Искусные адаптации. Крот-звездонос, электрический угорь и другие чудеса эволюции
- -
- 100%
- +
Ну а звездоносы вообще не живут в пригородах. Они обитают в сырой илистой почве болот, и их тоннели могут скрываться в топких зарослях где угодно. Хотя звездоносы обитают на большей части северо-востока США и не находятся под угрозой исчезновения, найти их крайне сложно. Отчасти это связано с тем, что их норы не видны на поверхности. Но есть и еще одна причина: в болотистых местах обитает множество других мелких млекопитающих, и даже если вы обнаружите тоннель, то никогда не узнаете наверняка, кто его вырыл и кто им пользуется.
Я имел лишь смутное представление обо всем этом, когда отправился в Пенсильванию на арендованном фургоне со спальным мешком и холодильником, доверху забитым дождевыми червями (ими я собирался кормить голодных кротов). Я был в том возрасте, когда сон считается пустой тратой времени, а дрянной фастфуд – нормальной едой. Взял пару сумок с продуктами, резиновые сапоги и какую-то старую одежду, которую не жалко было выбросить. Решил потратиться на карманные фонарики – в туманном ночном лесу одних горящих глаз недостаточно. План был прост: познакомиться с Биллом Макшеем и научиться ловить звездоносов.
Мы встретились в очень красивом месте – среди сочной зелени, у небольшого ручья на фоне лесистых холмов. Я выпрыгнул из фургона и сразу представил, как мы поднимемся на этот холм под журчание ручья, озаряемые льющимся сквозь листву солнечным светом… Билл кратко описал признаки присутствия звездоносов, и я понял, что все будет проще, чем мне казалось.
После вводных инструкций Билл велел мне следовать за ним, но направился вовсе не к живописному холму. Вместо подъема в солнечных лучах меня ждал спуск по склону к грязи и кочкам заболоченной низины недалеко от дороги. Я быстро понял, что ловля кротов не предполагает изящные, как у лесных эльфов, прыжки по камням вдоль чистых горных ручьев. Мы больше напоминали толкиновского Голлума: ползали на коленях по грязи и копались в ней голыми руками в компании личинок и дождевых червей. Я был удивлен, но вовсе не разочарован. Мне было все равно, где вести поиски, – ведь я выполнял важное задание Национального зоопарка.
Я ловил каждое слово Билла, но он был на удивление лаконичен. Он объяснил, как выглядят норы звездоносов, где они их роют, как устанавливать и проверять ловушку Шермана (небольшая металлическая коробка с дверцей на пружине), как часто проверять ловушки (каждые три-четыре часа, днем и ночью) и как их очищать (мыть в реке). Сказал еще, что ловушки довольно дорогие, а их было около сотни. Все казалось вполне выполнимым, ведь он уже давно изучил территорию, нашел ходы и успешно ловил звездоносов. Но тут он сообщил мне шокирующую новость: земля эта принадлежит родственникам его жены, и видеть здесь чужих они не хотят. Так что я должен забрать ловушки и поискать себе другое место. Но как найти это другое место?.. Короче говоря, через полчаса после начала урока меня отправили восвояси – с картой Пенсильвании, полным припасов фургоном и ловушками.
Многие любят вспоминать развилки на своем жизненном пути – как правило, в метафорическом смысле. В моем случае развилки были вовсе не метафорическими: я понятия не имел, какая из дорог приведет меня к таинственному звездоносу. Конечно, это не было вопросом жизни и смерти, но все же я оказался на старте невероятного исследовательского проекта в самом начале моей (вожделенной) карьеры. Все зависело от выбора маршрута.
Не буду даже пытаться описать – да и не очень-то помню – те сотни миль, которые я проехал, одним глазом глядя на дорогу, а другим – на пейзажи за окном. Северная Пенсильвания – это восхитительное сочетание холмов и долин, и в каждую долину стекаются многочисленные ручьи и речушки. Идеальная география для формирования обширных болот, а значит, и для жизни звездоноса. И все же существовало множество преград. Самые перспективные места зачастую оказывались слишком далеко от дороги, а пускаться в долгий пеший поход было неразумно. Более доступные территории непременно были утыканы знаками «Проход запрещен». Ну а идеальные принадлежали национальным паркам, где мое разрешение на отлов не действовало.
