Горы — уникальная лаборатория

Горы — уникальная лаборатория

Заглянув в литературу, нетрудно узнать, сколько человек было в той первой научной экспедиции, возглавляемой А. П. Федченко, которая немногим более ста лет назад пришла на Памир. А вот чтобы выяснить, сколько людей исследуют Памир сегодня, потребовалось бы специальное статистическое исследование, охватывающее десятки научных учреждений.

Первое место в научных исследованиях Памира, безусловно, принадлежит метеорологам. И это не случайно. Памир и его ледники оказывают влияние на погоду всей Средней Азии. Так что преувеличить значение метеонаблюдений в горах просто невозможно. Недаром первой постоянной службой на Памире стала гидрогляциометеорологическая обсерватория на леднике Федченко, основанная в 1933 году.

Существует и нечто общее, объединяющее все и прежние и настоящие (в какой-то степени) научные службы Памира. Это условия работы. Пожалуй, ярче всего это демонстрирует история первой обсерватории, когда четыре человека впервые зимовали на Памире. Вот отрывок из дневника начальника обсерватории В. М. Бодрицкого:

«9 ДЕКАБРЯ. Эллингообразное здание обсерватории готово. Чередующиеся слои кошмы, фанеры, дерева и воздушных пространств заключены в сплошной непроницаемый железный панцирь... Наша «тихая обитель» может противостоять ураганным шквалам ветра, полярной температуре и с успехом выдерживать массы снега. Через восьмислойные стекла проникает к нам свет. Удобообтекаемая форма обсерватории смягчает порывы ветра, мчащегося здесь с быстротой до 40 метров в секунду...

27 ДЕКАБРЯ. Громадные сугробы завалили здание совершенно. Всю ночь откапываем верхний люк — единственный выход наружу. С 6 часов утра начался жестокий шторм. Снежинки мчатся со скоростью 35 метров в секунду. Штормовой трос, при помощи которого мы ориентировались, идя к приборам, занесен. Но наблюдения ведутся...

Началась ультраполярная жизнь под облаками.

Наблюдатели пробиваются, уцепившись друг за друга. Ветер валит с ног, забивает глаза, дышать трудно.

6 ЯНВАРЯ. Петр Алексеевич Пройдохин забрал в плен солнце. Сегодня ясный день. В прозрачной атмосфере почти полное отсутствие пылинок дает громадное напряжение солнечной радиации. Петр Алексеевич обрадовался этому напряжению. «Фабрику-кухню» он раскинул на воздухе. Наложив котел снега, он, используя солнечную радиацию, получал кипяченую воду. Мы с аппетитом уничтожали чай, приготовленный гелиокухней.

8 ЯНВАРЯ. Буран. Метелица. Страшное беспокойство. Уже вечер, а Бладыко и Пройдохина нет. Они ушли к леднику на гляциологическую съемку. Что делать? Неужели потеряли товарищей? Ведь так много опасностей!

Собрали тряпки, облили их керосином и бензином. Людмила Федоровна поддерживает костер. Я сигналю выстрелами и ракетами. Но . что наша сигнализация по сравнению с той канонадой и шумом, которые принес буран?..

9 ЯНВАРЯ. Вечером Бладыко рассказывал:

— Я упал в трещину. Пройдохин пошел за помощью в обсерваторию, но вернулся. Мешал буран. Была опасность не попасть на зимовку и потерять трещину, куда я провалился. Пройдохин решил спасать меня. Он связал все ремешки от приборов, скинул одежду и применил ее как веревку. Вырубив во льду ступеньки, он спустился ко мне. Он потратил 4 часа, чтобы спасти меня. А тут буран. Без спальных мешков зарылись в снег. Крепко прижались друг к другу. Щипали и толкали друг друга всю ночь, чтобы не уснуть навечно. Мороз был 25 градусов. Спички отсырели, и разжечь банку сухого спирта не удалось.

6 МАЯ. В ночь с 5-го на 6-е во время снежной бури наблюдали Сент-Эльмские огни. Голубоватые свечки, иногда достигающие полуметра в высоту, горели на выступах скал, они вспыхивали над головами, на поднятых пальцах... Все светилось. Какая замечательная картина!

