Текст книги "Диалоги (декабрь 2003 г.)"
Автор книги: Александр Гордон
сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 16 страниц)
А.З. До того, что летят, давайте еще поговорим о том, что мало выбрать звезду, хорошо бы еще обосновать, на какой длине волны излучать. Вы говорили – 21 сантиметр, мне она не нравится, потому что на Земле она защищена от излучений, как ценный источник межзвездной информации.
А.Г. То есть никто не имеет права шуметь на волне 21 см.
А.З. Да. Я думаю, что и ТАМ также рачительно подошли к этому диапазону, и запретили излучать в этом диапазоне.
И тут мне больше импонирует подход Петра Васильевича Маковецкого, нашего замечательного ученого, который предложил две мировые константы и максимально простую между ними математическую операцию деления для того, чтобы обосновать тот диапазон, в котором хорошо бы и излучать, и искать. Эта волна, я ее называю «волна Маковецкого», равна длине волны межзвездного водорода – это 21 см, деленной на универсальную математическую константу – на Пи – получаем 6,72 сантиметра. Второй, не менее важный момент, или третий уже, – это как синхронизировать моменты начала нашего излучения. Потому что понятие синхронизации на Земле универсальное. У нас все засинхронизировано, наша передача засинхронизирована, и вообще, все программы теле– и радиопередач – всё подчинено идее расписания, синхронизации. Поэтому если мы будем без таких мировых каких-то опорных моментов времени проводить и поиски, и передачу информации, мы обречены на то, что опоздаем на автобус, на электричку. Или придем на вокзал намного раньше нужного времени.
А.Г. Разминемся.
А.З. Да, разминемся. Поэтому моменты вспышки сверхновых, о которых Маковецкий говорил в своей замечательной книге «Смотри в корень», мне тоже очень импонирует. Здесь есть простые геометрические соотношения, которые позволяют составить даже расписание, когда сигналы той или иной сверхновой до нас дойдут. То есть, составлены расписания приема передач, приуроченных к вспышке той или иной новой или сверхновой звезды.
А.Г. В каком-то советском фильме была трогательная сцена, когда двое влюбленных говорят друг другу: «Ты смотри в восемь часов вечера на Луну, я тоже буду смотреть, и я буду знать, что ты думаешь обо мне». Синхронизация похожая.
Л.Ф. Александр Леонидович, но тогда надо составить расписание вспышек сверхновых, поручить это астрономам, и пусть они составят такое расписание. Известно, что за 600 лет в нашей Галактике было зарегистрировано всего 4 вспышки сверхновых. Так что, задача связи по расписанию вспышек сверхновых будет явно не простой…
А.З. Есть такая служба, но действительно, организационные сложности пока велики. Здесь как раз на экране таблица. Всего четыре межзвездных радиопослания за всю историю человечества отправлено. Организационные трудности, связанные с тем, чтобы именно в требуемый момент излучать, пока не позволяют реализовать эти идеи временной синхронизации…
А.Г. А почему надо брать такие редкие события, как вспышка сверхновой, когда можно взять, скажем, коллапс нейтронной звезды, или слияние нейтронной звезды с черной дырой – любые гравитационные события такого масштаба?
А.З. Конечно, можно взять, например, долгопериодические какие-то двойные звезды. Так, я думаю, и надо делать.
Будем двигаться дальше. Здесь перечислены те четыре межзвездных радиопослания, которые были отправлены. Первое из них было отправлено 16 ноября 1974 года с помощью 300-метровой антенны в Аресибо. Это послание было приурочено просто к вводу в строй этого мощного радиолокационного телескопа после очередной модернизации. Предварительно не было объявлено, что это готовится. А вот три других послания – об этом уже предварительно было сообщено, они разрабатывались гласно, и широкая общественность к этому была привлечена. И эти три радиопослания – «Cosmic Call» 99 года, Детское послание 2001 года и «Cosmic Call» 2003 года были отправлены уже нами из Евпаторийского космического центра.
А.Г. Как удалены объекты, куда отправлены эти сообщения, и когда они дойдут?
А.З. Аресибское послание было отправлено просто туда, куда в этот момент смотрела антенна, а она смотрела на туманность Мерсье, до которой 24 тысячи световых лет. В нашем же распоряжении уже было время, когда мы могли бы навести на ту или иную звезду, и тут те рекомендации, о которых говорила Лидия Николаевна, они имели место.
