БОТАНИКА ЗА ПОЛЯРНЫМ КРУГОМ
Специальный корреспондент журнала «Наука и жизнь». Ю. КОЛЕСНИКОВ.
В эти июньские дни в Заполярье было теплее, чем на юге. Серое, холодное ненастье неожиданно, и, как-то сразу сменилось сияющим летним теплом. Незаходящее солнце энергично подгоняло просыпающуюся природу, согревая настывшую за долгую зиму Кольскую землю. Зеленью опушились берега несчетных озер - голубых, словно небо, прозрачных, как воздух. И лишь пятна снега в западинах верхней части плосковершинных Хибинских гор, да ночи, не отличимые от дня, не давали забыть, где ты.
Здесь, далеко за Полярным кругом, рядом с Кировском, городом горняков и летающих лыжников, расположился самый северный в мире Полярно-альпийский ботанический сад. Сочетание слов достаточно необычно, по тем не менее это так - уникальное научное учреждение существует и недавно сад получил статут одного из исследовательских институтов Кольского филиала Академии наук СССР.
Как и во всех других НИИ филиала, теоретические исследования ботаников неотделимы от практического приложения их результатов. «Всестороннее изучение и широкое хозяйственное освоение местных растительных ресурсов, обогащение северной флоры новыми видами полезных растений, полученных из более южных районов нашей Родины и зарубежных стран», - так определяет задачу сада его директор Т. А. Козупеева.
Первая встреча с Ботаническим садом состоялась еще до приезда в Кировск. Дорога аэропорт - Мурманск проходит через районы новостроек. Красивые многоэтажные дома поднимаются среди скал, окружающих Кольский залив. Чистые, пока еще пустоватые улицы, просторные дворы с площадками для просушивания белья и нехитрыми детскими аттракционами - все то же, что и в любых других Черемушках. И все же в мурманской застройке чего-то не хватало. Сообразил не сразу не хватало деревьев.
А вот в старом городе Север словно бы отступил - всюду зеленые скверы, клумбы и цветники, улицы обсажены невысокими деревцами и кустарниками. Потом я узнал многие растения пришли сюда из питомников сада или выращены из семян, полученных там.
Ботаники позаботились о подборе видов и сортов высаживаемых растений, помогли разработать планы озеленения городов полуострова. Например, в Кировске за последние двадцать лет площадь зеленых насаждений выросла почти в десять раз. И не только в Кировске. Под опекой сада находятся все озеленители городов и поселков Мурманской области. Из сада пришли на заполярные улицы сирень венгерская и гречиха Вейриха, жимолость татарская и ревень пальмовый, душистый тополь и сибирская лиственница. Каждый горожанин знает цену зеленому другу. На Крайнем Севере им дорожат особо.
Оставив позади Кировск, автобус спустился к озеру, обежал его и остановился у подножия горы, подступившей к’ самому берегу. В образованном ее склонами амфитеатре и раскинулся сад. Мраморная доска на главном лабораторном корпусе напоминает о великом энтузиасте изучения и освоения советского Севера академике А. В. Ферсмане. Это по его ходатайству в 1931 году на берегу озера Большой Вудъявр был основан первый на земле полярный ботанический заповедник.
На помощь северному собрату сразу пришел ленинградский Ботанический институт АН СССР имени В. Л. Комарова - БИН. Оттуда прибыли в Заполярье первые растения, ставшие вместе с зелеными аборигенами началом большой живой коллекции. Вслед за «ленинградцами» на Север двинулись представители флоры иных районов Союза и растения из других стран.
Главная аллея разрезает сад надвое. Справа и слева в елово-березовом лесу прячутся расчерченные на квадраты площадки питомников.
Квадраты - грядки с растениями одного вида. У каждой грядки - таблички с краткой родословной ее обитателя. Здесь почти полностью представлена география нашей страны. Да, и среди посетивших сад иностранцев вряд ли нашелся такой, что не встретил на грядках хотя бы одного своего земляка. Только за последний год в сад переселилось свыше 400 видов и сортов растений. В этой коллекции есть представители флоры Фолклендских островов и острова Южная Георгия - достаточно убедительный пример широты подбора очередной группы новоселов.
Чем определяется успех переселения растений?
В конце прошлого века многие ботаники разделяли мнение Ф. Габерландта, утверждавшего, что злаки могут вызревать лишь при определенной сумме положительных среднесуточных температур. Правда, растения сами частенько опровергали эту точку зрения, например, ячмень и овес вызревают за Полярным кругом при меньшей, чем обычно, сумме температур. Так ведь там летом непрерывный день, и, значит, нехватку тепла компенсирует избыток света, утверждал Габерландт. В ходу была и теория «климатических аналогов», по которой успешное переселение растений считалось возможным лишь в районы с климатом, сходным с климатом их родины. Однако уже Ч. Дарвин заметил, что значение привычек живых организмов к определенным температурам, влажности, свету часто преувеличивают «Животные и растения самых различных стран оказываются у вас вполне здоровыми»
Многие растения, попав за Полярный круг, тоже оказываются «вполне здоровыми», но все-таки ведут себя при этом по-разному. Поднявшиеся на делянках сильные всходы могут обмануть лишь неспециалистов. Вот появляются бутоны. Появляются, но так и не расцветают. Или расцветают, но не завязывают семян. Или же завязавшиеся семена не успевают созреть до наступления холодов. Часто даже успешно плодоносящие растения не могут размножаться здесь без помощи человека. Из 200 с лишним имеющихся в саду видов декоративных древесных растений лишь треть цветет, а семена дают еще меньше.
