5
Посмертная жизнь кита
Я много думаю о том, как умирают киты. Наверное, это звучит так, словно охотник за костями китов окончательно тронулся, как Ахав, но мои мысли занимают не гниющая плоть и полости тела (хотя и к ним я отвращения не питаю). Нет, меня завораживают другие вопросы: что происходит с телами мертвых китов и вокруг них при разложении, как киты встречают свою кончину и почему они погибают. Можно подумать, что все это описано в научной литературе или в многочисленных отчетах о китобойном промысле в открытом море. Но это не так, далеко не для всех китов, что были выброшены на берега или выловлены китобойными судами. Поэтому я анализирую в голове всё – океанические течения, глубину и температуру воды, наличие падальщиков, время на захоронение и даже анатомические различия, то есть все факторы, которые способствуют тому, что труп кита может превратиться в окаменелость.
Выяснение того, какие части живого мира могут оказаться заточенными в скале и как их найти, – это игра вероятностей. Для палеонтолога жизнь и смерть живых существ представляется непрерывной дорогой от рождения к смерти – и к музейному шкафчику. Мы представляем этот путь как поток информации, где на каждом шагу из-за биологических и физических процессов распада теряется все больше данных: падальщики разрывают труп на части, скелет или его части оказываются в неблагоприятном месте, а породы с ископаемыми остатками оказываются уничтоженными. Даже если найти отличный образец, окаменелость может годами лежать в музее, собранная, но неправильно промаркированная или вообще забытая в ящике. Реальность такова, что информация теряется на протяжении всего этого процесса: по пути от мертвой туши к музейному шкафчику данных становится все меньше. Учитывая, как мала вероятность, что отдельно взятое живое существо превратится в окаменелость, удивительно, что мы вообще хоть что-то знаем о жизни в далеком прошлом.
Когда мыслишь как палеонтолог, начинаешь ценить мертвое. В поисках мертвых китов я набрел на массу отчетов о китах, выбросившихся на берег. С древних времен выбросившиеся на берег киты интересовали всех – от Аристотеля до человека, случайно наткнувшегося на YouTube на видео со взрывом кита. Это вечный мотив – обездвиженный левиафан лежит посреди пляжа и гневно хлопает хвостом по накатывающим волнам. Эта картина поражает, ведь в нашем представлении киты полностью принадлежат водному царству. Как оказывается на суше это создание, столь большое и странное и вдруг безгранично уязвимое?
Киты выбрасываются на берег по-разному и по многим причинам. Соответственно, нет единого определения выброса – разве что внешнее, касающееся аномального зрелища кита на берегу. Например, на берег может выброситься один кит, мать с китенком, несколько особей одного или разных видов. Добавляют сложности и сами обстоятельства выброса: киты могут погибнуть на месте, могут быть живыми и биться на берегу или представлять собой полусгнившую массу жира, хрящей и костей.
Но еще сложнее ответить на вопрос «почему?»: какова причина выбросов? Иногда объяснение простое: старость или болезнь, в то время как побочные эффекты жизни вблизи людей могут быть либо очевидными (запутались в рыболовных сетях или веревках), либо более трудными для определения (отравились токсинами из морских водорослей). И уж конечно, если выбросилось целое стадо из десятков китов, это нужно как-то объяснить, хоть это подчас и нелегко. В природе так бывает сплошь и рядом.