Здесь возникает резонный вопрос: что, все-таки, содержится в том первом аресибском послании? Оно очень короткое, 1679 бит. Что такое бит? Когда передается символ «0» – это частота чуть ниже номинала, когда передается символ «1» – чуть выше. Вот 1679 бит было передано. Расчет тут был простой, 1679 – это произведение двух простых чисел, и постулировалось, что ОНИ тоже в своё время пришли к понятию простого числа. И тогда эти 1679 бит ОНИ расположат в виде матрицы 23 на 73. И отображая ноль в виде пустого пространства, а единичку в виде какого-то значка, который контрастирует с белым, уже появляется такая осмысленная картинка, которая приведена в правом углу.
На самом деле здесь очень много информации. Вверху кадра вводится понятие двоичного числа. Далее в двоичной системе отображены атомные номера четырех элементов на Земле, которые составляют основу земной жизни: углерод, азот, кислород и фосфор. Затем идет спиральная структура ДНК, далее схематичное изображение человека. Ниже – Солнечная система и третья планета – чуть приподнята, чтобы показать, что человек живет на третьей планете. Слева – высота человека в длинах волн, после того как ОНИ приняли наше послание, ОНИ уже получили масштаб в виде длины волны нашего радиосообщения.
Л.Ф. Через 24 тысячи лет…
А.Г. Может быть – пролетая мимо?
А.З. В длинах волн высота человека, а справа, опять же в двоичной системе, справа от человека – изображены 4 миллиарда в двоичной системе, в то время популяция человечества была 4 миллиарда. А ниже схематическое изображение аресибского зеркала, откуда было отправлено послание. И еще чуть ниже, к сожалению, это сейчас нам на экране не видно – это 300 метров в двоичной системе, размер зеркала опять же в длинах волн изображено. Смотрите, 1679 бит всего – это же мизер, и так много земляне смогли передать.
Л.Ф. И все-таки то пионерское послание уже вошло в учебники, оно стало классикой.
А.З. А дальше идет «Cosmic Call» («Космический Зов») 1999 года – это уже заслуга американского ученого и бизнесмена Чарли Чейфера. Он придумал такую простую конструкцию письма. Сначала идет научная часть. И чтобы ее составить, а затем передать, надо где-то взять денег на аренду антенны и мощного радиопередатчика, для этого внизу – нижняя строчка, называется «Персональные послания граждан» – идут послания тех, в основном американцев, кто хотел бы присовокупить к научной части и свое текстовое обращение к звёздам.
А.Г. И должен был заплатить.
А.З. Да, но плата чисто символическая, 14,95 долларов и, к тому же, 90% тех, кто прислал свои тексты, они даже и этого не платили. Но тех 10%, которые были присланы, хватило на то, чтобы арендовать в Евпатории антенну, и отправить первое публичное радиопослание.
И чем оно еще интересно – я считаю это особенно важным – это то, что ни одно Министерство науки в мире не выдавало на это санкцию. То есть, минуя чиновников, люди напрямую, обратившись к сайту, который организовал Чарли Чейфер, собрали деньги, а потом, имея эти – очень незначительные средства – мы арендовали антенну в Евпатории и отправили такое послание. Такая схема, гениальная, я считаю, схема, использовалась также и в этом году для передачи послания «Cosmic Call 2003». Но структура нашей передачи не позволяет углубляться во все эти детали, поэтому мы уже переходим к Детскому радиопосланию.
А.Г. Простите, а адресатом кто был, кому это было послано?
Л.Ф. Были 4 звезды солнечного типа, – это оказались ближайшие кандидаты, отобранные американскими специалистами. 70 световых лет – самая далекая звезда из этой группы. И надо сказать, что когда отправлялось послание «Cosmic Call-1» в 1999 г., еще не было известно, что у двух из этих звезд в созвездии Лебедя, впоследствии будут обнаружены экзопланеты. А две другие звезды-адресата находятся в созвездии Стрелы, планеты у них пока не обнаружены.
А.Г. 68 лет – туда, 68 лет обратно, ещё лет 10 на то, чтобы подумать над расшифровкой и ответом, это, подождите, я хочу сейчас посчитать, когда же мы получим ответ. В лучшем случае, если там кто-то есть, обратный сигнал мы получим через 146 лет.
