16
Эволюция в антропоцене
У руля лодки, плывшей по внутреннему проливу Александровского архипелага у побережья Аляски, стояла профессор биологии Джен Стрейли, а я разглядывал в бинокль пару горбатых китов. Несколько часов назад мы установили на них маячки и теперь медленно следовали за ними по проливу. Каждый раз, когда киты всплывали на поверхность, чтобы сделать вдох, мы отмечали на карте их направление и записывали расстояние, которое они проплыли. Мы уже усвоили неспешный темп этих горбачей: вдохнуть раз пять на поверхности, на несколько минут занырнуть, снова всплыть, повторить. Внезапно пара китов, резко оборвав вдох, нырнула и осталась под водой.
Несколько секунд спустя стало ясно почему: я увидел, как воздух разрезает высокий спинной плавник, который мог принадлежать только взрослому самцу косатки. На расстоянии он казался вытянутым треугольником, лишенным отражения, как будто кто-то прорезал дыру в небе. Наконец плавник качнулся и скользнул обратно в зеркальную гладь. За ним показались более короткие и округлые спинные плавники, видимо, принадлежавшие самкам и молодым косаткам. Они всплыли, только когда мы, следом за китами, покинули пролив, и теперь быстро приближались к горбачам и нашей лодке.
Стая косаток может безмятежно скользить по океану, потому что им не грозит никакой хищник. Они – крупнейшие из настоящих океанических дельфинов, а их хитрость, любопытство и другие поразительные формы поведения, пожалуй, можно считать синонимом слова «косатка». Будучи высшими хищниками океана, косатки могут охотиться на других морских хищников: больших белых акул, усатых китов, дельфинов других видов, морских свиней, морских львов, лососей и кальмаров. Они могут поймать даже незадачливого сухопутного зверя, например оленя или лося, который оказался не в том месте и не в то время. Из всех обитателей океанариумов, только косатки когда-либо калечили или убивали людей. То, как их стая сейчас двигалась в воде, поразило и взволновало меня. И порадовало огромное расстояние между нашей открытой лодкой и зловещими черными силуэтами, которые проносились под водой.
Взрослый самец косатки может весить до 10 т и достигать 9 м в длину. И хотя взрослый горбач весит, как четыре косатки, ему сложно решить, сражаться или спасаться при встрече с этими хищниками, так как те охотятся вместе, слаженной группой. Передние плавники горбатых китов длиной в треть их тела и вполне годятся в качестве оружия самообороны: четырехметровое крыло ветряной мельницы на крутящемся 40-тонном ките – надежный инструмент сдерживания. Но стая косаток без раздумий нападет на взрослого горбача; они вполне способны убить кита намного больше их самих, хотя, конечно, предпочитают детенышей.
– О, веселье начинается, – увидев мое лицо, сказала Джен.
Это была жизнерадостная, спокойная реакция человека, который повидал немало сцен естественной истории Аляски.
– Видимо, транзитные, – добавила Джен.
Транзитные – экотип косаток, которые питаются млекопитающими. В северо-западной части Тихого океана выделяют три экотипа этих хищников, которые отличаются друг от друга генетически и поведенчески. Помимо тех, что питаются морскими млекопитающими, есть еще резидентный тип, эти специализируются на лососевых. Резидентные косатки живут родственными группами, связанными по материнской линии, они активно переговариваются между собой, тогда как транзитные образуют недолговечные стайки из несвязанных между собой особей и подают голос только после охоты, иначе киты услышат их приближение. Третий экотип – офшорные косатки – изучен плохо, хотя некоторые исследователи отмечали, что они едят акул.
Через несколько минут горбачи всплыли на поверхность, никак, насколько мы могли судить, не показав, что же произошло в глубине, и продолжили свой извилистый путь мимо поросших деревьями островков архипелага.
Городок Ситка стоит на юго-востоке Аляски, на узкой полоске земли между каменистым берегом и заснеженными горами. Сегодня в нем живет менее 10 000 человек, но благодаря удачному расположению он стал удобной отправной точкой для многих аляскинских экспедиций, в том числе самых первых, которые устраивали мои предшественники из Смитсоновского института. В то время Аляска была еще относительно неизвестна ученым, поскольку Америка только в 1867 г. приобрела ее у России. Однако за следующее десятилетие волны смитсоновских ученых прошли через Ситку, направляясь вглубь Аляски или вдоль цепи Алеутских островов. Ученые, которые тогда путешествовали здесь, редко навешивали на себя ярлыки профессий, которые сейчас называются «палеонтолог», «маммалог», «орнитолог» и «малаколог», – они были просто натуралистами, которые интересовались всем сразу, внимательно смотрели по сторонам и неустанно собирали образцы. Они положили начало коллекциям, из которых мы до сих пор многое узнаем об американском Заполярье. Побывать в Ситке – для меня означало идти по их стопам. Я приехал туда по тем же междисциплинарным причинам – ставить маячки на горбатых китов и выискивать породы эпохи олигоцена, в которых попадались интригующие фрагменты окаменелостей.
