С нами или без нас: Естественная история будущего

Часто говорят, что сэр Исаак Ньютон открыл силу тяготения, когда ему на голову упало яблоко. Но это не так. Великий вклад Ньютона вовсе не в том, что он обнаружил тяготение, а в том, что он объяснил его причину. Эдвард Уилсон в этом похож на Ньютона: он не удовлетворился простой фиксацией закономерности – склонности видов скапливаться на крупных островах. Ему надо было объяснить, почему так происходит, и в ходе этого занятия превратить экологию в строгую математическую науку со своими законами. Но имелось серьезное затруднение. В математике Уилсон был не намного сильнее, чем в наблюдении за змеями или прослушивании птиц. Поэтому, будучи гарвардским профессором, он записался на курс математического анализа для студентов-первогодков. Уилсон знал, что ему нужно учиться, и смело взялся за дело – пусть ему и пришлось втискивать свои длинные ноги под студенческую парту, молча внимать словам преподавателя и продираться сквозь домашние задания и тесты. Кроме того, заранее догадываясь, что математического анализа для первокурсников ему будет недостаточно, Уилсон наладил сотрудничество с юным, но амбициозным экологом Робертом Макартуром, который был весьма силен в математике. Макартур и Уилсон сообща занялись разработкой формальной математической теории, которая, как они предполагали, сможет объяснить, почему на крупных островах живет больше видов – будь то муравьев, птиц или кого угодно еще.

В их построения входили две фундаментальные составляющие. Первая рассматривала вероятность вымирания любого конкретного островного вида в качестве производной от размеров острова. Макартур и Уилсон предположили, что шансы островных видов на вымирание тем выше, чем меньше размеры острова. На небольших островах популяции живых организмов малочисленнее, а вероятность исчезнуть из-за одной сильной бури или одного неурожайного года для них выше. Кроме того, на маленьком острове значительнее и вероятность нехватки всего того, чем поддерживают себя живые организмы. Представление о зависимости между площадью острова и вымиранием видов со временем укрепилось. Темпы вымирания на мелких островах, как правило, превышают аналогичные показатели на крупных островах – в особенности в тех случаях, когда маленький остров небогат разнообразием сред обитания.

Вторая составляющая теории рассматривала не исчезновение, но, напротив, возникновение островных видов. На островах могут появляться колонии новых видов, прибывших извне – прилетевших, приплывших, занесенных другими живыми существами. В некоторых ситуациях они зарождаются прямо на месте. Уилсон и Макартур предположили, что в обоих случаях вероятность «прибытия» повышается с ростом географических размеров острова. У видов больше шансов наткнуться на тот или иной остров, если он велик. Также на больших островах легче найти подходящую среду обитания, животное-хозяина и все остальное, необходимое конкретному виду. К тому же на более крупном острове больше простора, позволяющего популяциям одного вида быть достаточно изолированными друг от друга, чтобы эволюционировать в разные виды.

Макартур помог Уилсону проработать и расширить эти идеи, а также запечатлеть их в наборе уравнений. Результатом их совместного труда стала книга «Теория островной биогеографии» (The theory of island biogeography). Впоследствии их теорию тестировали на самых разных островах, разбросанных по морям и океанам. Ее проверяли десятки, а потом и сотни ученых, в основном студенты и аспиранты, стремящиеся разобраться в скрытых правилах, по которым живет наш мир. Детали сформулированных Макартуром и Уилсоном уравнений изучались и оспаривались с дотошностью, какую ученые обычно приберегают для самых важных поводов. По ходу дела было выяснено, что уравнения не учитывают многие свойства биологии островов; тем не менее теория выдержала проверку временем. Она отражает важнейшие нюансы того, как устроен наш мир: на крупных островах действительно живет больше видов, и это действительно объясняется соотношением вымираний и возникновений. Возможно, не менее важно и еще одно обстоятельство: теория Макартура и Уилсона содержит четкие прогнозы относительно того, каким окажется будущее природы, – идет ли речь об отдаленных островах, диких лесах или даже городах. Особенно о городах.