ДЕТАЛИ УТРАЧЕННОЙ БИОСФЕРЫ

Весьма урожайным выдалось нынешнее лето для уральских палеонтологов. Из экспедиций они привезли сразу несколько находок, которые могут изменить представления о плейстоценовой мегафауне. Так, в одной из пещер Южного Урала был найден зуб древнего носорога Мерка (Dicerorhinus kirchbergensis),  названного так в честь русского ученого-натуралиста немецкого происхождения Карла Генриха Мерка, и кости дикобраза, а на Полярном Урале — останки овцебыка и дикой лошади. Подробнее о находках, уже названных некоторыми СМИ сенсационными, и о том, что же в них такого необычного, «НУ» рассказал исполняющий обязанности заведующего лаборатории палеоэкологии Института экологии растений и животных УрО РАН кандидат биологических наук Павел Андреевич Косинцев. 

— Шесть или семь лет назад в Челябинской области недалеко от города Аша спелеологи обнаружили несколько новых пещер. В одной из них наш южноуральский коллега, археолог Владимир Иванович Юрин провел небольшие раскопки. Оказалось, что там погребены останки доисторических животных. Когда до нас дошла эта информация, мы сразу поняли, какую серьезную научную ценность представляет эта находка, и два года назад приступили к совместному исследованию этой пещеры. В нынешнем году в одном из горизонтов был найден зуб носорога Мерка. Надо сказать, что кости этого животного находят на территории России гораздо реже, чем, скажем, в Западной Европе. Более того, раньше остатки этого животного попадались исключительно в южных районах нашей страны и, как у нас говорят, не в отложениях, а на поверхности. Дело в том, что еще одним объектом полевых исследований палеонтологов наряду с пещерами являются берега рек. Когда в древности животные погибали, какая-то их часть оказывалась в воде. Их тела заносила песком древняя река. Сейчас эта же река размывает свои старые отложения, и кости животных оказываются на поверхности. Для нас самое удачное место находок — это район города Тобольска, на берегах рек Иртыш и Тобол. Уже много лет мы проводим там сборы костей. Такие же места есть и на Оби. Так вот, до недавнего времени кости носорога Мерка попадались на берегу рек вымытыми из отложений, и было непонятно, в каких слоях они залегали, какой им сопутствовал животный и растительный мир. Останки лежат на берегу в перемешенном виде, когда, например, рядом с костями мамонта соседствуют кости современной коровы. В том, что впервые в России следы носорога Мерка были обнаружены в слое, и заключается уникальность нынешней находки. Теперь мы точно знаем, где именно залегали останки. Также там найдены кости других животных: дикобраза, пещерного медведя, зубра и дикой лошади, различных видов грызунов, рептилий и амфибий. Это животные, вместе с которыми носорог жил на этой территории. Были отобраны образцы пыльцы растений, которая хорошо сохранилась в отложениях. Изучая эту пыльцу, специалист нашей лаборатории сможет сказать, какая растительность была в тот период времени, как она менялась. Уже на основе этих данных можно реконструировать динамику изменений климата. Есть надежда, что в итоге собранные материалы позволят нам понять, какие факторы послужили причиной исчезновения этого вида носорога. 

Самая интересная загадка состоит в том, почему же носорог Мерка вымер раньше, чем обитавший вместе с ним шерстистый носорог. Последний пережил своего собрата на сто тысяч лет. Оба вида жили в предыдущий период межледниковья, и он был теплее, чем тот, в котором живем сейчас мы с вами. Об этом свидетельствуют найденные вместе с останками носорога Мерка кости дикобраза, предпочитавшего более мягкий и теплый климат, какой, похоже, был на Урале 120–130 тысяч лет назад.

— По размерам он мало чем отличался от современного белого носорога. Единственная характерная внешняя черта — это шерстяной покров. Его наличие связано с тем, что доисторический вид жил на территориях все-таки с более прохладным климатом, нежели в тропиках Азии и Африки. 

— Нюанс заключается в том, что у шерстистого носорога поверхность зуба, или эмаль, шершавая, тогда как у носорога Мерка она гладкая. По всей видимости, эти особенности продиктованы различием в питании. Естественно, оба вида были травоядными, но, вероятно, предпочитали употреблять в пищу разные растения. Отмечу, что специфика питания шерстистого носорога изучена гораздо лучше: были найдены ископаемые трупы, исследовано содержимое их желудков, проведен изотопный анализ, что позволиловосстановить рацион животного. Целая серия работ уже была опубликована по этому вопросу. Останки носорога Мерка пока таким образом не изучались. Это работа нам только предстоит. Если же говорить о других различиях между двумя видами без опоры только на нашу находку, то нужно отметить, что у носорога Мерка шерстяной покров был меньше, чем у его собрата. Есть особенности и в строении скелетов, но для неспециалистов они вряд ли будут заметны.