А.З. Понимаете, здесь надо немножечко не так рассуждать. То есть, коль скоро мы доросли до того, чтобы начать излучать, то надо говорить и думать только о том, чтобы нас услышали. А кто-то Третий, кто тоже дорос до этого состояния, тоже начал излучать и, в том числе, выбрал маленькую желтенькую звёздочку по имени Солнце. И мы уже примем не оттуда, куда мы в своё время отправили (это, конечно, предел мечтаний – принять ответный сигнал), а от того, Третьего. Тут надо говорить о переходе от эры Молчания к эре Передач межзвёздных радиопосланий.
Рамки передачи коротки, поэтому поговорим теперь о Детском послании. Детское послание было составлено по науке, о которой я говорил выше. Сначала был зондирующий сигнал, он длился 10 минут, и в него была введена поправка такая, чтобы со стороны удаленного наблюдателя мы выглядели все время на одной частоте, независимо оттого, что Земля вращается. Вторая часть была аналоговая, в ней был передан Первый терменвокс-концерт для других цивилизаций, он длился 15 минут, а третья часть цифровая – это классический подход предыдущих цифровых посланий.
Когда была начата вплотную разработка Детского послания (Лилия Николаевна лучше может об этом рассказать), группа ребят специально перебирала все то музыкальное наследие, которое оно знало, и составила программу концерта. В частности, здесь показаны сонограммы переданных мелодий, которые, как я уже говорил, были исполнены на терменвоксе. Слева – гимн Европейского сообщества – это финал 13-й симфонии Бетховена. Дальше – «Лебедь» Сен-Санса, и третья мелодия – это Гершвин, фрагмент из «Лета».
Здесь как раз показано, как будет отображаться то, что мы передали, на экране мониторов ИХ гармонических анализаторов спектра, при условии, если ОНИ тоже используют спектральный подход. То есть, получив такую картинку, ОНИ попытаются её осмыслить, и я думаю, что все ИХ научное сообщество навалится на эту картинку, и ОНИ, будем надеяться, ее расшифруют. А это вот – третья, цифровая часть, и здесь Лилия Николаевна более квалифицированно расскажет, поскольку она посвятила этому очень много времени. Вот компоновка цифровой части Детского послания.
Л.Ф. Работа над Посланием к звездам шла больше года. Она началась в 2000 году летом, и, где-то, к лету 2001 года окончательно сформировалось содержание рисунка, который ребята назвали «Эмблемой». Восхищенные числом Пи, они постарались это послание сделать Пи-посланием. Оно составлено из окружностей, из числа которых в 10 окружностях (символ десятичной системы) представлена ключевая, по мнению ребят, информация о нашей земной цивилизации. Но над чем спорили ребята – что должно быть центральным в Послании? Что интересно, когда действительно будет Звездная Весть принята? Нам, землянам, наверное, было бы интересно узнать, а как они выглядят? Откуда они? Откуда этот источник радиосигналов на небе? А вот как выглядят Отправители – это портрет юного землянина, доброжелательного такого, нарисован тоже в окружности в центральной части этой Эмблемы.
А.З. Важно подчеркнуть, что это тот же растровый принцип, который и в аресибском послании был использован, то есть это все передается построчно в виде матрицы произведения двух простых чисел.
А это третий фрагмент цифровой части. Эта идея Бориса Григорьевича Пшеничнера, руководителя отдела астрономии Дворца детского творчества, передать подпись на двух языках. То есть это как клинопись разгадали, потому что был один и тот же текст на двух языках, также и здесь. Подписи идут на русском и английском языке – эта часть называется «Двуязычный словарь понятий-образов». Эта часть наиболее нам показалась выразительной, и мы ее использовали также и для последнего радиопослания, которое было отправлено в этом году – это «Cosmic Call 2003». Там был использован также и модифицированный язык «Лексикон», его вторая версия.
Слева на экране совсем мелко – это то, что составляет «Лексикон-2». Там 127 элементов в строке и 2078 строк – это как бы энциклопедия земных знаний. А справа – более простая вещь, но она более, по нашему мнению, изящная, потому что тут не только элемент знаний, но элемент еще изобразительных решений представлен. В этом письме тоже произведение простых чисел – 101 на 1201 – это «Двуязычный словарь понятий-образов», позаимствованный из Детского послания. А в конце то, о чем я говорил выше – это часть, связанная с письмами граждан, это то, на чьи средства всё разрабатывалось и отправлялось.