Для натуралистов, работавших до эпохи американского китобойного промысла середины XIX в., единственным источником знаний об анатомии гигантов океана были именно выбросившиеся на берег киты. И хотя баскские китобои на протяжении сотен лет вели добычу у берегов Европы, по сути, не имелось никаких данных о внутреннем строении китов – а это весьма важно, ведь за исключением нескольких волосков на морде, наличия сосков и ноздрей для дыхания, в остальном киты внешне очень похожи на рыб. Столь же редки записи тех времен о вскрытиях выбросившихся китов, хотя, должно быть, это было жуткое зрелище. В XVIII или начале XIX в., когда до сельского врача или натуралиста-любителя доходила весть, что неподалеку выбросился на берег кит, нужно было срочно планировать вскрытие, муторное, зловонное и длившееся несколько дней. Место вскрытия было обусловлено тем, куда выбросился кит. Размеры туши превосходили способности любых доступных инструментов, разложение плоти ускорялось в хорошую погоду и замедлялось в сырую и холодную. Не самая привлекательная работенка, конечно. Не было ни лебедок, ни подъемных кранов, ни фотоаппарата, чтобы задокументировать результаты. Только чернила, бумага и крепкий желудок.
Выбросившийся кит позволяет детально изучить не только диагностические признаки – гребень вдоль морды, пестрое подбрюшье, изгиб хвоста, – но и внутреннее строение, мускулатуру и органы, которые нельзя описать, наблюдая за китом с борта корабля. Первым натуралистам, которые в начале XIX в. засучили рукава и описали увиденное, помогло появление инфраструктуры для научной отчетности – опубликованных научных трудов. Они записывали, зарисовывали и делились тем, что видели, и тем самым создали основу для других ищущих, которым теперь есть с чем сравнить свои наблюдения. К концу XIX в. стало ясно, что киты – млекопитающие: у них было сердце, легкие, желудок, кишечник и репродуктивный тракт, прямо как у дойной коровы или налогового инспектора. Первая база знаний, созданная благодаря методичному анатомическому изучению китов, оказала серьезнейшее влияние на науку – влияние, превзойденное только через много поколений новыми анатомами с их современными лабораториями, холодильниками и электроинструментами.
В отличие от натуралистов XVIII и XIX вв. сегодня мы знаем, что, например, синие киты в Ирландии, Калифорнии и Южной Африке относятся к одному виду. Располагая неполными (а иногда и неверными) описаниями крупных китов, натуралисты прошлого, озадаченные различиями в цвете или размере, иногда присваивали новое научное название одному-единственному выбросившемуся киту, считая, что если его облик отличается от уже описанного, то он заслуживает быть отнесенным к новому виду. Лишь в начале ХХ в. Фредерик Уильям Тру, один из моих предшественников в Смитсоновском институте, разрешил эти проблемы для крупных усатых китов, продемонстрировав, что синие, горбатые, финвалы и некоторые другие киты относятся к одним и тем же видам по обе стороны Атлантики – несмотря на десятки различающихся таксономических названий. Тру потратил годы на работу с оригинальными образцами (так называемыми типовыми экземплярами) этих видов и провел, так сказать, чистку – долгую и сложную задачу, включавшую поиск образцов в разных музеях мира и определение их принадлежности.
Даже сегодня некоторые виды клюворылов известны лишь по черепам, выброшенным на берег, – да, в XXI в. в океанах нашей планеты обитают млекопитающие в несколько тонн весом, знания о которых по сути опираются на один найденный на берегу череп. Клюворыловые входят в число рекордсменов по глубине ныряния и выглядят примерно как гибрид афалины с подводной лодкой. На самом деле мы очень мало знаем о большинстве видов клюворыловых, к которым относится почти четверть всех ныне живущих видов китов: они живут слишком далеко, ныряют слишком глубоко и их невероятно трудно снабдить маячком или сфотографировать. Без музеев, хранящих редкие останки этих китов, мы бы знали о них еще меньше.
Конечно, не каждый мертвый кит оказывается на берегу. Китобои издавна знали, что одни киты после смерти остаются на плаву, а другие тонут. Мертвые кашалоты не тонут из-за огромных жировых камер на морде, что было хорошо известно американским китобоям. Гладкие киты заработали свое название, потому что были «правильными» китами для охоты: они не тонут после смерти из-за толстого слоя жира, как и гренландские киты, их близкие родственники в Арктике. Другие крупные усатые киты, например синие или горбатые, спустя длительное время все же тонут, хотя могут всплыть повторно, когда газы от разложения раздуют тушу. Нередко можно увидеть, как у некоторых усачей большой горловой мешок раздувается после смерти, словно аварийная подушка безопасности, которая почему-то не сработала при жизни.
