Животные и почва всегда находятся в непосредственном взаимодействии друг с другом.
После научной революции XVII веке, когда были сформулированы принципы современного научного подхода к окружающему миру, во весь рост встала проблема выявления наиболее крупных общностей природных тел. И тогда основы этой необходимой классификации были заложены первым президентом Академии наук Швеции, естествоиспытателем Карлом в Линнеем (1707 – 1778 годы). В качестве наиболее крупного таксономического (грек, «таксис» – «расположение, порядок» и «номос» – «закон») уровня этой классификации Линнеем выделены царства.
Он нашел нужным выделить три царства. В одно были объединены тела без признаков жизни. Наиболее яркими его представителями являются минералы (недаром говорят: «мертв, как камень»), и поэтому это царство называется минеральным. Два других охватывали общность живых тел и различались между собой наличием или отсутствием способностей к активному передвижению. Это растительное и животное царства.
Итак, основная граница – живое и мертвое (косное). Кто может представить себе нечто третье? Скорее всего – нет. А нечто среднее, мертво-живое? Типа холодной жары или сухой влаги. Тоже нет? И тем не менее общность подобных тел существует. Это четвертое царство природы – царство биокосных тел (греч. «биос» – «жизнь»), выделение которых началось именно с почвы.
В 1873 и 1875 годы черноземная полоса России подверглась сильной засухе. Неурожай, голод среди крестьян и резкое сокращение экспорта российской пшеницы способствовали широкому развертыванию работ по изучению черноземов. Руководителем этих исследований был назначен В.В. Докучаев. Именно на черноземе выросла наука, называемая теперь генетическим почвоведением, важнейшей ветвью которой является география почв. По меткому выражению великого русского ученого В. И. Вернадского, одного из ближайших учеников Докучаева и основателя биогеохимии, чернозем в истории почвоведения сыграл такую же роль, как лягушка в физиологии.
Геолог Докучаев не мог рассматривать почву как мертвый продукт разрушения плотных горных пород. Работая на одной из самых богатых жизнью почв мира, он определял ее как растительно-наземную почву, подчеркивая роль растительности не только как поставщика органического вещества, но и неотъемлемой части почвенного тела. Не осталась незамеченной им и животная жизнь в почве. «Каждому известно, – отмечал он, – что весьма многие животные: суслики, хомяки, ящерицы, мириады насекомых и червей и пр. – кишмя кишат как на поверхности наших степей, так и в их почве». Сейчас мы знаем о громадном микробном населении почвы. В каждом ее грамме может содержаться до нескольких миллионов микроорганизмов, осуществляющих непрерывную работу по разложению органического вещества, превращению соединений серы, железа, марганца, азота и других элементов.
Связь растительности с почвой повсеместная. Она настолько тесна, что установление свойств почвы по составу растительного покрова и даже составление почвенных карт является обычным элементом полевой работы почвоведа. Корни некоторых растений выделяют особые вещества, способные разрушать минералы, корни других обогащают почву азотом благодаря живущим на этих корнях клубеньковым бактериям. Кроме того, растения поставляют в почву значительную часть запасенной ими солнечной энергии для внутрипочвенных процессов.
Животные, вся масса которых составляет около 1% массы растений какой-либо местности, являются активными посредниками в передаче энергии и вещества между растениями и почвой. Они измельчают, перерабатывают отмершие растительные остатки и затаскивают их в почву. Животные прорывают ее своими норами и ходами, участвуют в образовании некоторых видов почвенной структуры, обогащают ее своими экскрементами и, наконец, умирая, удобряют почву своими телами. Хищники – землеройки и всем знакомые кроты, ходы которых выходят на поверхность кучками свежей рыхлой земли. Растительноядные, грызуны – суслики, хомяки, сурки, слепыши. Это сравнительно крупные животные, своей роющей деятельностью способствующие рыхлению и перемешиванию почв, удобряющие ее экскрементами. Но гораздо более значима в жизни почвы так называемая почвенная мезофауна.
Можно уверенно предположить, что с представителями почвенной мезофауны все в основном не знакомы. Ее название происходит от греческого слова «мезос» – «средний», что указывает на ее размеры – от долей миллиметра до нескольких сантиметров, – средние между вышеупомянутыми представителями макрофауны и микроорганизмами. Увидеть многих представителей этих беспозвоночных можно и невооруженным глазом, но рассмотреть – как правило, только с помощью увеличительного прибора. Это ногохвостки, коллемболы, клещи, симфилы, энхитреиды, мокрицы, многоножки, подуры (последних – белых или серых прыгающих животных – можно видеть в избытке в переувлажненной почве цветочных горшков), паукообразные, слизни, улитки, дождевые черви и многие личинки насекомых.
Некоторые из них питаются растительными остатками на разных стадиях их разложения – от сравнительно свежих (черви и клещи) до сильно разложившихся (слизни); другие – хищники (паукообразные), третьи – микрофаги, поедающие грибные нити и споры. Их работа – измельчение и переваривание мертвых листьев, стеблей, корней, животных тканей и экскрементов – первичная переработка органического вещества на пути его превращения в гумус почвы.
Не все знают, что всемирно известный создатель теории эволюции видов Чарлз Дарвин одну из своих поздних книг посвятил работе дождевых червей. Она так и называется – «Образование почвенного слоя дождевыми червями». Эти животные затаскивают в почву растительные остатки с поверхности земли – например, опавшие листья, – где поедают их по мере разложения. Смешивая их в своем кишечном тракте с мелкоземом почвы, черви превращают все это в копролиты – прочные скопления размером около 1 мм, представляющие собой ценный элемент почвенной структуры. По ходам червей, часто идущим до глубины 2 м и более (особенно глубоко в тропических почвах), в почву проникают вода и воздух, улучшая условия развития корней и почвенной микрофлоры. Дарвин рассчитал, что весь гумусовый горизонт садовых в огородных почв Англии прошел через кишечник дождевых червей, т.е. содержание и Распределение гумуса и структура этого горизонта созданы ими. Поэтому гумусовый горизонт Дарвин называют «животной почвой».
Животные живут в почве, растения растут на почве. Но чем меньше живое существо, тем легче представить его в качестве части собственно почвы. А уж микроорганизмы с этой точки зрения не вызывают никаких возражений. Но ведь принципиальной разницы между ними и более крупными животными или подземными частями растений нет. И корни растений, и почвенные животные – такая же неотъемлемая часть почвы, как зерна минералов, гумус и т.п., только более подвижная, более активно живущая, одним словом – живая.
Вот это-то органическое сочетание в едином природном теле живого и мертвого (косного) вещества и позволило В. В. Докучаеву говорить о почвах как о четвертом царстве природы, выделяемом наряду с тремя другими – растительным, животным и минеральным. Позже В. И. Вернадский назовет почву биокосным телом, найдя удачный термин для идеи своего учителя.