В выходной день мы с Джен отправились в Научный центр «Ситка Саунд», некоммерческую организацию, базировавшуюся в отремонтированной школе. Внутри, над открытым аквариумом висел скелет молодой косатки, которая выбросилась на берег соседнего острова Крузов. Крузов – это приземистый вулканический остров в виде конуса, который возвышается к северу от Ситки – напоминание о силах Земли, которые могут пробудиться в любой момент. Понадобился вертолет, чтобы по частям вывезти тушу этой косатки с черных песчаных пляжей Крузова. При вскрытии в ее желудке нашли массу тюленьих костей, волос, усов и когтей – остатки последней добычи. Содержимое желудка было верным признаком того, что косатка, которой на момент смерти было около семи лет (как показало изучение зубных колец), относилась к плотоядному транзитному экотипу.
Некогда косатки могли свободно охотиться на усатых китов, но широкомасштабное сокращение этой добычи в эпоху массового промысла заставило их переключаться на другую доступную добычу – на тюленей и морских выдр. Джим Эстес с коллегами написали и опубликовали статью, в которой высказали гипотезу, что масштабное уменьшение биомассы крупных китов за годы китобойного промысла привело к кардинальному изменению в рационе охотившихся на китов косаток в Северной Пацифике. Джим и его коллеги утверждали, что косатки постепенно «проедали» себе путь вниз по трофическим уровням: после исчезновения больших усатых китов стали редеть и рушиться популяции морских львов и тюленей, а затем и морских выдр. Ничто в биологии не является абсолютно прозрачным, особенно в области морской экологии, и не поддающееся количественной оценке воздействие человека все только усложняет. Тем не менее, сделав расчет потребностей косаток в калориях и энергии, получаемой ими от смены типа добычи, Джим с коллегами начали изучать исторические данные о нападениях косаток на усатых китов. И нашли достаточно доводов в пользу того, что пищевое поведение косаток может вызвать экологический эффект, который мы и наблюдали в популяциях морских млекопитающих в северной части Тихого океана во второй половине XX в.
Это предположение вызвало много споров среди морских экологов, ведь оно подразумевало, что косатки одним только выбором добычи могут оказывать сильное вертикальное трофическое давление. Кроме того, гипотеза основывалась на событиях, которые довольно трудно проверить: как часто косатки ели больших усатых китов до китобойного промысла? А как часто они едят каланов сегодня? Экологические взаимодействия, особенно у китов, – это предмет тщательного, почти детективного расследования.
Независимо от того, что они едят, косатки охотятся стаей, как волки. Даже один такой хищный дельфин, с его весом и мощными зубами-кольями, должен вызывать тревогу у любого меньшего морского млекопитающего, китообразного или нет. Стая косаток многократно умножает этот эффект. Несколько особей одновременно нападают на гораздо более крупное животное, даже на синего кита, кусают его и не дают всплыть. Особенно успешно эта тактика работает, когда добычей являются детеныши или животные размером с косаток или меньше их. Атакуя, косатки зубами отрывают куски мяса. Поскольку рук и противопоставленных больших пальцев у косаток нет, им приходится действовать вместе и рвать плоть в противоположных направлениях. Затем они делят добычу среди членов стаи, как и многие другие млекопитающие. Также косатки славятся тем, что иногда убивают для тренировки или даже для забавы – ударами мощного хвоста они подбрасывают пойманных тюленей на несколько метров в воздух. Природа этого поведения до конца непонятна, но от такого зрелища наблюдателю становится не по себе.
Косатки – животные в высшей степени социальные, внутри стаи связаны между собой семейными узами. Как правило, это связи по материнской линии, самки занимают лидерские позиции – у резидентных косаток самка-матриарх руководит всей стаей, у других экотипов отношения менее структурированы. В дикой природе эти животные могут дожить до 90 лет, в неволе почти вдвое меньше – до 50 лет. Вероятно, в океане и сейчас живут косатки, которые пережили взлет и падение промышленного китобойного промысла, став свидетелями неисчислимых изменений всей пищевой сети как в открытом море, так и у берегов. Химическая история, скрытая в зубах и костях таких особей, может немало поведать о вертикальных взаимоотношениях в трофических пирамидах.