А.Г. В 2036 году прибудет сигнал от «Cosmic Call 2003»?
Л.Ф. Причем, он опередит прибытие сигналов «Сosmic Call-1» и сигналов Первого детского Послания, которые были отправлены в 1999 и 2001 годах. Близкое расстояние в 10 парсек до звезды из Кассиопеи, конечно, впечатляет. Но откровенно говоря, меня не впечатляет объект, который они выбрали. Светимость 13 тысячных солнца, это красный карлик, у которого не известен возраст, также как и у второй звезды. Но часть американских исследователей исповедует мысль, что именно около близких красных карликов наиболее вероятно сделать это потрясающее открытие – обнаружить разумную, технологически продвинутую цивилизацию.
А.Г. Логика понятна, древняя цивилизация, которая смогла пережить гибель собственной звезды.
Л.Ф. Но красный карлик – это не обязательно погибшая звезда, останки погибших звезд это белые карлики.
А.З. Тут очень важно понять специфику межзвездных радиопосланий. Что такое земная передача информации по радио? Основное время занимает передача и прием. А здесь передача длилась, например, к каждой звезде 3 часа, и прием будет длиться 3 часа, а все время уходит на полет. Понимаете, мы еще можем несколько раз здесь встретиться, а 2036-й год ещё и не настанет. Такова специфика межзвездных радиопосланий. Основное время – это перелет на такие колоссальные расстояния…
Биорегуляция сообществ
04.12.03
(хр.00:43:01)
Участники:
Исаев Александр Сергеевич – академик РАН
Остроумов Сергей Андреевич – доктор биологических наук
Сергей Остроумов: Окружающий нас мир – это биосфера. Поэтому устройство мира – это устройство биосферы. Владимир Иванович Вернадский в знаменитой книге «Биосфера» элегантно сказал: «Жизнь является великим, постоянным и непрерывным нарушителем химической косности поверхности нашей планеты». Но к этому мне хотелось бы добавить: жизнь – постоянный устроитель и неподдающийся коррупции менеджер нашей планеты. Живые организмы, сообщества организмов и экосистемы регулируют состояние окружающей нас среды, предохраняют ее от слишком быстрых – и потенциально опасных, катастрофических для нас – изменений. Но что регулирует сами сообщества и экосистемы? Может быть, нам удастся в той или иной мере ответить на этот вопрос, сравнивая знания об организмах из разных местообитаний – наземных и водных…
Александр Исаев: В связи с надвигающимися глобальными изменениями климата сейчас много говорят о сохранении биоразнообразия. Вопрос этот не новый. Он интенсивно дискуссировался в Рио-де-Жанейро в 1992 г. на Всемирной конференции по охране окружающей среды, где были приняты конвенции по климату и по сохранению биоразнообразия. Сейчас по этой проблеме выполняется много национальных и международных научных программ. Биоразнообразие становится важным элементом экологической озабоченности. И это правильно. Потому что биоразнообразие – это основа устойчивости природных экосистем.
Природная система, скажем, леса, – это сложная экологическая система. Основным компонентом этой экосистемы является фитоценоз – лесная растительность, лес. А дополнительными подсистемами – насекомые, микроорганизмы, крупные и мелкие животные, т.е. весь животный мир, выступают как консументы – потребители растительной биомассы, которая наращивается в результате роста леса. И этим обеспечивается устойчивость всей системы. Эти звенья цепи складываются в прочную связку, которая позволяет развиваться лесной экосистеме и нормально функционировать. И если одну из этих связок выдернуть, то система может дрогнуть, выдернуть две – она может наклониться, выдернуть три – она может рухнуть.
Одним из важных компонентов лесных экосистем являются насекомые. Мир насекомых исключительно разнообразен, это очень интересная группа животного мира. И в лесу насекомые выполняют роль одного из основных трансформаторов органического вещества, но в разумных пределах, потому что, как всякая подсистема, насекомые стремятся к размножению. В рамках системы численность насекомых (как и других животных) жестко ограничивается регулирующими факторами, а когда они освобождается от воздействия этих факторов и размножаются в массе, то становятся доминантом и существенно нарушают устойчивость системы или разрушают ее вообще. Такое противоречие, собственно, диалектическое состояние, и определяет устойчивость природных экосистем.
