Летописи, извлеченные из китовых ушей

В 1940-е годы чрезвычайные условия военного времени заставили человечество осознать, что звуковые волны – единственный эффективный способ передачи сигналов в океане на большие расстояния. А значит, чтобы постичь тайны этой плотной жидкой стихии, нужно вооружиться не прожекторами, а гидролокаторами. Но звук есть лишь побочный продукт некоторого механического возмущения: все, что приводит молекулы воды в колебательное движение, создает акустический импульс, распространяющийся в океанской толще по принципу домино. Пикша достигает такого эффекта за счет произвольного сжатия барабанных мышц по бокам плавательного пузыря. Для той же цели в первых гидролокаторах существовал поршнеобразный излучатель, который принудительно выдвигался и оказывал давление на водную среду. Принцип здесь общий, и ценность звука как средства передачи информации именно в этой универсальности: любой источник, вызывающий под водой последовательные толчки или вибрацию, оказывает – намеренно или нет – акустическое воздействие на морские глубины. Звуковой ландшафт океана составлен из акустических «следов» тысяч удаленных событий, которые докатываются волнами до конкретной точки.

Так что появление гидролокатора в этом смысле мало что изменило: мы и раньше тревожили океанские недра своими шумовыми вторжениями, просто теперь стали делать это сознательно. Поскольку дальность распространения звуков под водой весьма значительна, а люди никогда не отличались деликатностью, природа была вынуждена столетиями внимать человеку. Иной звук эфемерен и живет всего мгновение, но, случается, он оставляет о себе вполне осязаемую память. Некоторые из таких материальных свидетельств нашли сегодня приют в подвале одного почтенного британского учреждения.

«Чтобы эту штуку извлечь, надо очень постараться», – говорит главный куратор отдела млекопитающих лондонского Музея естественной истории Ричард Сэйбин. В руках у него высокая стеклянная колба с бесцветной жидкостью, в которой плавает заостренный с одного конца коричневатый брусок чуть длиннее моего большого пальца. Передо мной не самая очевидная часть организма кита, которую ученым и в голову не пришло бы искать специально, если б в один прекрасный момент они ненароком на нее не наткнулись. «Это примерно как достать из скорлупы грецкий орех, не повредив сердцевину, – поясняет Ричард. – Сначала нужно пробраться через толстый слой мышечной ткани, а потом очень-очень аккуратно эту ткань отделить». И какой же чудо-трофей ждет вас в финале? Ушная пробка. Серная пробка кита. Бережно заспиртованная, она сохраняется для грядущих поколений за неприметной дверью, в огромном лабиринте серых металлических стеллажей.

Здоровое скопидомство – почти обязательная профессиональная черта музейщиков, ведь никогда не знаешь, какой осколок прошлого может понадобиться тому или иному исследователю. Но, согласитесь, серная пробка – экспонат все-таки уж больно экзотический. Казалось бы, какой смысл его складировать? А между тем ушной воск китов – ценнейшая субстанция, один из тех редких счастливых случаев, когда прихоть эволюции дает нашему любопытству такую обильную пищу, что просто диву даешься. На неказистом куске биологического материала – начиная с заостренного конца и дальше к основанию – записана хроника всей жизни кита. Для ученых это просто кладезь информации.

Не вполне ясно, зачем китам вообще ушная сера, но фантастическая эволюционная история этих существ показывает, что природа могла иметь в запасе самые разные сценарии. Предками всех китообразных были небольшие сухопутные млекопитающие с четырьмя ногами, длинным хвостом и ушами, по строению напоминающими человеческие. Порядка 50 миллионов лет назад животные начали перебираться в воду, мало-помалу научились плавать и в целом адаптировались к морской среде. Тела их приобрели обтекаемую форму, а «невыгодные» наружные уши – выступающие из головы наросты – атрофировались. Но тонкий канал, ведущий во внутреннюю часть слухового аппарата, остался. Когда древние предки китов опускали голову под воду, то звук передавался через кости черепа напрямую во внутреннее ухо, минуя наружный проход. Потом они стали нырять глубже, и природа сочла разумным наглухо закупорить этот канал, дабы защитить чувствительные внутренние отделы от воды^[168]. Таким образом, уши нынешних китов полностью изолированы от внешней среды и восприимчивы только к звуку, передаваемому костным путем. Но у питающихся планктоном беззубых исполинов – усатых китов (включая синих, горбатых и финвалов) – слуховой канал по-прежнему на месте и, скрытый под кожей, продолжает генерировать ушную серу.