Если вы десятилетиями находитесь на вершине пищевой цепи, в вас неизбежно накапливаются стойкие яды из пищи. Подобно тому, как ртуть содержится в рыбных продуктах вроде консервированного тунца, в телах косаток обнаруживается едва ли не больше токсинов, чем у любого другого животного на планете, в частности речь идет об антипиренах и с трудом распадающихся сложных органических молекулах. Как и гренландские киты в Арктике, стаи косаток являются мобильными архивами химического наследия человечества. Если эти морские хищники держатся недалеко от крупных городских поселений (как, например, резидентные косатки, появляющиеся в Пьюджет-Саунд возле Сиэтла), их полный токсинов жир в голодное время может угрожать их собственному здоровью и способности к размножению.
В целом косатки устроены так же, как и их родичи океанические дельфины – афалины, длиннорылые продельфины или обычные дельфины, – разве что косатки в несколько раз больше, а зубы у них реже и крупнее. Если исходить из соотношения размера мозга и размера тела – так называемый коэффициент энцефализации, или EQ, то можно количественно оценить тот факт, что дельфины действительно умны. И если усатые киты и речные дельфины приближаются по EQ к приматам, то океанические дельфины, включая косаток, опережают в этом отношении любых других млекопитающих, кроме нас. Да, они уступают людям, но превосходят шимпанзе. На протяжении последних 10 млн лет истории Земли дельфины были самыми умными существами на планете. И лишь в последние сотни тысяч лет наш коэффициент энцефализации превзошел показатель дельфина.
В тех редких случаях, когда исследователям удается сохранить мозг косатки после смерти, – мозговая ткань разжижается очень быстро, если ее не зафиксировать консервантами, – можно увидеть два выпуклых полушария с множеством извилин, почти как у нас. Форма и текстура коры головного мозга китообразных очень отличаются от коры мозга, скажем, оленя, овцы или коровы, которые приходятся им ближайшими родственниками. И хотя делать выводы о функциях мозга по его строению мы пока не можем (в конце концов, то, как конструкция из 100 млрд нейронов пишет симфонии, является одним из важнейших нерешенных вопросов современной нейробиологии), глубокие извилины и борозды мозга дельфинов, столь похожие на наши, наводят на мысль о некой анатомической основе поведения, которое кажется нам таким сложным и умным.
Если структура мозга косаток так похожа на нашу, нет ли у нас с ними схожих форм поведения, выходящих за рамки экологии? И речь не просто о совместной охоте или длящихся десятилетиями семейных союзах. Поведенческие биологи считают способность животного узнать себя в зеркале способом (грубым способом) определить, есть ли у смотрящего самосознание, что, в свою очередь, предполагает способность понимать, что животное по ту сторону зеркала не является случайной частью мира. Список млекопитающих, которые узнают себя в зеркале, очень короток: мы, высшие приматы, азиатские слоны и, пожалуй, два вида китообразных – афалины и, возможно, косатки. Идея подобного теста очень проста: нужно нанести метку на животное и понаблюдать, будет ли оно изучать ее в зеркале. Сделать это в контролируемой экспериментальной обстановке чрезвычайно трудно, особенно когда речь идет о водных млекопитающих, не имеющих противопоставленных больших пальцев. И все же опыты показывают, что китообразные действительно узнают себя в зеркале и понимают, что оказались среди бетонных стен, а не в динамичной океанской среде. Что делать со знанием об интеллекте китов, зависит от нас как социального вида животных. К примеру, этично ли для забавы держать в неволе крупных морских хищников? Если коэффициент их энцефализации хотя бы приблизительно говорит о некоем культурном потенциале, то справедливо предположить, что мир китообразных был частью этой планеты как минимум в десять, а то и в 100 раз дольше нашего мира. Сколько лет их традициям и обычаям? Какие культурные инновации у них были? Кости дают нам подсказки лишь до определенной степени, но, быть может, мы поймем, как извлечь из них ответы и на эти вопросы.