Наконец я увидел живописную маленькую долину с безупречным на первый взгляд болотистым ландшафтом. Она находилась недалеко от дороги и всего в паре миль от парка, где я мог ночевать в своем фургоне. Была только одна проблема: земля прилегала к частному коттеджу, а смотрители парка предупредили, чтобы я ни в коем случае не приближался к чужим владениям. Они указали только на один опасный участок, но любая история с упоминанием дробовика глубоко отзывается в душе и заставляет соблюдать особую осторожность. Так что на всякий случай я парковался на другом конце долины и начинал свои поиски оттуда, обходя коттедж по большой дуге.
Долина выглядела многообещающе: обилие нор и многочисленные следы обитания мелких млекопитающих в траве. В некоторых тоннелях я даже заметил наложения разных отпечатков миниатюрных лапок. Весь следующий день я рыл ямы, расставлял ловушки и проверял их. Эти слова описывают мой день так же точно, как слова «пару часов поплавал, покатался на велосипеде и побегал» описывают триатлон.
Интересно стало почти сразу. Каждые несколько часов я находил минимум десяток сработавших ловушек и между делом прошел ускоренный курс по мелким млекопитающим. Каждую ловушку я открывал в ведре, надеясь, что в него выпадет звездонос. Других животных я выпускал на волю. Первым уловом были полевки с большими глазами и острыми резцами. За ними последовала короткохвостая бурозубка с серо-коричневыми зубами и ядовитой слюной. Потом водяные бурозубки – с длинными хвостами и пушистыми лапками-веслами. Я выпустил их у воды и поразился тому, как ловко, по-рыбьи, они скрылись в подводных зарослях на другой стороне ручья. Еще были невероятно крошечные масковые бурозубки весом в несколько граммов, как монетка. Они с невероятной скоростью взбегали по моей руке и исчезали в траве, прежде чем я успевал что-то понять.
Одна из ловушек сильно раскачивалась и была тяжелее прочих (сами по себе они чуть меньше кирпича). Приоткрыв дверцу, я разглядел только яростный комок меха. Я аккуратно опустил ловушку в ведро, открыл ее и отступил. Комок раскрылся и оказался прекрасным созданием с озорной и умной мордочкой. Ту ловушку я установил в заросшем травой месте, поскольку увидел там наполовину съеденный трупик полевки; а это, безусловно, был главный подозреваемый – горностай. Зверек изучил ведро, вскочил на ободок, сделал пару кругов, спрыгнул и скрылся в высокой траве.
И вот наконец это случилось. Я поднял очередную ловушку, приоткрыл дверцу и увидел розовую мясистую звезду. Это было чудо – даже два чуда. Во-первых, я поймал это легендарное животное. Во-вторых, он существовал – этот крот, совершенно не похожий на прочих мелких обитателей болот. Я спешно наполнил пластиковый контейнер влажной землей и листьями, щедро насыпал туда дождевых червей. Потом аккуратно открыл ловушку и замер, наблюдая, как движениями мощных передних лап (словно плывя брассом) звездонос за пару секунд зарылся в землю.
Так все и происходило каждые пару часов, с небольшими вариациями, на протяжении нескольких дней. Правда, был еще один неожиданный подарок. Между проверками ловушек оставалось совсем немного времени, поэтому я решил, что нет смысла каждый раз возвращаться в парк: делать там все равно нечего, кроме как сидеть на лавочке. Весь день я проводил у водоемов, наблюдая и прислушиваясь. Возле одного из них я нашел старую спутанную леску, крючок и другие рыболовные принадлежности, и мне впервые за десять лет удалось порыбачить – надо сказать, весьма успешно. Я устраивался поудобнее на больших мягких кочках и засыпал в лучах солнца, а просыпался от шагов оленя по склону холма. Я наблюдал, как лесные черепахи медленно пробираются через кустарник. Время остановилось, и я больше не думал о рутине; о предметах, которые буду изучать осенью; о курсе, который я согласился преподавать; об изматывающих поездках из зоопарка в университет и обратно по пробкам на кольцевой дороге; о грядущих вступительных экзаменах в магистратуру (и о моих скудных познаниях в ботанике). Я просто жил настоящим в окружении природы.
