянистые сообщества могут связать больше этого элемента при пожарах, чем леса – высвободить.

Трава не обратит вспять глобальное потепление, как ни старайся прокачать ее углеродозапасательные способности разбрасыванием компоста, повышением травяного разнообразия в восстанавливаемых сообществах или внедрением улучшенных практик скотовыпаса. Но она может помочь его замедлить и даже приостановить, если не распахивать под ней почвы, высвобождая углерод из многовекового заточения. И одним запасательством польза травянистых сообществ не ограничивается: они способствуют охлаждению планеты еще и блеском светоотражающих травинок, хранят и фильтруют воду, являются средой обитания для множества животных, от насекомых до людей. Эволюция научила траву выживать и даже процветать в условиях огненных невзгод и экстремальных погод, так что она неплохо подготовлена к климату будущего. Но все равно она нуждается в нашей защите – от нас самих же. Трави должны оставаться травями. Не разрушайте их, не будьте тварями.

---

Текст: Виктор Ковылин. Иллюстрация на обложке: Антонина Оснос.

Редакция выражает благодарность Катерине Степановой за благодетельную поддержку этого номера «Батрахоспермума». Уважаемая Катерина! Пусть трава вашей жизни остается всегда зеленой и сочной, полнится множеством прекрасных цветов, дает полезные плоды и перспективные семена, невзирая на все пожары и засухи.

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Убедительная просьба статью не копипастить. Но можно использовать небольшой фрагмент, сопроводив его активной ссылкой. Мы всегда рады распространению ссылок на наш чудо-журнальчик. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:
Бизоны продлевают весну травам-муравам
Бразильские осоки цветут на пожарищах уже через сутки после пожара
Человек огнелюбивый: как люди огонь осваивали