Помимо этих фактов, известных в основном китобоям и собирателям всякого хлама на пляжах, больше ничего особенного не было известно до 1977 г., когда к западу от острова Каталина у побережья Калифорнии подлодка ВМФ США случайно обнаружила на глубине более 1200 м лежавшую на дне тушу серого кита. Конечно, мы знали, что некоторые китовые туши погружаются в толщу воды и достигают дна океана, куда не проникает солнечный свет, но никто прежде не видел результата. Ученые, которые стали изучать растущее число таких находок, впоследствии назвали это явление «китопадом».
На глубине в сотни метров на морском дне не только холодно и темно, там еще и пусто до тех, пор пока сверху не опустится мертвое тело кита, завершая свой путь сквозь толщу вод – переход в иной мир, начавшийся с последним вдохом кита на поверхности. То, что еще не объели акулы и не расклевали морские птицы, немедленно начинают поедать падальщики: глубоководные акулы, рыбы и крабы. (Как именно они находят упавшего кита, остается загадкой.) За очень короткое время – по оценкам исследователей, от нескольких недель до нескольких месяцев – подводные падальщики избавят тело от плоти и оставят только кости. На большой глубине почти нет течения, которое могло бы нарушить положение костей, и скелет остается по сути таким же, каким он опустился через толщу воды: челюсти рядом (или соединены) с черепом, который, в свою очередь, соединен с позвоночным столбом, а тот – с костями передних конечностей и плавников по бокам, если только эти части не были оторваны падальщиками у поверхности воды.
Но когда уплывают придонные падальщики, история не заканчивается. Чтобы узнать, что будет дальше, ученые отправлялись на поиски скелетов китов на глубоководных подводных аппаратах и даже в порядке эксперимента топили мертвых китов в заранее определенных местах. После достаточного числа экспериментов, обнаружилось, что китопад проходит последовательные фазы, чем-то похожие на изменения лесной экосистемы. После того как вся плоть съедена, начинается фаза колонизации останков кита улитками, моллюсками и червями-полихетами – одни поедают хрящи и обгрызают поверхность костей, другие роются вокруг скелета в осадках, обогащенных органическими веществами, вымывающимися из китового жира. Улиткам, моллюскам и полихетам нужно от нескольких месяцев до нескольких лет, чтобы съесть все, что возможно, после чего начинается третья фаза, которая может длиться десятилетиями или дольше (точно никто не знает, потому что китопады изучают всего 40 лет). Эта (предположительно заключительная) стадия связана с двумя наборами бактерий, живущих в костях кита или на них: анаэробные бактерии используют сульфат, содержащийся в морской воде, для переваривания жира внутри костей кита, а серолюбивые бактерии-хемотрофы используют сульфидные продукты выделения анаэробных бактерий, соединяют их с кислородом и тем самым получают энергию.
На этой стадии хемотрофные бактерии поддерживают жизнь в тех обитателях океана, которые питаются почти исключительно продуктами разложения китов, включая некоторых мидий, моллюсков и трубчатых червей. Живя в симбиозе с бактериями, они способны генерировать энергию в мире, лишенном солнечного света. В этих глубинах мертвые киты дают новую жизнь бесплодному миру бездны.