Только те растения, которые начинают размножаться на Крайнем Севере сами, самосевом, могут считаться акклиматизированными. В одном из питомников наш гид, Ученый секретарь сада Л. Н. Филиппова, указав на грядку, поросшую невзрачной травкой с мелкими белыми цветочками, шутливо заметила «Это наш американский агрессор». Действительно, уроженка Нового Света клайтония копытнелистная самовольно захватила многие участки сада. Встречая потом ее белые пятнышки в самых неожиданных местах, я понял, почему сотрудники лаборатории интродукции и акклиматизации растений считают самосев высшим критерием успешности переселения.
Помех для нормального развития переселенцев в Заполярье предостаточно. Зима, погруженная в сумрак полярной ночи и кажущаяся бесконечной; короткое лето с не заходящим около двух месяцев солнцем; частые смены и резкие контрасты погоды - не слишком гостеприимно встречает зеленых пришельцев Кольский полуостров. Но, и этим климатические сюрпризы Мурмана не исчерпываются. На земле, почти наполовину залитой водой, имеющей, как и соседняя Карелия, полное право называться краем тысячи озер, одна из основных причин низкого урожая сельскохозяйственных культур - засуха. Растениям здесь всегда чего-нибудь не хватает. Весной - тепла, летом - влаги. Ранние заморозки сокращают и без того короткую осень.
Но главная беда, подстерегающая зеленых новоселов, не в капризах и суровостях климата. Подводя итоги многолетних исследований одного из основателей сада, Н. А. Аврорина и его учеников, кандидат биологических наук Л. А. Шавров заключает «Низкая зимостойкость в условиях Кольского полуострова многих переселенных древесных растений - отнюдь не следствие низкой морозостойкости этих растений. Причины здесь иного рода, они связаны в первую очередь с нарушением координации в ритмах с одной стороны, - процессов роста и развития растений, с другой, - климатического режима»
Итак, главное все-таки в несоответствии новых условий «устоявшимся привычкам» растений, потеря ими ориентации во времени. Да, привыкнуть к полярному дню нелегко. Часто, засидевшись допоздна и только взглянув на часы, торопливо задергиваёшь шторы, превращая день в ночь. Растения, естественно, лишены такой возможности и, повинуясь воле незаходящего светила, продолжают безудержно расти. Так, деревья, подрастающие под Москвой на три-четыре десятка сантиметров в год, в Хибинах, несмотря на короткое лето, дают почти метровый годичный прирост.
Но почему же тогда липа, высаженная здесь еще в 1949 году, не сумела до сих пор подняться от. земли? Ее даже деревом назвать неловко торчит себе пенечек с парой стелющихся по земле веточек. Почему?
Дело в том, что, интенсивно развиваясь до глубокой осени, молодые побеги не успевают вызреть и поэтому каждый год полностью или почти полностью побиваются ранними заморозками. До холодов, наступающих здесь почти всегда неожиданно, растения не накапливают достаточного количества необходимых питательных веществ. Обманутые длинным днем, они считают, что до зимы еще далеко и не готовятся к ней. Не приспособленные к местным условиям переселенцы встречают первый снег зелеными. В основаниях черешков их листьев не успевает образоваться разделительный пробковый слой, а отток питательных веществ из листьев не происходит. Не успевают, как следует дифференцироваться и растительные ткани молодых побегов, поэтому клетки оказываются не подготовленными к состоянию зимнего покоя.
В отличие от местных древесных пород, хорошо защищенных от испарения влаги мощным слоем пробковой ткани, побеги переселенных растений иссушаются частыми ветрами и метелями. Старость лучше молодости - к такому парадоксальному утверждению приводит местных ученых изучение жизни переселенцев. Действительно, непрерывный свет полярного дня, заставляя клетки безостановочно делиться, как бы омолаживает растения, или, вернее, замедляет процессы старения. Однако искусственно продленная молодость еще никому не шла на пользу.
В питомниках сада нашли приют не только растения-северяне, но и жители жарких пустынь, и влажных субтропиков. Растения с Тянь-Шаня и Саянских вершин, из Скандинавии и Канады соседствуют здесь с выходцами из Средней Азии и Италии, Крыма и Индии. Только за пять лет в саду было испытано более трех тысяч образцов, представляющих свыше тысячи видов травянистых растений. А ведь, кроме того, за это время на берега Большого Вудъявра переселилось немало деревьев и кустарников. Ботаники внимательно присматриваются к поведению переселенцев на новом месте, изучают, как приспосабливаются экспонаты живой коллекции к новым условиям существования, как меняется при этом их образ жизни.