Насекомые в лесном биогеоценозе, в лесной экосистеме довольно разнообразны по своим экологическим связям. Они могут потреблять стволовую древесину, кору, листья, генеративные органы. То есть, практически все части дерева. В нормальном устойчивом биогеноценозе, устойчивой экосистеме, они потребляют то, что находится в избытке. То есть, когда формировалась эта система, там была заложена такая программа, которая предусматривала избыточную биомассу для того, чтобы кормить этих всех консументов, чтобы система была устойчива. И когда все находится в пределах потребления этой биомассы, то тогда все в порядке. Но когда насекомые по тем или иным причинам начинают в массе размножаться, то тогда они уже выходят за пределы этого нормального потребления.
Александр Гордон: Или, наоборот, в массе вымирают.
А.И. Нет, они не вымирают, они просто остаются в так называемом стабильном состоянии. Для того чтобы понять, что это такое, я хотел бы, чтобы показали первый рисунок. Я просто сделаю небольшой экскурс в моделирование лесных экосистем с тем, чтобы было понятно, о чем я вам рассказываю.
Знаете, поразительная вещь, которая для меня явилась одним из главных успехов моих научных исследований, позволившая понять, как все-таки функционируют эти экологические системы. Здесь показан так называемый фазовый портрет динамики численности лесных насекомых. Это фенологическая картинка, она, собственно, отражает как раз взаимодействия насекомых в системе лесного биогеоценоза. По оси ординат здесь отложен коэффициент размножения. По существу, это скорость размножения. Это отношение числа особей, родившихся, скажем, сегодня, к числу особей, родившихся вчера. А на оси абсцисс отложена плотность популяции – то есть, количество видов, количество особей на единицу площади.
Я очень много работал, изучал один из видов лесных насекомых, продолговатого короеда, живущего под корой. У меня был массовый материал, собранный в течение многих лет. Когда мы этот материал обработали, то получили очень хорошую экспоненту, которая меня страшно заинтересовала. Я чувствовал, что здесь что-то есть, но не мог понять, что. А потом, когда мы с моими коллегами это дело начали разбирать уже более детально, выяснилось, что мы наткнулись на некую точку X1, вы ее видите на оси абсцисс. Это пересечение экспоненты с коэффициентом размножения, равным единице. Это говорит о том, что есть стабильное состояние системы, то есть ситуация, когда рождаемость популяции близка к ее смертности. Эта точка как раз свидетельствует о том, что эти разреженные популяции насекомых, то есть с относительно небольшой плотностью, и являются основой устойчивости всей системы.
Представляете себе весь этот огромный, многообразный мир насекомых, живущих в лесу. У каждого из них в стабильном состоянии коэффициент размножения близок к единице. Это соотношение регулируется различными модифицирующими и регулирующими факторами и является основой для существования всей огромной экологической системы. Но так происходит тогда, когда регуляция системы идет нормально. Увеличение численности происходит под воздействием модифицирующего фактора, когда возникает какая-нибудь подвижка. Регулирующий фактор, связанный с плотностью популяции, снижает численность популяции, и система проворачивается вокруг точки X1, т.е. коэффициента размножения, равного единице. Но когда в систему выбрасывается через некоторую характерную пороговую кривую, то популяция начинает «убегать» от своих регулирующих механизмов, от своих естественных врагов. Коэффициент размножения растет, видите, растет соответственно и плотность популяции. Но до определенного порога. Дальше вступают в действие новые регуляторные механизмы, которые разворачивают эту кривую вниз, и затем она плавно и медленно уходит опять в свое устойчивое состояние.
Эта регуляция численности описывается хорошим математическим языком. Она является по существу базовой для всех наших дальнейших подходов. Эти вещи мы расписали для различных видов насекомых, которые дают грандиозные вспышки массового размножения в наших северных лесах, в частности, в Сибири. Эти виды обычно находятся в разреженном состоянии, их просто не найдешь в лесу. Но когда они выходят на вспышку массового размножения, то они размножаются на сотнях, тысячах и даже миллионах гектаров и уничтожают лес. Получается так, что они как бы разрушают среду своего обитания. Если бы это были какие-то дома или другие сооружения, то их, наверное, надо было бы отстраивать. Но лес, он, к нашему счастью, растет. Это возобновляемый ресурс, и поэтому лес омолаживается. С эволюционной точки зрения это вообще замечательный процесс, потому что здесь происходит омолаживание леса. Он вырастает снова и снова, он трансформируется, меняется, и в конечном итоге выходит на климаксовое, как мы говорим, состояние, которое может существовать неопределенно долго, если не будет опять воздействия возмущающих факторов.