Ричард ставит банку на место и показывает мне анатомическую схему. Звуковоспринимающий орган современных китов помещается в так называемом слуховом пузыре – особой костной полости, прикрепленной к черепу. А к слуховому пузырю примыкает основание слухового канала, где на протяжении всей жизни кита ведется активная биохимическая работа: в сезон нагула выделяются в основном жиры, а во время миграций, когда морской гигант голодает, – фибриллярный белок кератин. Деваться «отбракованному» материалу некуда, и он откладывается в слуховом канале: ежегодно нарастает один темный и один светлый слой^[169]. Повторно эти вещества организм не использует, а поскольку выход им перекрыт, то они попросту накапливаются, образуя пробку. С какой стати эволюция решила оставить китам «ненужный» слуховой канал, можно только гадать, но Ричард и другие научные работники явно на нее не в обиде.

«Знаете, в криминологии есть такой вид анализа, – продолжает мой собеседник. – По волосу человека определяют, принимал ли он в последние месяцы наркотики. Тот же принцип действует и здесь». Ушные пробки китов – поистине золотая жила для ученых, но самые поразительные открытия можно сделать, если соединить новейшие научные методы с десятилетиями кропотливого труда музейных кураторов. В слоях серы сохраняются следы гормонов, в том числе кортизола, который способен рассказать об уровне стресса, и прогестерона, который вырабатывается в период беременности (по его концентрации можно выстроить картину репродуктивной жизни особи на протяжении 20–30 лет). В музеях хранится немало образцов таких ушных затычек с детальной информацией об их происхождении. Есть среди них и очень старые. По подсчетам Ричарда и его коллег, соответствующие коллекции лондонского Музея естественной истории и Смитсоновского института в Вашингтоне суммарно охватывают 146 лет. Столь представительная база данных позволяет проследить, как в разные периоды истории менялся уровень стресса в мировой популяции китов. Кроме того, в ушной сере откладываются химикаты, а значит, пробки несут информацию не только о здоровье животного, но и об экологическом состоянии океана. Невзрачные коричневатые «морковки» подобно законсервированным в торфе остаткам древних цивилизаций служат ключом к прошлому. О чем же говорит эта природная летопись? Как жилось китам в последние полтора века?

Ответ: по-разному, но в целом – хуже не придумаешь. Причина? Соседство с человеком, и только. С момента изобретения гарпунной пушки коммерчески ценные киты (в первую очередь синие, горбатые и финвалы) стали легкой мишенью для охотников. Два небольших пика в интенсивности китобойного промысла отмечалось до и после Первой мировой войны, но настоящий бум пришелся на 1950–1960-е годы, когда ежегодно истреблялись десятки тысяч животных. Киты явно понимали, что происходит. Средняя концентрация кортизола по годам почти идеально коррелирует с числом убитых китов, достигая страшной кульминации как раз в момент расцвета китодобычи, в 1960-х. Но ушные пробки поведали ученым не только об этом. Известно, что во время Первой и особенно Второй мировых войн китам не слишком досаждали. Люди тогда настрадались, но киты-то, наверное, могли бы в кои-то веки расслабиться. Однако уровень стрессового гормона в начале 1940-х годов демонстрирует отчетливый всплеск, и это на фоне почти полного прекращения охоты. Все дело в резких импульсных звуках, которые в тот период накладывали отпечаток на самочувствие морских гигантов.