Примерно за неделю я поймал пять звездоносов – больше, чем ожидал доктор Гульд при наилучшем раскладе. Пора было возвращаться в Вашингтон. Я, как обычно, припарковался у дальнего конца долины, собрал все ловушки, промыл их в ручьях и погрузил снаряжение в фургон.
В последний раз я медленно ехал мимо моей долины, оглядывая ее с совершенно новыми мыслями. Одними и теми же подземными ходами здесь пользуются млекопитающие порядка десяти разных видов. Несомненно, они регулярно пересекаются друг с другом. Что происходит, когда крот встречает землеройку? Или когда встречаются разные виды полевок? Я видел кровавые последствия знакомства полевки с горностаем – но стал бы горностай есть землеройку? (Землеройки, как скунсы, при испуге выделяют секрет с резким запахом.) Окидывая долину прощальным взглядом, полным признательности, я пытался представить царящую здесь социальную иерархию и отношения между хищниками и жертвами. А потом я кое-что заметил. Возле того самого коттеджа был припаркован пикап.
Зайти, познакомиться? У меня были все основания поостеречься. Всегда немного неловко приближаться к незнакомцу на его территории, и тем более странно сначала проезжать мимо по его дороге, а потом оставлять машину и возвращаться обратно через ручей, чтобы оказаться на нормальном для разговора расстоянии (фургон у меня был не полноприводный, так что подъехать прямо к дому я не мог). Мое воображение рисовало и кое-что пострашнее. По меньшей мере один житель этих краев не жаловал незнакомцев, а если вспомнить, что в местных коттеджах обитали сплошь охотники и рыболовы, у этого человека, несомненно, тоже имелось ружье.
1.1. Млекопитающие пенсильванских болот. По часовой стрелке, начиная с верхнего левого изображения: короткохвостая бурозубка, горностай, масковая бурозубка, звездонос в тоннеле, водяная бурозубка и луговая полевка, выбирающаяся из ловушки Шермана
И все же я не мог упустить такую возможность. Я хотел выяснить, смогу ли вернуться сюда, чтобы без опасений исследовать это особенное место. И, раз уж выпал такой случай, я хотел предупредить всех жителей этих уединенных коттеджей (особенно ребят с винтовками), что парень, бродящий с фонариком по ночному лесу, совершенно безобиден. Я притормозил, свернул на грунтовую дорогу и припарковался максимально близко к ручью, отделявшему меня от коттеджа.
Я осторожно перебрался через ручей, стараясь не промочить ботинки, пересек небольшую поляну и предстал перед человеком, выгружавшим из внедорожника рыболовные снасти. По выражению его лица я сразу понял, что кое-чего не учел. Но не того, о чем вы могли бы подумать, а ровно обратного. Я целую неделю жил под открытым небом, спал на склоне холма, не брился и не мылся, на мне были потрепанная одежда и грязные ботинки. За это время я ни разу не смотрелся в зеркало и весь оброс. Я так волновался из-за этого коттеджа, навоображал себе всякого – но теперь именно мой вид был реальным поводом для беспокойства, и тут даже воображения никакого не требовалось. Все это я прочел в широко открытых глазах рыбака.
К счастью, я догадался произнести магическую фразу: «Здравствуйте, я работаю в Национальном зоопарке». Не каждый день такое услышишь – как и то, что зоопарку очень нужны фантастические существа с наростами на морде, которые живут с вами по соседству. Новые вводные превратили меня из сумасшедшего бездомного в переутомленного студента-биолога. Приятнее всего, конечно, было то, что я мог показать хозяину живых «инопланетян» – вот же они, в моем фургоне.
Мужчину звали Кармайн, и познакомиться с ним было правильным решением. Коттедж был рыболовным (и покерным) убежищем Кармайна. Он много знал о местной живности, но никогда не встречал звездоносов и даже не слышал о них. Он считал себя «любителем дикой природы» и поразился тому, что десятилетиями ходил над тоннелями звездоносов, не догадываясь об их существовании. Кармайн был дружелюбен, и ему хотелось побольше разузнать о мелких зверьках, живущих рядом с его коттеджем. Он не только разрешил мне ловить их на его земле, но и предложил останавливаться у него на это время. Эта случайная встреча переросла в долгую дружбу.