15 ИЮНЯ. Продукты иссякают. Остались мука, рис. соль, сахар. Кислоты кончены, овощей и жиров нет. Бладыко, Шарова, а затем и я заболели цингой. Неприятная вещь. Ощущение такое, что будто бы каждый зуб можно вытащить без труда. Десны распухли. Кровотечение. Опухоль ног и ломота в суставах — признаки скорбута. Стараюсь, насколько могу, ободрять товарищей.

2 ИЮЛЯ. Вчера пришла смена.

Мы везем в Ташкент полный материал наблюдений, который даст возможность осветить климатический режим района оледенения и зависимости его от метеорологических факторов. Мы везем материал, при помощи которого есть возможность дать прогноз водоносности рек, питающих Амударью.

Почти сорок лет прошло с той первой зимовки на Памире. Сейчас сказать о всех экспедициях попросту невозможно. Вот что изучали, например, некоторые экспедиции 1970—1971 годов.

Состоялась комплексная флористическая экспедиция по систематизации, сбору семян, растений и мхов в различных районах Памира. Экспедиция открыла несколько неизвестных ранее растений.

Работала экспедиция Института зоологии и паразитологии, которая изучала ихтиофауну горных водоемов. Она собрала богатый материал по бентосу, фитопланктону, химии грунтовых вод. В перспективе для углубления этих исследований намечено создание опорных пунктов у озера Зоркуль и Яшилькуль.

В том же 1971 году начала действовать экспедиция, цель которой — исследование адаптации человека к условиям высокогорья. Работы ведутся на высоте в тысяч метров; пожалуй, в СССР трудно сыскать другой столь подходящий для этих исследований полигон.

Постоянно работающие экспедиции геологов все более склоняются к мысли, что на Памире есть достойные внимания концентрации практически всех элементов таблицы Менделеева.

Недавняя экспедиция физиков исследовала на высотах Памира космические лучи.

Не будет ошибкой сказать, что на Памире ежегодно работают десятки экспедиций и сотни исследователей.

В. Лённгрен, заместитель главного ученого секретаря АН Таджикской ССР

Дважды два, конечно, не пять. Стоит, однако, выйти за пределы арифметики, как эта истина нарушается. ...На Памире мне вспомнились Хибины. Внешне — никакого сходства. Там, за Полярным кругом, — полого-округлые вершины, ласковый, часто заслоняемый дождем луч солнца. Здесь, в сотнях километров от Индии, свет жжет, а горы столь вознесены к небу, что какие-нибудь Карпаты (о Хибинах и речи нет) лишь редкими пиками вершин смогли бы «проколоть» дно памирских ущелий. Всюду бурый, куда-то в стратосферу рвущийся отвес камня!

Сходство в одном: там и здесь воочию видна граница растительности. Елочки набегают на склоны Хибинских гор — и мельчают, мельчают, все реже их строй, корявые одиночки еще кое-как цепляются за скат, но нет уже сил взобраться, и голо, пусто над ними, одна трава, которая тоже ведет бой за лишнюю сотню метров вертикали. И на Памире то же, хотя иначе. Недолгий разбег зелени со дна долин останавливает выжженный камень горных громад; кажется, уже все, но нет: где-то высоко под снежником крохотная площадка, а на ней — трава. Куда ее занесло! Впритирку к морозу и льду, на самолетную высь. Какая выносливость, какой напор жизни! И какое жалкое прозябание. Словом, азбучная истина. Глядя на склоны гор, будь то на севере или на юге, мы видим одно и то же: пышная зелень долин хиреет с высотой. Чем выше, тем неуютней ей. И казалось бы, ясно почему. И думать больше нечего. Как бы не так!

Памирский ботанический сад лежит вблизи Хорога на высоте 2320 метров над уровнем моря. Второго такого высокогорного сада в нашей стране, да и вообще в северном полушарии земли, нет. Основан он в 1940 году с далеко идущими целями теории и практики.

