Вацлав Смил - Энергия и цивилизация

Примечание 2.1. Потребление дерева при приготовлении мяса на открытом огне

Реалистические предположения при определении вероятного максимума потребления дерева при приготовлении мяса на открытом огне во время позднего палеолита следующие (Smil 2013а): среднее дневное поступление энергии – около 10 МДж на человека (адекватно для взрослых, выше, чем в среднем для популяции), в котором доля мяса 80 % (8 МДж); плотность энергии пищи для трупов животных – 8-10 МДж/кг (типично для мамонтов, в общем 5–6 МДж/кг для крупных копытных); средняя температура окружающей среды 20 °C в теплом и 10 °C в холодном климатах; температура готовки мяса – 80 °C (77° достаточно для хорошо прожаренного мяса); теплоемкость мяса примерно 3 кДж/кг°С; эффективность готовки на открытом пламени всего 5 %; средняя плотность энергии сухой древесины – 15 МДж/кг. Эти числа предполагают среднее дневное потребление около 1 кг мяса мамонта (и около 1,5 кг мяса крупных копытных) на человека и дневную потребность около 4–6 МДж дерева. Общее годовое потребление будет 1,5–2,2 ГДж или 100–150 кг (частично свежей, частично сухой) древесины. Для 200 тыс. человек, живших на Земле 20 тысяч лет назад, глобальная потребность составляла 20–30 тысяч тонн, пренебрежимо малая доля (порядка 8-10 знака после запятой) от всей древесной фитомассы планеты.

Помимо обогрева и приготовления пищи огонь использовали в качестве инженерного инструмента: анатомически современные люди нагревали камни, чтобы они лучше раскалывались, как минимум 164 тысячи лет назад (Brown et al. 2009). Некоторые исследователи (Mellars 2006) предполагают, что существуют доказательства контролируемого выжигания растительности в Южной Африке уже 55 тысяч лет назад. Выжигание леса как инструмент управления окружающей средой охотниками-собирателями раннего голоцена могло помогать в охоте (обеспечивая рост свежей зелени, привлекающей животных, и заодно создавая лучшую видимость), облегчать передвижение или процесс сбора древесных плодов (Mason 2000).

Большое разнообразие археологических находок в пространстве и времени препятствует каким-либо простым обобщениям по поводу энергетического баланса доисторических сообществ. Описания первых контактов с дожившими до нашего времени охотниками-собирателями и их антропологическое изучение дают нам только шаткие аналогии. Информация о группах, проживших в экстремальной окружающей среде достаточно долго, чтобы оказаться объектом изучения современной науки, может быть лишь с оговорками распространена на сообщества доисторической эпохи, развивавшиеся в иных климатических условиях, имевшие более изобильные ресурсы. Более того, многие изученные общины охотников-собирателей уже изменились под влиянием длительных контактов с людьми иного культурного уровня (Headland and Reid 1989; Fitzhugh and Habu 2002). Но отсутствие типичной схемы поиска пищи не мешает нам опознать набор биохимических императивов, управляющих энергетическими потоками и определяющих поведение групп, живущих охотой и собирательством.

Самые достоверные собрания надежных доказательств показывают, что средняя плотность населения современных обществ охотников-собирателей – отражающая различие среды обитания, навыки и техники добывания пищи – варьируется в пределах трех порядков (Murdock 1967; Kelly 1983; Lee and Daily 1999; Marlowe 2005). Минимум составляет меньше 1 человека на 100 км 2, максимум – несколько сотен человек на 100 км 2, со средним значением в 25 человек на 100 км 2для 340 изученных культур. Слишком низкая плотность, чтобы поддерживать более сложные общества с возросшей функциональной специализацией и социальной стратификацией. Средние значения плотности охотников-собирателей были ниже, чем средняя плотность травоядных со сравнимой массой, способных переваривать изобильную целлюлозную фитомассу. Аллометрические уравнения предсказывают значение около 5 млекопитающих весом около 50 кг на квадратный километр, при этом плотность шимпанзе составляет 1,3–2,4 животных на километр, а плотность охотников-собирателей XX века была ниже одного человека на километр в теплом климате и 0,4 в Новом Свете (Marlowe 2005; Smil 2013а). Плотность популяции была значительно выше для групп, комбинировавших собирание имевшихся в изобилии растений с охотой (хорошо изученные образцы включают группы в постледниковой Европе и, в относительно недавнее время, на Мексиканском нагорье) и для прибрежных общин, зависящих в основном от морских видов (с хорошо документированными археологическими находками в балтийском регионе и недавними антропологическими исследованиями на северо-западе Тихого океана).

Собирание моллюсков, рыбная ловля, прибрежная охота на морских млекопитающих поддерживали наиболее высокую плотность охотников-собирателей, и подобная практика вела к появлению полупостоянных и даже постоянных поселений. Прибрежные деревни северо-запада Тихого океана с их большими домами и организованной совместной охотой на морских млекопитающих выглядели исключительными по уровню оседлости. Подобные значительные вариации плотности были не просто функцией от потоков биосферной энергии: значения не уменьшались по направлению к полюсам, и не увеличивались по направлению к экватору (в пропорции к более высокой фотосинтетической продуктивности), и не соотносились с общей массой животных как объектов охоты. Вариации определялись переменными экосистемы, сравнительной зависимостью от растительной и животной пищи, использованием сезонных запасов. Как и большинство приматов помимо человека, все охотники-собиратели были всеядными, но убийство более крупных животных оказалось главным энергетическим вызовом, поскольку его целью становился куда меньший по объему резервуар съедобных веществ, чем содержалось в растениях для собирательства: естественное последствие уменьшения энергии, переносимой между трофическими уровнями.

Травоядные потребляют только 1–2% от полезной первичной продуктивности в листопадных умеренных лесах и до 50–60 % на некоторых тропических лугах, за среднюю величину можно взять 5-10 % (Smil 2013а). В целом меньше чем 30 % от потребленной фитомассы переваривается; большая ее часть тратится зря, только 1–2% от нее в случае птиц и млекопитающих становится зоомассой. В результате травоядные, на которых чаще всего охотятся, заключают в себе менее процента энергии, изначально запасенной в фитомассе экосистемы, где они обитают. Это объясняет, почему охотники предпочитают убивать животных, которые сочетают сравнительно большую массу тела с высокой продуктивностью и плотностью популяции: дикая свинья (90 кг), олень и антилопа (25-500 кг) были общей целью охотников.