Хотя точная продолжительность существования скелетов на морском дне остается неизвестной, верхние границы некоторых оценок предполагают, что один труп кита может обеспечить до 100 лет пропитания этим организмам. О масштабах и разнообразии китопадов известно так мало, что все время делаются новые открытия: одно из них – червь под названием оседакс (в буквальном переводе с латыни «пожирающий кости»), жизненный цикл которого зависит от китовых скелетов. Оседаксы похожи на розоватые нити длиной всего несколько миллиметров, покрывающие поверхность кости. У них нет рта или кишечника, только волнистые усики-щупальца, обращенные наружу. Вместо того, чтобы вступить в симбиоз с бактериями, которые растворяют липиды из кости при помощи соединений серы, его симбионты извлекают белки непосредственно из самой кости, растворяя ее при помощи массы заполненных бактериями корней, которые проникают в кости.
Не все колонизаторы китопадов питаются только останками китов, есть среди них и универсалы, которые также появляются в гидротермальных источниках и метановых холодных просачиваниях на дне океана. Диапазон температур и условий окружающей среды на этой глубине такой, что некоторые ученые утверждают, что именно китопады миллионы лет служат для беспозвоночных ступенями эволюционной лесенки для перехода из одной среды в другую. Эта гипотеза все еще вызывает горячие дискуссии, так как нам мало что известно о видах, питающихся затонувшими китами, и о том, как часто и где эти скелеты могут оказаться на дне.
Казалось бы, размер кита играет важную роль для уникальной экосистемы, которая изначально связана с его мертвым телом. В конце концов, чем крупнее туша, тем больше возможностей для тех, кто ее поедает. Однако оказалось, что для китопада размер не имеет большого значения, и знаем мы это благодаря ископаемым. Как-то мне посчастливилось наткнуться на череп ископаемого кита, который был собран несколько десятилетий назад со скал на острове Аньо Нуэво у побережья центральной Калифорнии. Эти породы представляют собой глубоководные морские отложения возрастом от 15 до 11 млн лет, и я не слишком задумывался о контексте находки, пока однажды, очищая ее в лаборатории палеонтологического музея Беркли, не обнаружил в щелях черепа крошечные ракушки. Они сгруппировались вместе, почти как живые, и я решил, предварительно задокументировав их расположение, отделить одну из них и показать специалисту по моллюскам. Специалист подтвердил мою догадку: это были хемосимбиотические моллюски, относящиеся к семейству, которое специализировалось на китах. Короче говоря, я препарировал ископаемый китопад.
Ископаемых китов с прикрепившимися моллюсками-падальщиками находили и раньше, правда, весьма редко, но все-таки это не сенсационное открытие. Однако в данном случае череп принадлежал киту, длина которого при жизни была бы всего-то метра три. Крошечные усатые киты – намного меньше современных – были распространены во время миоцена, но, что примечательно, их маленькие размеры не мешали их останкам доходить до третьей фазы с серолюбивыми беспозвоночными. Другими словами, размер не определяет сообщество, которое колонизирует экосистему китов. А если не размер, то что? Пока неясно, хотя, возможно, дело в липидах, содержащихся в костях, быть может, от них зависит, какие виды могут колонизировать тушу кита и какие изменения с ней произойдут.
Если вы когда-нибудь видели окаменелости в музее, то, вероятно, задавались вопросом, почему одни животные сохранились почти нетронутыми, а от других остается всего одна косточка. Изучение того, как мертвые организмы попадают в летопись окаменелостей, само по себе является наукой под названием тафономия. Она исследует весь путь от смерти животного до его открытия в виде останков, отфильтровывая информацию об организме. По сути, тафономия изучает информационные потери в анатомии и экологии. В идеале нам нужна вся картинка древнего мира, который мы изучаем, но мы ее никогда не получим из-за того, что живые существа распадаются после смерти.