Практическая его ценность, пожалуй, оказалась более значительной, чем если бы на его месте находился золотой рудник. Сейчас кажется, что памирцы испокон веков выращивали и картофель, и редис, и лук, и ягоды. На деле же все эти, как и некоторые другие, культуры появились на Памире благодаря самоотверженной работе небольшой тогда горстки биологов, среди которых особо уважаема память основателя и первого директора Ботанического сада Анатолия Валериановича Гурского (ныне сад назван его именем). Вспоминают, скольких трудов стоило уговорить памирских колхозников выделить хотя бы клочок земли под непонятную, диковинную культуру — картофель. Сегодня картофель вывозится за пределы Памира.

Цифры тоже многозначительны. За время существования Памирского ботанического сада колхозам передано 400 тысяч саженцев. Испытано двадцать сортов винограда — переданы сельскому хозяйству все двадцать. Яблок испытано шестьдесят сортов, переданы как подходящие для Памира тридцать пять. Кормовых трав испытано 2 тысячи; годных оказалось десять. И так далее. Тысячи, многие тысячи сортов культурных растений держали экзамен в Ботаническом саду, и сотни из них пришли затем на поля и луга Памира. Сколько же времени уходит на испытание одного только сорта? Годы. Дальше — несложная арифметика затрат человеко-жизней, отданных Памиру и растениям.

В ходе как этих, так и сугубо ботанических работ мало-помалу выявилась одна странность. Тут, в горах, на высоте более двух тысяч метров, равнинные растения, как правило, чувствуют себя лучше, чем у себя на родине. Лучше, чем на равнине. Лучше, чем ниже по вертикали. Лучше, чем на дне тех же памирских долин.

Картофель на Памире дает самые высокие в Союзе урожаи (клубни одного куста нередко тянут 12—18 килограммов). Ладно, картофель — пришелец с Анд, откуда европейцы расселили его по равнинам, — вспомнил, так сказать, «отчий дом» и расцвел. Но и яблони под Хорогом плодоносят на диво! И урюк. Деревья, которым не положено куститься, тут кустятся. Медлительный дуб к двенадцатилетнему возрасту дает на равнинах прирост в среднем около ста двадцати сантиметров. В горах — триста! Сосна почти втрое обгоняет свою равнинную сверстницу... Какой-то диковинный взрыв жизненной энергии!

Вот что в этой связи осторожно пишет доктор сельскохозяйственных наук Худоер Юсуфбеков, директор Памирского биологического института, который был создан года два назад на базе Ботанического сада: «Уникальная лаборатория природы — наш суровый Памир — время от времени преподносит своим исследователям приятные сюрпризы. Так, здесь в известной мере опровергнуто прежде признанное мнение, что, чем выше в горы, тем медленней рост растений, они становятся приземистей, а еще выше — совсем приникают к почве. Напротив, большинство испытанных в нашем Ботаническом саду культур проявило поразительную энергию роста».

«Самоочевидное», как часто бывает, оказалось неверным. Выше — не обязательно хуже. Наоборот! По наблюдениям А. В. Гурского, подлинный «рай» для растений на Памире — зона чуть выше двух тысяч метров и чуть ниже двух с половиной тысяч метров.

Конечно, чего не бывает... Куда этому парадоксу, скажем, до парадокса ядерной физики, когда столкновение двух тяжелых частиц порождает одну легкую, что в житейском смысле выглядит примерно так, как если бы столкнувшиеся грузовики образовали теннисный мячик! Вот это уж диво так диво, а тут... Просто в памирских горах действуют какие-то особо благоприятные факторы. А то с чего бы горные условия стали для деревьев и трав райскими?

Иронично улыбается в ответ природа... А иронична ее улыбка потому, что объяснение «дикого» парадокса микромира существует, а объяснения, отчего растениям в горах лучше, — нет.

Ибо все факторы в горах для растений неблагоприятны. Почва? Какие уж там особые почвы на горных террасах и склонах! Чтобы создать Ботанический сад, его территорию сначала освобождали от камней, потом сеяли травы, и уж потом... Обилие влаги? Да нет же: Западный Памир особенно сух, тут без полива нечего делать, и, что трудней всего поправить, летом здесь исключительно сухой воздух, а это для многих растений куда как плохо. Воздух, кстати, не только сухой, но и бедный. На высоте свыше двух тысяч метров в нем примерно в полтора раза меньше, чем на равнине, углекислого газа, из которого растение берет самую главную свою пищу — углерод. Голодно, значит, должно быть растению на высоте... Что же остается? Температурный режим? Ну, горы есть горы: температура здесь пляшет, как кривая лихорадки, а что такое для растений резкие колебания температур, — известно. Солнце?