Возмущающие факторы – это насекомые, о которых я рассказал. Второй возмущающий фактор – человек. Человек с его спичками и пожарами, человек с его пилой и топором. Человек, который тоже существенно влияет на состояние экосистем. Но это уже, так сказать, факторы другого порядка. Потому что насекомые существуют в экосистеме и эту систему регулируют, и иногда, как мы видим, даже через разрушение. Это послужило основой для разработки популяционной теории динамики численности насекомых, которая позволила определить типы массовых размножений. Для этого был создан специальный математический аппарат.
Вспышка, о которой шла речь, называется собственно вспышка. Бывает ситуация, при которой вид выходит на высокую численность, и неопределенно долго там может находиться в этом состоянии. Пока, так сказать, не уничтожит все, что может уничтожить. Затем, после глубокой депрессии, он также возвращается в зону разреженных популяций, но не вымирает, а как бы там затаивается. Потом медленно перегруппировывается и опять готовится к следующему действу. Эта вспышка носит название фиксированной. Они характерны для определенной группы насекомых, которые способны «готовить» свои кормовые объекты (деревья) для успешного заселения путем повреждения ассимиляционного аппарата. Есть еще так называемые «перманентные» вспышки, когда вид непрерывно флуктуирует в пределах разреженной и высокой плотности, не останавливается на стабильном состоянии.
Классический пример – горные леса Швейцарии. Швейцарцы – аккуратные люди. Они сто лет наблюдали такого рода вспышку в лиственничных лесах Альп. И эти столетние наблюдения показали, что в одном из участков такого леса определенный вид непрерывно, периодически, через ряд лет переходит к массовому размножению. Работает с точностью швейцарских часов. Есть вспышки размножения, которые мы называем «реверсивными», когда от достаточно высокой плотности популяция движется в сторону невысокой плотности. Скажем, вид существует при определенной плотности, а потом получается так, что его почти истребили. Например, как соболя в свое время в Сибири: в Саянах, на Баргузине в бассейне о. Байкал. Потом существовал длительное время запрет на его охоту, соболь в массе размножился и опять вернулся в свое устойчивое состояние с повышенной плотностью.
Выявление этих типов вспышек и их математическое описание дало возможность провести своего рода систематизацию видов насекомых и создать новую классификацию типов массовых размножений. Это послужило основой для понимания многих популяционных процессов, ведущих к негативным процессам разрушения лесов, которые мы видим сейчас на картинке. Потому что хотя это и природный процесс, но с потребительской точки зрения – точки зрения человека – это нарушение, это потеря ресурса. Лес ведь не только экологический каркас территории, он еще очень важный возобновляемый природный ресурс. И поэтому организация защиты леса, недопущение массовых размножений является одной из важнейших задач управления лесами.
Эти задачи решаются сейчас разными способами. Решаются с помощью моделей, с помощью прогнозирования массового размножения на основе математического моделирования. Выясняются где, когда и как будут осуществляться эти экспансии насекомых в таежных лесах. И какими методами следует регулировать численность.
А.Г. То есть, война настоящая.
А.И. Да, мы получили сейчас механизм регуляции. Механизм регуляции связан и с другой важной регуляторной системой уже на уровне вида. Я попрошу следующий снимок. Длительное время мне пришлось работать с группой насекомых, которые живут в стволе дерева. Это так называемые ксилофаги, т.е. потребители древесных тканей дерева. И выявились удивительные вещи. При наличии большого разнообразия этих видов, заселение деревьев осуществляется в определенной последовательности, которая обусловлена экологическими параметрами вида и его способностью поселяться на деревьях определенного физиологического состояния. Эти виды заселяют деревья, которые начинают болеть. Линия снижения устойчивости, которая здесь показана, это формализованное свидетельство того, что дерево начинает болеть все больше и больше. По мере течения болезни (ослабления) дерево начинает заселяться группировками насекомых. Этот ряд заселенности исследован для лиственницы – именно в той последовательности, которая показана на рисунке, идет «освоение» дерева группировками ксилофагов. Первоначально на дерево нападают виды, способные заселять практически здоровые деревья. Они ослабляют дерево все больше и больше и как бы готовят его для заселения видами других экологических группировок.