Ночь в зоопарке
Мое прибытие в зоопарк с кротами стало одним из самых ярких событий лета, и теперь, когда план сработал, должен признаться, что это событие я слегка срежиссировал. Обратная дорога заняла семь часов, и у меня было время, чтобы заехать домой, переодеться и сменить обувь. Но мне хотелось произвести впечатление. Я был новичком в павильоне мелких млекопитающих и еще не успел вписаться в коллектив. Перед поездкой я несколько недель устанавливал в павильоне клетки для звездоносов, делал записи, изучал процедуры ухода за животными. Все были со мной очень любезны, даже чересчур, но держались отстраненно и формально. И я догадывался почему.
Один из смотрителей как-то спросил, как мне Гарвард. «Гарвард? Я учусь в Мэрилендском университете, недалеко отсюда». И тут он указал на мой блокнот с эмблемой Гарварда на обложке. Я никогда ее не замечал, даже не мог вспомнить, откуда у меня этот блокнот; возможно, из шкафа в захламленной подсобке административного здания зоопарка: мне там выделили небольшой стол под вольером с тиграми (окна тоже были закрыты картоном). В общем, коллеги относились ко мне как к «протеже» из Гарварда и ворчали, что даже волонтером в зоопарке не стать, если ты не из Гарварда. Я посмеялся и ответил: «Да нет, меня не из Гарварда завербовали убирать за кротами». Но все же неприятно было осознавать, что тебя видят чужаком, не готовым пачкать руки.
Я решительно развеял этот миф, явившись в зоопарк со звездоносами, весь в грязи, будто только что из окопа с поля битвы. Конечно, в зоопарки регулярно привозят куда более впечатляющие грузы – львов, тигров или медведей. Но и я получил несколько очков в свою пользу: за успешное ориентирование в лесу, за то, что нашел животных и испачкал руки не зря.
Вскоре я уже чувствовал себя своим – и за ланчем, и на диванчике в холле на первом этаже павильона. Мне страшно повезло: смотрители были влюблены во всех животных без исключения, обладали обширными знаниями, которых не почерпнуть из книг, и рассказывали поразительные истории. Вот, например: «В детстве у меня была гремучая змея, и когда она укусила меня во второй раз, отец отказался везти меня в больницу – сказал, что я должен усвоить этот урок». (Мне показали шрам на кисти, место, где яд разъел мягкую ткань.) Где еще вы услышите что-то подобное? Поразил меня и другой факт: оказывается, смотрителям львов и тигров снятся кошмары об этих хищниках! Я-то думал, что работа с большими кошками и знание их повадок, напротив, придают уверенности. Но несмотря на жутковатые истории из детства и ночные кошмары, все до единого были преданы своему делу – заботе о животных. Именно это нас объединяло. А еще меня предупредили, что если я заведу ядовитую змею (пусть даже у себя дома), то меня сразу уволят.
Затем я впервые пережил воодушевление и разочарование, которые неизменно сопутствуют научным исследованиям. В основе своей идея исследования была проста. Если звездонос способен обнаружить жертву по электрическому полю, нужно сгенерировать такое поле, чтобы обмануть звездоноса. Похоже на игру с котом лазерной указкой: наблюдая за этой игрой, можно заключить, что для обнаружения жертвы коты используют зрение. Более близкий пример – использование электрического поля для того, чтобы заставить акулу атаковать. Самое известное такое исследование провел Адрианус Кальмейн из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Веками ученые пытались определить функцию ямок («ампул») на морде акулы, и именно Кальмейн показал, что эти ямки представляют собой рецепторы, которые улавливают электрические поля, исходящие от потенциальной жертвы под водой2. Доказал он это, в частности, заставляя акул атаковать «искусственные» электрические поля.
