Эволюция косаток и их приспособление к изменениям в природе

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.