Тафономия зародилась в Старом Свете: в первой половине ХХ в. ее независимо друг от друга разработали советские и немецкие ученые. Лишь когда десятилетия спустя переводы их работ попали в руки американских палеонтологов, идея использования биологического настоящего для понимания смерти, разрушения и сохранения прошлого стала зрелой научной дисциплиной, достойной отдельного названия. Одним из пионеров тафономии был немец Вильгельм Шефер, который десятилетиями изучал закономерности смерти и разложения организмов на берегах Северного моря. Хотя Шефер терпеливо уделял каждому морскому существу, похожему на выброшенный волнами на берег мусор, столько же внимания, что и выбросившимся китам, свой основополагающий трактат по тафономии он начал именно с разлагающейся морской свиньи. Дотошный и точный исследователь, Шефер осознал ценность наблюдения за распадом и разложением крупных организмов и, например, показал, как челюсть отрывается от черепа, прежде чем сам череп отваливается от остальной части туши. Киты в целом устроены так же, как и прочие позвоночные, и, как и следовало ожидать, их нижние челюсти иногда находят в отдалении от тела. Подобные наблюдения – как раз та подсказка, которая помогает таким как я понять, как мертвый кит превратился в окаменелость и, наоборот, как выглядела окаменелость, когда была китом.
Я всегда считал, что начинать нужно с выбросившихся на берег китов, но мне потребовалось некоторое время для осознания этого: чтобы понять, почему выбросившиеся киты так важны, нужно мыслить масштабами океанов. В аспирантуре один мой коллега указал мне, что почти все виды китов, обитающие у берегов Калифорнии, в тот или иной момент выбрасывались на берег вдоль одной-единственной десятимильной полосы Национального побережья Пойнт-Рейес. Решив копнуть глубже, я наткнулся на записи, которые вели наблюдатели, координируемые государственными учреждениями. Специалисты собирали статистику по выбросившимся китам со всего Западного побережья США и из других регионов. Вид, длина, пол, состояние – эти данные вносились в таблицы, составляя полный перечень того, какие киты (и в каком количестве) выбрасывались на берег на протяжении почти 2000 км береговой линии. Интересно, что те же специалисты фиксировали наблюдения китов с кораблей и лодок, что заставило меня задуматься о том, насколько совпадают эти два вида наблюдений – мертвых китов и живых.
Ответ: они совпадают на удивление хорошо. Данные по мертвым и живым китам зеркально отражали друг друга с точки зрения количества видов и относительной численности, то есть, скажем, показывали высокую долю особей одних видов по сравнению с другими. (По ряду причин дельфинов-афалин у побережья намного больше, чем синих китов.) Записи о китах, выброшенных на берег за несколько десятилетий наблюдений, позволили нам обнаружить больше видов китов, как редких, так и широко распространенных, чем любое исследование в живой природе. В некоторых случаях на берег выбрасывались киты, относящиеся к видам, которых вообще никогда не наблюдали в открытом море. Другими словами, выбросы китов дают реальные экологические данные, если правильно выбрать масштаб времени и пространства.
Все это крутилось у меня в голове, когда я шел вдоль рядов китовых скелетов на обочине шоссе в Серро-Баллене. Легко представить, что когда-то здесь произошел массовый выброс китов на берег. И тут же мелькнула мысль: а не слишком ли это легкое, напрашивающееся объяснение? Ведь у нас не было ни надежных данных, ни даже рабочей гипотезы, почему столько китов выбросилось именно здесь.
Выбросившиеся киты редко попадают в летопись окаменелостей. В научной литературе описан, предположительно, один множественный выброс (судя по наличию ископаемой амбры – затвердевшей массы, состоящей из клювов кальмара) и, возможно, еще один (три черепа кашалота, найденные вместе в песчаных отложениях). Но этим случаям было далеко до масштабов Серро-Баллены. К тому же береговая линия – это высокоэнергетичная среда, в ней прибой разрушает и уничтожает выброшенные тела, а в Серро-Баллене многие скелеты выглядели нетронутыми, словно стихия и падальщики обошли их стороной. На первый взгляд, много внешних признаков массового выброса – судя по сохранности и количеству скелетов китов. Но что на самом деле происходило в Серро-Баллене и как это выяснить? Эти вопросы занимали меня. Нам требовались данные, много данных.