Да, солнца тут много, такого, какого на равнине нет вовсе, даже на тех же широтах, потому что атмосфера там толще и запыленней. Хрустальные, жгучие потоки света льются день за днем, месяц за месяцем... Горное солнце — особое солнце. Необычность его даже не в силе, а в колоссальных дозах ультрафиолета. Может быть, именно это делает горное солнце солнцем жизни? Имевшиеся в науке данные о биологическом действии горного ультрафиолета были неясны и противоречивы, потому возникло предположение, что как раз ультрафиолет будит жизненную энергию растений. Логично, когда все остальные факторы со знаком «минус»... Но опыты, которые поставил в последние годы Ботанический сад, показали обратное: растения, защищенные от горного ультрафиолета, но получавшие все остальные лучи спектра, развивались лучше контрольных, тех, что остались под открытым небом.

Все факторы оказались минусовыми! В математике минус на минус дает плюс. Так то в сфере отвлеченных чисел! А тут биология. Минус на минус, да еще раз на минус... А в итоге огромный плюс. Непонятно. Странно. Необъяснимо. Какая-то сложная, ускользающая от нашего разумения диалектика...

— Скорого ответа мы не ждем, — подытожил наш разговор заведующий лабораторией физиологии Памирского биологического института Д. Толибеков. — Надо изучить действие всех факторов порознь, в сочетании, углубиться в биохимию, генетику наших растений. До тех пор нет фактов, нет, следовательно, и гипотез...

Подойдем к горным растениям с другого края.

Одному из крупнейших ученых XX века Николаю Ивановичу Вавилову Памир помог создать знаменитую теорию центров происхождения культурных растений. Как раз экспедиция в Персию и на Памир дала исследователю первый материал для объяснения, откуда человек взял и пшеницу, и рожь, и ячмень.

Тут необходимо обширное отступление.

Биолог А. А. Коннов неподалеку от Ботанического сада недавно нашел папоротник. Находка для Памира уникальная, но не это самое удивительное. Папоротник — влаго- и тенелюб; а тут он рос среди раскаленных камней ущелья! Понятно, что некогда в этом ущелье были и лесок и тень, но все это давно исчезло. Папоротник выжил.

Способность растений приспосабливаться настолько велика, что границы этой приспособляемости не очень еще ясны. Памирский биологический институт располагает опорной станцией Чечекты на Восточном Памире, где опыты по акклиматизации и селекции растений ведутся на высотах до и свыше четырех тысяч метров.

Сам Восточный Памир — это в основном колеблющееся около четырехтысячеметровой высоты нагорье, где и места для полей много, и вода есть, но где никакие злаки и овощи никогда не росли. Теперь растут. В Чечектах удалось подобрать и частично вывести сорта, которые делают земледелие на Восточном Памире реальностью — там, где заморозки случаются едва ли не каждую ночь.

Выше, кажется, растениям хода нет. Кое-какие подобрались к самому подножию глетчеров, граница достигнута, куда уж дальше? Но и «дальше» растения продвинул человек. И у нас и за границей ставились опыты по выращиванию растений... на Марсе! В камерах создавались предполагаемые условия Марса; и в сверхразреженной атмосфере, в газах, столь мало напоминающих земной воздух, земные растения — представьте себе — росли. Некоторые. В том числе рожь и огурцы.

За счет чего? Кажется, этого никто пока не знает. Но кое на что могут дать ответ земные горы.

Растения в Чечектах — ячмень, репа, редис и другие — не слишком похожи на равнинные. Они низкорослые, стелющиеся, в них больше сахара. Дело ясное: хочешь приспособиться — меняйся. И растения в горах бурно изменяются. (Кстати сказать, растения, лишенные в Чечектах ультрафиолета, чувствовали себя хуже; значит, иногда ультрафиолет благоприятен. Еще один парадокс!)