Например, можно изучать сложную акустическую жизнь китов. Знаменитый вой и щелчки китовой песни – это лишь один из многих видов вокализации усатых китов; некоторые странные и необычные звуки, которые ученые слышат в океанах, все еще не удалось связать с конкретными видами. (Только недавно стало понятно, что причудливый гулкий звук, который исследователи записывали уже не одно десятилетие, издают карликовые полосатики.) Зубатые киты, такие как дельфины, клюворылы и кашалоты, вокализируют на низких частотах, но также могут использовать высокочастотные ультразвуковые щелчки и звуки, испускаемые их биосонарным аппаратом, для навигации и передачи сигналов окружающим. Если в детстве вам с друзьями доводилось бегать ночью с фонариками, вы поймете, как это работает. По направлению лучей вы видите, куда бегут другие, на что направляют луч фонарика, и можете делать выводы об их движении. Правда, последовательность щелчков эхолоцирующих зубатых китов настолько сложна и изменчива по частоте, мощности и структуре, что лишь математический аппарат теории информации позволяет описать их содержание.
Тот факт, что киты, кажется, ведут разговоры, не укрылся от ученых, пытающихся преодолеть пропасть между нами и гигантами океана. Этот разрыв, однако, во много раз больше, чем между нами, шимпанзе и другими высшими приматами – с ними нас, по крайней мере, сближает форма тела и способы общения. Потоки информации, которыми киты обмениваются между собой, интерпретировать очень сложно. Последовательность щелчков, которую издает кашалот на двухкилометровой глубине, может передавать информацию о том, где находится добыча или о смысле вселенной, – для нас в этом нет разницы, потому что содержание их разговора теряется без знания контекста. Все попытки вычленить смысл из скрипов, щебета и щелчков потерпели неудачу, потому что киты живут в мире, который чужд нам.
В неразрешимой головоломке интеллекта китов есть еще один последний фрагмент, который располагается где-то между поведением и познанием: у китов есть культура. Давайте на мгновение забудем про искусство и материальную культуру и сосредоточимся на более широком определении: культура – это любой вид информации, хранящейся вне ДНК животного, который передается от индивидуума к индивидууму, от поколения к поколению. Это определение соответствует тому, что делают многие виды китов, а также шимпанзе, слоны и некоторые другие животные.
Неудивительно, что наилучшим доказательством культуры у китов является их акустическое поведение – богатый, но загадочный репертуар щелчков при эхолокации. Экотипы рыбоядных и плотоядных косаток имеют разные акустические репертуары, единые для различных матрилинейных групп, сотни которых разбросаны по бескрайнему океану. Кашалоты тоже делятся на кланы по звуковому признаку. Их сообщества занимают целые океанические бассейны, измеряемые тысячами особей и тысячами километров; пожалуй, это самая большая единая группа животных, после рода человеческого. Кланы кашалотов состоят из множества более мелких, долгосрочных социальных групп, в свою очередь состоящих из нескольких поколений, сродни стаям косаток. Каждый клан связан множеством материнских линий, которые объединены в общества бабушек, матерей и дочерей кашалотов, где представительницы нескольких поколений учатся друг у друга тому, как охотиться на кальмаров, растить детенышей, присматривать за ними и защищаться от единственных опасных для них хищников – косаток. (Взрослые самцы-кашалоты живут в одиночестве: в подростковом возрасте они оставляют семьи и лишь время от времени присоединяются к сообществам кашалотов.) Каждая группа кашалотов имеет одни и те же отличительные акустические диалекты, образующие общую основу – настоящий lingua franca, – для взаимодействия в море. Представьте на мгновение, что ненасытный китобойный промысел мог сделать с этими обществами. Убийство клана кашалотов (что и происходило много раз) могло означать потерю всех его культурных традиций и целого диалекта.
Учитывая то, что мы знаем о прошлом антропогенном воздействии на китов, у кого из них больше шансов на успех сейчас, в антропоцене? Несколько важных факторов позволяют понять, какие киты, вероятно, будут в числе победителей. Во-первых, нужно быть правильного размера. Почти все крупнейшие виды современных китов, в том числе синие и гладкие, перемещаются по все более урбанизированной среде океана, все еще изо всех сил пытаясь оправиться от многовекового воздействия промышленного промысла. Синие, финвалы, гренландские и гладкие киты входят в число самых больших животных, когда-либо существовавших на планете, с массой тела, превышающей 80 т, а у самых крупных – достигающей 100 т. Некогда эти размеры, вероятно, были компромиссом, необходимым для эффективности кормления и миграции на большие расстояния, сегодня они ставят китов под угрозу запутывания в рыболовных сетях и столкновения с кораблями.
С другой стороны, многие из самых маленьких китов, такие как вакита и бесперые морские свиньи, находятся под угрозой исчезновения, потому что их размеры – следствие их географической изоляции. В таких случаях изменения условий в одной реке или заливе могут поставить под угрозу всю популяцию. Большинство видов китов размещаются между этими крайностями, их судьбы связаны с другими факторами, такими как рацион и ареал.
