[37]
Как вы помните, начиная со времен человека умелого, мы успешно взбирались и взбираемся до сих пор на вершину пищевой пирамиды «всея Земли», к настоящему моменту времени поставив на службу себе практически всю первичную продукцию биосферы Земли.
Нас же в этих пирамидах будет интересовать не их «вещественное» наполнение (оно, в общем-то, тривиально и понятно из верхней картинки), а их наполнение энергетическое и взаимосвязь количеств энергии с эффективностью ее перетока.
Вторую компоненту, энергоэффективность, нам стоит разобрать поподробнее, потому что этот параметр нашей жизни будет очень критичен для нашего последующего рассказа. И, конечно, для понимания нашего будущего в роли Абсолютных Хищников всей Земли.
Энергоэффективность, в рамках данной книги, — это не КПД лампочки дневного света, которая «светит как стоваттная, а потребляет всего десять ватт». Это параметр, который в англоязычной литературе носит сокращенно название EROI (или EROEI) и расшифровывается как «energy return on (energy) invested». В переводе на русский это означает «полученная энергия в расчете на вложенную (энергию)».
Интуитивно понять параметр EROI как раз проще всего на примере модели «хищник-жертва». Жертва убегает, хищник ее догоняет. Приз для хищника — это тело жертвы и те калории пищевой энергии, которые хищник может получить, когда таки отправит жертву себе в пищевод. Но одновременно погоня за жертвой — это и расход энергии для самого хищника. Для того чтобы белый медведь поймал нерпу, ему надо часами ходить по негостеприимному льду и выискивать ее лунки, а потом сидеть и ждать нерпу, тратя энергию на обогрев своего остывающего тела.
Параметр EROI обычно выражается в безразмерной величине, например 10:1. Что это означает? Это означает, что медведь, в том случае, если он хороший охотник, потратит 1 калорию энергии на каждые 10 калорий пищи, которые светят ему в виде тушки несчастной нерпы.
EROI еще можно представить себе как «супервысокий КПД». Мы привыкли, что в повседневной жизни КПД (коэффициент полезного действия) различных механизмов и устройств меньше единицы (ну — или выраженный в процентах, составляет число, меньшее 100 %). Однако в случае добычи энергии такой подход неприемлем: если медведь будет тратить на охоту за нерпами больше энергии, чем он получает взамен в виде их мяса, это рано или поздно будет плохой медведь. Мертвый.
Поэтому наш модельный EROI 10:1 — это то же самое, что КПД в 1000 % (прописью: тысяча процентов). Именно. И лишь такие высокие значения этого параметра помогают удержать в равновесии такую, казалось бы, сверхустойчивую систему, как «пирамида биомассы».
Как меняется EROI при движении от низа пирамиды до ее верха? Как меняется количество энергии в пирамиде?
Энергия, заключенная в каждом следующем ярусе пирамиды, понятным образом уменьшается (вместе с располагаемыми количествами биомассы). А вот EROI — растет!
[38]
Например, полярный рачок-криль, расположившийся на втором ярусе пищевой пирамиды где-то рядом с нашим циклопом, конечно, обладает просто-таки бесконечными запасами одноклеточных водорослей, которые в изобилии растут на нижней стороне полярного льда, но вот утилизировать он вынужден энергию очень низкого качества. «Низкое качество» — это именно наш EROI (джоуль он и есть джоуль), а вот затраты на каждый джоуль полученной энергии уже могут быть разными. Криль, по сути дела, ест и жует водоросли всю жизнь. Растет каждый отдельный криль в силу этого очень медленно, тратя большую часть энергии на поддержание своей деятельности по поиску и перевариванию водорослей. Водоросли невкусные, их надо долго и упорно расщеплять на что-либо путное. Хорошо, что водоросли сидят на месте, иначе криль вообще бы подох, бегая за ними подо льдом.
Рыба, расположившаяся ярусом выше, получает уже гораздо более качественную энергию из криля и его друга — циклопа, оставляя им возможность самим есть невкусную водоросль. Кроме того, хотя криль и бегает от рыбы, но делает это неумело и не очень успешно. То есть уже на ярусе хищника первого порядка ситуация с энергией и энергоэффективностью меняется разительно — энергии стало меньше, но она стала концентрированнее, качественнее и, как следствие, потребляется «наверх» уже с более высоким EROI.
Чем выше уровень пирамиды, тем выше EROI, тем меньше энергии на этом ярусе, тем концентрированнее она сосредоточена в ее биологических источниках («жертвах») и тем изощреннее тактики, которые использует хищник для ее «дармового» получения.
Хорошо известно, что жизнь обычного копытного на 90 % состоит из тупого пережевывания пищи. Только успел нарастить жир — как сразу же надо искать свежее пастбище.
Ну а хищники в этот момент используют известную стратегию: «Я бревно, и я люблю высокий EROI», подобно крокодилу в тропической речке или белому медведю возле лунки нерпы, поджидающему свою жертву в тот момент, когда она беспомощнее всего.
Даже варианты погони хищника за жертвой — это всегда игра с очень высоким EROI. Кошачьи выработали стремительный и быстрый наскок из засады, а псовые за время своей долгой эволюции научились эффективно сбиваться в стаи, которые могут очень легко загнать и завалить крупную добычу, мяса которой в качестве энергетического «приза» вполне хватит на всех участников погони. Все расчеты биологов показывают интересный факт: хищник в среднем тратит лишь одну единицу энергии на получение десяти единиц энергии, содержащихся в добытой им пище. Эту магическую пропорцию 10:1 мы найдем везде — и когда будем говорить о первобытных охотниках, и когда будем рассуждать о «мирном советском реакторе».
Так вот. Охотники. Согласно последним исследованиям, уровень EROI, с которым осуществляют охоту современные (и, по аналогии, доисторические неолитические) первобытные охотники, сохранившиеся кое-где в Африке и в Австралии, не так уж и мал.
Он, согласно самой консервативной оценке, составляет около 10:1, то есть на каждую единицу затраченной своей мускульной энергии охотник получает опять-таки 10 единиц энергии в «наохоченной» добыче.
Почему же первобытные охотники, при таком сверхэффективном способе получения еды, весь неолит постоянно находились в весьма скромной численности, вплоть до изобретения земледелия и скотоводства?
Ответ прост: верхний уровень энергетической пирамиды хоть и обладает самым высоким EROI, но очень ограничен в количестве доступной энергии. Первобытный охотник буквально «выедает» экосистему до основания. Как аборигены Австралии, которые сожрали на своем континенте все, что превосходило своим размером кенгуру.
Но Австралия еще не была пределом в быстроте истребления наличного энергетического и пищевого ресурса. Самыми спорыми на руку в этом вопросе оказались аборигены Северной и Южной Америки. У них случилась печаль очень похожих размеров, но, в связи с более утонченными техниками «работы с животным материалом», их звездный час вообще уложился в мгновенный срок даже по меркам человеческой эволюции — всего в двести лет.
Детально документированная археологическая история Америки к югу от ледника начинается с неолитической культуры Кловис. Расцвет этой культуры охотников на крупного зверя был стремительным и скоротечным. Согласно самым последним уточненным радиоуглеродным датировкам, самые древние материальные следы культуры Кловис имеют возраст 13,2–13,1 тысячи лет тому назад, а самые молодые — всего 12,9–12,8 тысяч лет. Культура Кловис так быстро распространилась по обширным территориям Северной Америки, что археологи пока не могут даже определить район, в котором она впервые появилась: точность методов датирования оказывается недостаточной для этого. И всего через 2–4 столетия после своего появления культура Кловис столь же стремительно исчезла.