Звучит действительно довольно просто. Проблема в том, что нельзя просто бросить батарейку в воду и наблюдать за реакцией животного: ток будет слишком сильным. Нужно генерировать очень слабые, четко выверенные электрические импульсы – подобные тем, какие исходят в воде от живого существа. Кальмейн достиг в этом совершенства, и он любезно поделился с нами знаниями и оборудованием – самым настоящим «черным ящиком», который мог генерировать нужные электрические поля. Но Кальмейн жил и работал в Сан-Диего, а доктор Гульд был занят своими делами, так что планировать эксперименты, проводить их и фиксировать результаты поручили мне. Поведенческие эксперименты можно было проводить только тогда, когда один из звездоносов в поисках еды выбирался на мелководье аквариума, а происходило это, разумеется, ночью.
Ночь в зоопарке с животными – это ни с чем не сравнимый опыт. В первую ночь я наблюдал за звездоносом из зала для посетителей, пытаясь изучить режим этого животного. Свет в здании автоматически включался и выключался по графику. И вот все погрузилось во тьму, а я остался в коридоре со складным стулом, фонариком и стойким чувством, что за мной наблюдают. Как только ночные млекопитающие привыкли к моему присутствию, здание ожило. Со всех сторон что-то копалось, скреблось, трясло ветками, возилось и периодически кричало (последнее было на счету экзотических обезьян). Это был совершенно уникальный сенсорный опыт.
Ночь набирала обороты, я фиксировал повадки звездоноса, как вдруг началось что-то странное. Повсюду стали раздаваться зловещие щелчки – то в конце коридора, то совсем близко. Дальше хуже. Вглядевшись в темноту коридора, я заметил метнувшуюся прочь тень. Легко стать параноиком в такое время и в таком месте, но спустя некоторое время я сделал действительно неприятные открытия. Щелкающие звуки издавали падавшие с потолка гигантские тараканы, а тень принадлежала огромной крысе, пытавшейся пересечь здание и явно недовольной моим присутствием.
Это был «зоопарк в зоопарке», как его называют смотрители. Приготовление и раздача огромного количества корма для животных – важная часть работы любого зоопарка. Еда привлекает вредителей, но пользоваться ядами и инсектицидами здесь ни в коем случае нельзя. В этой бесконечной битве зоопарки делают все возможное для отлова и локализации бедствия – и всегда проигрывают. Насекомые никогда не казались мне мерзкими, но в ту ночь я сидел на стуле, поджав ноги и опасаясь, что в темноте по моей ноге ненароком пробежит таракан. (Дочитав до седьмой главы, вы узнаете, что тараканам я потом все-таки отомстил.)
После такой разминки бо́льшую часть рабочего времени я проводил в небольшом кабинете в задней части павильона, полностью погрузившись в исследование. Ключевой эксперимент состоял в том, чтобы предоставить звездоносу на выбор два места для поиска добычи: с одной стороны аквариума – с электрическим полем (имитирующим передвижение в воде дождевого червя), а с другой – без. Поле то и дело включалось и отключалось, а я фиксировал результаты на видео. Эксперименты такого типа бывают обманчиво обнадеживающими. Это как подбрасывать монетку: вы можете угадать исход несколько раз подряд и уверовать в свои экстрасенсорные способности, но проверку временем такая удача не пройдет. В случае со звездоносами поначалу все выглядело многообещающе, но чем больше испытаний я проводил, тем очевиднее становилось, что выбор места охоты случаен. Предстояло придумать более хитроумные эксперименты.
Я прочел все работы Кальмейна и выяснил, что под электропроницаемым барьером из желеобразного вещества – агара – можно спрятать настоящую добычу. Кальмейн использовал такой барьер, чтобы не дать акуле почувствовать запах, колебания воды вокруг рыбы или увидеть ее. Но агар не блокирует электрическое поле. Идея заключалась в том, что если акула действительно воспринимает электричество, то она почувствует добычу и атакует. Именно так все и происходило. Акулы пробивали тонкий агар и добирались до жертвы. Результат эксперимента стал главным доказательством того, что акулы обладают электрорецепцией.