Но что самое интересное, это как они выявляют, находят эти деревья. Эти деревья они находят по той информации, которая идет от самого дерева в зависимости от степени его ослабления. На каждом этапе физиологического ослабления дерево выделяет различные «сигнальные» летучие соединения, привлекающие насекомых. У хвойных пород это могут быть, в частности, различные монотерпены или другие продукты жизнедеятельности. Дерево как бы невольно сигналит, что оно заболело и может стать добычей разного рода насекомых. Этот сигнал улавливается тем или иным видом, и он начинает заселять дерево. Одновременно так устроено в природе, что это момент наиболее удобный и благоприятный для развития под корой – в смысле состояния луба (подкорового слоя), его питательной ценности, состава микрофлоры и других экологических параметров. То есть, это возможность заселиться на том этапе ослабления, когда дерево наиболее благоприятно для развития того или иного вида.
Это осуществляется еще и с использованием других очень важных биологических веществ – так называемых феромонов. Здесь вступает в действие уже язык запаха. Это увлекательнейшая и очень важная тема, особенно для понимания внутренних, тонких элементов механизма взаимодействия. Это та же первичная привлекательность самого дерева. Каждый вид имеет свой диапазон восприятия привлекательности. И он как бы идет по этой волне и попадает на то дерево, которое для него наиболее благоприятно. Кроме того, последовательность заселения определяется еще и наличием второй сигнальной системы. Это уже половые феромоны, т.е вещества, которые испускают сами насекомые.
А.Г. Насекомые, поселившиеся на этом дереве. И испускают они половые атрактанты.
А.И. Да. Эти половые атрактанты имеют очень избирательную способность. Во-первых, они имеют видовую избирательность. То есть они привлекают особи тех видов, которые являются родственниками. Затем, эти атрактанты имеют временный характер, проявляются дискретно, что дает возможность постепенно расселяться по всему стволу. То есть, они регулируют плотность поселения.
А.Г. А для других видов они могут быть сигналом о состоянии дерева?
А.И. Да, но только для видов, которые для них являются врагами. Враги (хищники и паразиты) также приспособились к этим же самым половым атрактантам, и они налетают на то же дерево именно в тот момент, когда эти атрактанты работают. А эти атрактанты начинают работать еще и в связи с питанием. Когда короед вбуравливается в дерево, он должен сначала попробовать, а пригодно ли это дерево для поселения его потомства? Поэтому феромоны-атрактанты образуются в кишечнике. Были проведены очень тонкие работы, позволившие выявить и синтезировать эти соединения. И сейчас мы используем их в ловушках для отлова и уничтожения вредителей леса.
Вид, о котором я рассказал и которым я занимался на лиственнице, это ближайший родственник типографа, знаменитого ипс типографус, это короед типограф. Вы представляете, что это такое, они родственники. Тот на лиственнице живет, а этот – на ели. Это тот самый вид, который так активно уничтожает еловые леса, в том числе и в Подмосковье. Здесь используются ловушки как раз на основе атрактивных соединений, которые были выявлены в результате таких тонких, очень интимных, я бы сказал, исследований этой стороны жизнедеятельности лесных насекомых.
В заключении я хотел бы сказать, что мы сейчас располагаем достаточно мощным аппаратом познания динамики численности лесных насекомых. В этом направлении выполнены не только фундаментальные исследования, но и широкий спектр прикладных работ, используемых на практике. Мы можем прогнозировать, где, когда и как начнутся вспышки размножения. Мы можем предвидеть время и место, где они происходят. Мы используем для этого различные новые технические приемы, в частности, аэрокосмические методы исследования. Потому что если мы нацелено исследуем определенный участок леса, то сейчас нет проблем увидеть из космоса, что там происходит с лесом. Эти работы сейчас принимают практический облик, мы работаем с нашими специалистами-лесопатологами. Есть реальные возможности предсказывать все достаточно корректно и осуществлять меры защиты леса. Мы не говорим – меры борьбы. Мы не считаем, что это вредители. Мы считаем, что это компонент биогеоценоза, который надо регулировать.