«В ходе эволюции, – говорит Ричард, – киты и дельфины стали полностью зависимы от акустического мира. Особенно это относится к усатым китам, которые ведут одиночный образ жизни, а когда требуется обменяться информацией или привлечь брачного партнера, передают сигналы на сотни и даже тысячи километров». Другими словами, звук – единственный инструмент, доступный китам для связи с собратьями на больших расстояниях. А во время Второй мировой войны океан заполонили взрывы глубинных бомб и торпед, шумы артиллерийских кораблей, субмарин и рухнувших в море подбитых самолетов. И даже если киты находились далеко от зоны боевых действий, они не могли не чувствовать беды: звуки далеко разносились в океанской толще, нарушая привычное спокойствие подводного царства. Итог закономерен: уровень стресса, вызванного человеческой бойней, оказался сопоставим со стрессом от непосредственной угрозы со стороны охотников. Люди теперь уничтожали не китов, а друг друга, но животные все равно страдали. Хотя у нас и нет точных количественных данных о том, насколько шумно было тогда в океане, последствия очевидны. Грохот войны заглушал естественные звуки моря, мешая китам нормально общаться и негативно влияя на их организм, – что и запечатлелось в «ушных хрониках». Война явилась источником небывалого шумового загрязнения, и если даже само акустическое воздействие носило характер отдельных вспышек, повышенный уровень стресса сохранялся у китов годами. Феномен имел глобальные масштабы: он в равной мере затронул три названных вида, причем как в Атлантике, так и в Тихом океане.

Когда я спросила Ричарда о причинах столь единообразной физиологической реакции, он высказал мысль, которая мне самой никогда не пришла бы в голову: «Только ли шумами как таковыми был вызван этот стресс? Нельзя исключать, что какая-то часть китов не слышала звуков войны. А переживала потому, что о беде им сообщили пострадавшие сородичи из других районов океана. Мы пока слишком мало знаем о коммуникации и поведении китов, чтобы судить наверняка».

А что, если киты всего мира и вправду каким-то образом предупреждали друг друга об угрозе, исходящей от двуногих безумцев, и держали связь с сородичами на другом конце планеты, призывая их к бдительности? Неужели такое возможно?! Ясно одно: пусть для человека это и не так, но для большинства морских обитателей именно звук играет жизненно важную роль как средство ориентации в пространстве и общения. Не придавая акустическим сигналам первостепенного значения, люди тем не менее постоянно генерируют разнообразные шумы, которые исключительно хорошо распространяются в океанской толще. Сами того не замечая, мы создаем массу звуковых помех, катастрофически затрудняющих коммуникацию между подводными организмами.

Ричард и его единомышленники по кураторскому цеху видят себя посредниками, соединяющими наследие прошлого с возможностями будущего. Их миссия – не только устраивать выставки, просвещать и развлекать широкую публику, но и оберегать и пополнять копилку естественной истории. Казалось бы, где Лондон и где – океан? Но музей располагает уникальными коллекциями, отражающими историю Мирового океана. Основная их часть еще только ждет своего часа, потому что у нас пока нет подходящих инструментов, чтобы расшифровать этот богатейший архив. Вероятно, лет через двадцать, пятьдесят или двести такие инструменты появятся. Но разве не замечательно знать, что вот тут, на расстоянии вытянутой руки, надежно хранится великое множество неразгаданных тайн природы, в которые человечество когда-нибудь обязательно проникнет?

Итак, в морских глубинах главным «вестником» является звук. Не стоит, впрочем, думать, что он не встречает на своем пути никаких препятствий. Звуковые лучи в океане рассеиваются, поглощаются, искривляются. Да, они могут распространяться под водой на тысячи километров, но всегда испытывают влияние окружающей среды. Если послать акустический сигнал на другой конец планеты, то в нем, как в зеркале, отразится состояние всего Мирового океана. Такова была предпосылка одного из самых масштабных экспериментов в истории гидроакустики. Суть его сводилась к тому, чтобы применить все накопленные к тому времени знания о распространении звука под водой для оценки последствий глобального потепления.