Несколько недель я учился строить агаровые барьеры, чтобы прятать в воде дождевых червей, но в итоге никаких признаков восприятия электрического поля звездоносом так и не зафиксировал. Отрицательный результат, однако, имел и положительную сторону: теперь мне еще больше хотелось разгадать тайну звезды и определить ее функцию. Я чувствовал себя детективом, расследующим сложное дело, и уже с совершенно иными чувствами читал научные статьи и книги. Как только у меня возникал вопрос, оказывалось, что какой-нибудь настоящий ученый уже задавался тем же вопросом и зачастую находил на него ответ. Например, мне было интересно, как звезда выглядит под микроскопом, и я обнаружил, что в 1960-е годы некий Дэвид Ван Влек уже рассмотрел отростки под микроскопом и обнаружил на них небольшие куполообразные структуры – органы Эймера4. Откуда такое название? Дело в том, что еще в XIX веке их открыл ученый по фамилии Эймер – только у европейского крота5. Так что, получается, они есть и у других кротов. Но другие кроты не плавают, а значит, органы Эймера не могут быть электрорецепторами, ведь для распространения тока вокруг животных нужна вода. Я задумался: есть ли на звезде другие рецепторы, помимо органов Эймера? Этот вопрос оставался открытым, и я отложил его на будущее.
Мне не понадобилось много времени, чтобы прочесть всю имеющуюся литературу о разнообразии кротов и об органах чувств у каждого вида. Это оказалось безумно увлекательно. Я делал все то же самое, что и при работе над какой-нибудь скучной курсовой, но только вопросы теперь задавал я сам – и нестерпимо хотел найти ответы. Ощущения были такими, будто я вновь иду вдоль ручья неподалеку от родительского дома, надеясь найти за поворотом какое-нибудь невероятное существо. Это стало для меня настоящим откровением.
Книга, саламандры и семинар
В 1989 году я не мог воспользоваться интернет-поисковиком или зайти на Amazon.com, так что моя детективная работа состояла в методичном прочесывании университетской библиотеки в поисках трудов, посвященных органам чувств у животных. Там я и нашел недавно опубликованную книгу под названием «Электрорецепция» (Electroreception)6. Да, к моему удивлению, эта область исследований оказалась настолько широкой, что материала хватило на целую книгу, над которой работала, как говорилось в предисловии, «целая армия» специалистов по разным животным, способным воспринимать электрические поля. Каждая глава была написана ученым или группой ученых, специализирующихся на той или иной теме. Я обнаружил настоящую библию электрорецепции – и обратился в эту религию.
Глава 16 моей новой любимой книги, «Электрорецепция у амфибий», дала толчок новым экспериментам. Я узнал, что среди огромного многообразия существ, обладающих электрорецепцией, есть крупная саламандра, похожая на угря и метко названная двухпалой амфиумой[4]. Обитает она на юго-востоке США, и не путайте ее, пожалуйста, с трехпалой амфиумой, которая водится там же и у которой тоже есть электрорецепторы. Есть и еще более странное создание – аллеганский скрытожаберник, весьма крупная плоская саламандра, живущая под камнями в ручьях и реках. Ее английское название – hellbender[5] – претендует на победу в номинации «самое звучное название земноводного».
В книге приводилась подробная таблица, отражающая степень изученности вопроса для каждого из видов, и по ней было легко найти источники, на которые ссылались авторы. Электрорецепторы были обнаружены на коже многих саламандр, а вот как именно они работают, оставалось невыясненным – в таблице стояли вопросительные знаки. Никто не знал, как амфибии используют электрорецепторы! Это было отличное направление для будущих исследований, а значит, и для потенциальной магистерской диссертации. Более того, несколько подходящих саламандр обитали в Смитсоновском зоопарке.
После недолгих уговоров мне дали добро на побочный проект по изучению электрорецепции у амфибий в павильоне рептилий и земноводных. Я начал с аксолотля, поскольку его способность воспринимать электрические поля уже была доказана. И действительно: каждый раз, когда прибор включался, аксолотль атаковал, нападая на источник электрического поля как на добычу. Этот маленький успех придал мне воодушевления подобно живительному эликсиру.
Примерно в это же время в Мэрилендском университете состоялся семинар по эволюции мозга. Его проводил Гленн Норткатт, профессор нейробиологии из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Так у меня появился шанс встретиться с авторитетным ученым, который знает о мозге и его эволюции больше, чем кто-либо другой. Я ужасно боялся подойти к нему. Что я скажу? Я шел на встречу, чувствуя себя примерно как на той проселочной дороге в Пенсильвании, когда хотел познакомиться с незнакомцем, способным взяться за дробовик.