Казалось бы, преимущественным правом на переезд за Полярный круг должны пользоваться растения из близких к Кольскому полуострову областей. Однако такая закономерность соблюдается далеко не всегда. Часто более важной для растений оказывается не географическая близость родины и нового местожительства, а то, насколько его организм уже закален в многолетней борьбе с природой. Этим объясняется, например, так называемая «широколиственная аномалия». Выяснилось, что травы, растущие в широколиственных лесах средней полосы, при переселении на Крайний Север оказываются менее стойкими, чем более южные растения степей и полупустынь или даже средиземноморской зоны.
Предки растений, населявших открытые степные просторы, привыкли к сюрпризам погоды. Суровая борьба за существование закалила растения, сделала их неприхотливыми и выносливыми. А о, каких невзгодах могут «вспомнить» лесные травы, живущие в умеренном климате? Всегда надежно укрытые пологом леса, не знающие ни жаркого, испепеляющего зноя, ни сокрушительных метелей и трескучих морозов?
Перспективными для переселения на Север оказались растения гор. При этом успешность пересадок определяется не столько географическим положением родины растения, сколько тем, насколько высоко в горы оно сумело подняться.
Наблюдения за переселенными растениями, многолетние испытания позволяют выбрать среди них наиболее подходящие для Заполярья. Именно этот путь привел многие «иноземные» деревья и кустарники из питомников сада на улицы северных городов. Но этот путь слишком долог. Ученые ставят перед собой задачу научиться заранее определять, есть ли у того или иного растения «охота к перемене мест», как поведет оно себя в другом климате. Но для этого надо до тонкости изучить, как изменяются все жизненные процессы в организме новосела.
Н. А. Аврорин писал, что у «акклиматизированных особей изменяются ритм жизни и другие черты биологии, надо думать, меняется структура и состав живого белка». Это было сказано 20 лет назад. За эти годы биология клетки вступила в качественно новый этап развития. Сегодня вместо неопределенного «надо думать» необходимо и, самое главное, возможно точное знание. Выяснить зависимость процессов жизнедеятельности растения от условий внешней среды и таким образом вскрыть механизм приспособления к тем или иным климатическим факторам - так можно сформулировать задачу на современном научном уровне. Работы в этом направлении в саду ведутся.
Сотрудники лаборатории физиологии растений изучают водный обмен, фотосинтез, измеряют биопотенциалы, электропроводность, свечение тканей, выясняют, какие отклонения возникают у переселенцев под воздействием новых условий среды. Исследователи договорились с ботаническими центрами в других городах о проведении аналогичных экспериментов. Только так можно узнать общие закономерности перестройки растительного организма после переселения, более уверенно прогнозировать его результаты.
Ну, а нельзя ли активно помогать зеленым путешественникам осваиваться на новом месте? Н. А. Аврорин считал, что успешность переселения во многом определяется «степенью угождения природе растения со стороны человека»
Проходя вдоль зеленых изгородей, окаймляющих улицы и площади Мурманска, Кировска, Апатитов, можно только восхищаться энтузиазмом и результатами работы городских озеленителей. Ведь многие кусты не просто пересажены сюда из тайги, а выращены в теплицах из веточек-черенков. В июле в парники высаживаются тысячи веточек. Среди них черенки многих разновидностей роз, сирени, жимолости, рябинника, ирги и других кустарников. Но укореняется далеко не каждый саженец. Может, это, как раз и есть тот случай, когда «степень угождения» растениям недостаточна?
Давно замечено, что атмосферное электричество определенным образом влияет на развитие растений. Экранированные металлической сеткой, они накапливают мало питательных минеральных веществ и поэтому медленно развиваются, и растут. Естественно было предположить, что, воздействуя на растения электрическим полем, можно стимулировать их рост. Сотрудник одной из лабораторий сада Н. И. Маслаков решил проверить действие поля на развитие черенков. Облучая их перед высадкой в грунт высокочастотным электрическим полем, ученый получил превосходные результаты. Например, у рябинника после такой УВЧ-процедуры выбрасывали корни все черенки вместо 84 из 100 в контроле.
Кроме электромагнитного облучения, для лучшего укоренения черенков в саду создали автоматическую установку для обогрева почвы в парниках. И полив применили необычный. Саженцы почти все время окутывает распыленная в туман влага. Применяют здесь и химические стимуляторы. Несколько авторских свидетельств защищают приоритет северных ботаников в этой области.
Люди помогают растениям, растения платят им сторицей. В долгие зимние дни цветы из оранжерей сада напоминают северянам о солнце и лете.
- Знаете, как нужны нам цветы, - не спрашивает, а утверждает сотрудник лаборатории физиологии растений Жанна Филипповна Онохина. - Увидеть на столе цветок в полярную ночь! Нет, это надо испытать самому.
Я уезжал из сада в пятницу. Как обычно, служебным автобусом. В машину по одному входили сотрудники. Каждый бережно нес в руках небольшой букет. Нетерпеливо ждали кого-то последнего. Наконец из ворот, неловко размахивая ярко-оранжевым снопиком, выбежала женщина. Да, цветы здесь нужны.
Читайте в любое время