Любовь Филипповна Остапович, давняя сотрудница Ботанического сада, показывала мне свою уникальную коллекцию «уродств» как пришлых, так и местных растений. Гигантские стебли, необычная окраска, плоские и изогнутые, точно ятаган, ветви — какая-то фантасмагория форм! И это не только на больших высотах, но и здесь, в «раю» Ботанического сада.

«Уродства», понятно, встречаются и на равнинах, но не в таком обилии. Как любил повторять Гурский: «Трудно сказать, что на Памире должно считаться отклонением от нормы, а что самой нормой».

С точки зрения теории эволюции ничего особо поразительного в этом факте нет. Горы в отличие от монотонных равнин являют собой пеструю мозаику контрастов: в одном ущелье тут могут сочетаться и юг и север, пустыня и оазис. Все это резко сказывается на облике попавших в горы растений; от места к месту их внешние признаки начинают меняться. Кроме того, в горах выше радиационный фон, следовательно, больше возможностей для мутаций, изменений уже самой наследственности. По этим и другим причинам возрастает пластичность растений, бурно идет процесс формо- и видообразования.

И цифры в этом смысле красноречивы. Всего в СССР насчитывается 17—18 тысяч видов растений. Из них на Таджикистан, самую гористую республику, приходится около 6 тысяч видов, собственно на Памир — 2 тысячи...

Горы, видимо, можно назвать «кузницей видов».

До исследований Н. И. Вавилова полагали, что культурные растения появились сначала в долинах рек, где складывались великие цивилизации древности. Изучив «ботанический фонд» планеты, Вавилов доказал, что все центры культурных растений находятся в горах. Что и пшеница, и ячмень, и кукуруза, и рожь (последняя как сорняк) пришли оттуда. Что именно в горах возникло древнейшее земледелие. Это открытие стало одной из замечательных истин биологии XX столетия. Вот какую роль сыграли горы (и Памир в том числе) в истории человечества.

Тут возникает один искусительный соблазн. Если горы столь богаты видами и формами (а это так), если они стали центрами, откуда пошли культурные растения (это тоже верно), то не играли ли они особой, исключительной роли в эволюции растительного мира вообще?

Рисуется волнующая и, в общем, стройная картина. Сотни миллионов лет назад покинувшие море потомки водорослей хлынули на равнины. В борьбе за пространство и пищу их вал докатился до гор и, влекомый «давлением жизни» (термин В. И. Вернадского), ринулся вверх... Там суровые и разнообразные условия стали кузницей все новых и новых видов, прошедших жестокую муштру и селекцию, а потому закаленных, жизнеспособных более, чем «тепличные» растения низин.

И начался обратный поход.... Закаленные горами растения смели изнеженных обитателей равнин, заняли их место. Вновь и вновь повторялось это движение, и каждый раз обновлялся растительный мир планеты.

Чем плоха схема? Она вполне научна. Глухое подозрение, что горы могут быть центрами видообразования, питал еще Дарвин. Сейчас имеются строгие гипотезы, что, например, цветковые растения (они завладели сушей примерно сто с небольшим миллионов лет назад; до этого земные луга были однотонны и скучны), что цветковые растения спустились с гор.

Увы! Один мой давний знакомый, видный палеоботаник, менее чем за час доказал мне, что эта, безусловно, логичная схема слабо подперта доказательствами. Нет в палеоботаническом материале сколь-нибудь однозначных фактов, что все было именно так, а не иначе! Нет, а потому строить гипотезы, конечно, можно, но очень доверять им не следует. «И вообще, — сказал он, — не кажется ли тебе, что эта схема слишком прямолинейна, чтобы содержать истину?»

Слишком прямолинейна, чтобы содержать истину... Я вспомнил странное поведение растений в Ботаническом саду Хорога и ничего не возразил.

Природа, освещенная светом современного знания, словно ясный хрусталь с поверхности. А дальше... Взгляд человека будет проникать все глубже, глубже, но на пределе взгляда всегда останется темнота и тайна. Тоскливо, если бы это было иначе. Но я знаю одно. На дальних путях теории и практики, жизни, на дорогах земных и космических мы вновь и вновь будем обращаться к горам за ответом, и они дадут нам этот ответ, как это уже бывало раньше.

Д. Биленкин, наш спец. корр.

г. Хорог


 
# Вопрос-Ответ