Во-вторых, лучше не быть привередливым в еде. С точки зрения эволюции гиперспециализация позволяет эффективно эксплуатировать определенный образ жизни, среду обитания или ресурсы – вспомните паразитов, зависящих от одного вида хозяина, или птиц, которые питаются нектаром определенного цветка. Если какой-либо компонент этих отношений изменится, гиперспециализированный вид может оказаться в эволюционном тупике. Китам, специализирующимся на одном конкретном типе добычи, – например, синим китам, зависящим от криля, или косаткам, питающимся исключительно лососем, – может не хватить гибкости, чтобы адаптироваться к внезапным изменениям окружающей среды, особенно если изменения химического состава океана и температуры повлияют на их продовольственную безопасность. Киты, которые могут питаться различными видами пищи, например горбатые или серые, обладают большей гибкостью, чем киты, которые питаются добычей, доступной только в определенных местах или в определенное время. Горбатые и серые киты и тут оказываются нужного размера, как Златовласка, которая не слишком велика и не слишком мала. Богатое разнообразие и огромное количество головоногих моллюсков в открытом океане составляют большую часть рациона зубатых китов – кашалотов, клюворылов и гринд. Головоногие не обнаруживают никаких признаков вымирания, обеспечивая, по крайней мере до некоторой степени, продовольственную безопасность этих видов.
В-третьих, лучше обитать повсеместно. Глобальное присутствие – это страховой полис от местного или регионального бедствия, оно максимизирует поток генов и расширяет доступ к различной добыче. Кашалоты, косатки и горбатые киты встречаются по всему миру. Даже если некоторые региональные популяции отличаются друг от друга – например, косатки делятся на генетически ограниченные экотипы с определенным рационом питания; а некоторые популяции горбачей в Аравийском море не мигрируют, – остальная часть популяции достаточно широко распределена по всему земному шару, чтобы обеспечить максимальную защиту от вымирания.
В-четвертых, культура спасает. Косатки, горбатые киты и кашалоты обладают культурой, которая вплетена в их поведение и социальную структуру и обеспечивает устойчивость против непредвиденных перемен, а также базовую способность к инновациям в изменяющейся среде – поскольку культура адаптивна. В антропоцене Земля быстро меняется, и китообразным грозит множество опасностей. Одни киты, например речные дельфины и вакиты, по-видимому, не проявляют такие культурные черты, как другие китообразные, хотя мы все еще слишком мало знаем о мозге китов, чтобы самонадеянно проводить жесткие различия.
Наконец, факторы, которые приводят к успеху или опасному положению в антропоцене, не всегда можно в чистом виде применять ко всем китам. Например, синие киты распространены по всему миру, но они устанавливают верхний предел размера для обычных китов и отличаются очень специализированной диетой; кроме того, на них оказывалось постоянное давление китобойного промысла, уничтожившее 99 процентов их биоразнообразия. Великолепие синих китов почти парадоксально: то, что делает их чудом эффективности, одновременно делает их уязвимыми. Или взять тех же косаток: они распространены по всему земному шару, отличаются широким пищевым диапазоном (если брать вид в целом) и живут в больших группах с сильными социальными связями (и культурой). Все это обеспечивает защиту от непредсказуемых и продолжающихся изменений в их среде. Однако положение на вершине пищевой цепи также делает их восприимчивыми к стойким загрязнителям, накапливающимся в теле. Косатки, как и синие киты, зависят от милости и от проклятия человеческой цивилизации.
Когда я думаю о скелете косатки, висящем в Ситке, я думаю, что косатки – это история эволюции прямо у нас на глазах. Как вид, они охотятся на разнообразную добычу, но разные экотипы с их высокоспецифичными рационами (и культурами) показывают, что расхождения между этими экологически различными популяциями являются жесткими. Это первые знаки расщепления линии, которое со временем породит новые виды косаток, несмотря на то что они живут буквально бок о бок. Как и у нас, у косаток большой мозг, они живут непростой жизнью в сложных условиях – признаки, которые подвергают риску некоторые их линии, одновременно позволяя другим продолжать развиваться по-новому. Возможно, сегодняшний день косаток не слишком отличается от нашего недавнего эволюционного прошлого, когда многие гоминиды с большим мозгом боролись за ресурсы плейстоцена. И нам предстоит разгадать еще много загадок, пока мы ищем общий язык между нашими культурами – китовыми и человеческими.