— Да, у нас была экспедиция на самый край Уральских гор, где уже начинаются тундры Ямала. Там на небольшом участке находятся одни из самых северных пещер в мире, открытые нами в прошлом году (см. «НУ», 24–25, 2012). Тогда же там были найдены несколько гротов с костями, но из-за нехватки времени мы не смогли их тщательно исследовать. В этом году мы специально приехали туда, чтобы провести раскопки. И совершено неожиданно нашли там кости овцебыка и дикой лошади, по предварительным данным имеющие возраст 5–6 тысяч лет. До настоящего времени считалось, что эти животные вымерли на территории Полярного Урала вместе с мамонтами 10–11 тысяч лет назад. Однако обнаруженные нами останки оказались в слоях, которые гораздо моложе. Получается, что овцебыки и дикие лошади продолжали жить в этом регионе после вымирания мамонтов еще какое-то время. Конечно, потом они тоже исчезли со всей территории Севера. Овцебык остался только в Северной Америке, а дикая лошадь доживала свое в степях на юге. Таким образом, на Полярном Урале открыт новый рефугиум мамонтовой фауны — часть мамонтовой фауны, которая пережила самих мамонтов. До наших находок аналогичные рефугиумы были известны на Таймыре и на севере Якутии.

Кроме костей лошади и овцебыка там были найдены многочисленные останки других животных, которые дожили до современности: северного оленя, волка, лисицы, песца и зайца. Предварительное изучение материала показало, что этот грот был древним волчьим логовом. Хищники таскали туда свою добычу, и это очень хорошо фиксируется по следам зубов на костях. 

— Первая задача — узнать точную дату, когда животное умерло. Так, фрагменты зубов носорога Мерка вскоре будут отправлены на датирование уран-ториевым методом. Кости лошади и овцебыка относительно молодые, и там можно использовать более точный и доступный радиоуглеродный метод. Параллельно с этим будет проводиться реконструкция растительности. Из отложений, где были найдены лошадь и овцебык, также были взяты образцы пыльцы. В дальнейшем полученные данные сопоставляются между собой: время гибели — с изменениями климата, флоры, появлением человека и рядом других факторов. Но тут надо ясно понимать, что получить более полную картину вымирания вида можно, только проанализировав аналогичные данные со всего ареала обитания вида. Это идеальный вариант, к которому мы стремимся.

— Наша природа — это набор видов. И мы с вами тоже биологический вид, поэтому в принципе подвержены тем же воздействиям. Поэтому и для Homo sapiens вымирание является вполне реальной проблемой, как, собственно, и для любого другого биологического вида. Но человек, обладая все-таки неким разумом, может попытаться это предотвратить. Второй момент заключается в том, что человек сам в какой-то степени уже вмешался в процесс вымирания видов. Его воздействие на природу приводит к тому, что виды вымирают быстрее, чем это происходило ранее за счет естественного замещения одного вида другим. Таким образом, в большой машине под названием «биосфера» все время выпадают детали, которым уже не находится замены. По этой причине в какой-то момент эта машина может очень сильно измениться. Она, конечно, не исчезнет, но станет другой — какой именно, сейчас предположить трудно. Если мы будем знать, почему виды вымирают, как это происходит, если мы найдем какие-то признаки, что вид уже находится в пограничном состоянии, тогда мы сможем спрогнозировать эти процессы и каким-то образом их предотвращать. Я думаю, что на нашем с вами веку эту проблему решить не удастся, но есть надежда на будущие поколения.

— Возьмем, к примеру, того же овцебыка. Он хорошо изучен на Таймыре. Там найдено много его костей и по ним получены датировки. Можно считать, что хронологически процесс вымирания овцебыка в этом регионе восстановлен детально. Также найдены останки этого животного на севере Восточной Сибири, на Чукотке, в Якутии и Западной Сибири, но там до сих пор не проведено их датирование. Эти территории — огромные белые пятна, «закрытием» которых мы и занимаемся. И такая ситуация — практически по всем видам. Есть регионы, в которых давно работают исследователи, накоплен большой массив данных и уже имеется представление о том, как происходили процесс изменения экосистемы и вымирание отдельных видов. А есть регионы, изученные хуже, либо совсем неизученные. И здесь все упирается, с одной стороны, в обеспеченность специалистами, а с другой — в наличие денег. Они нужны для проведения анализов, часть из которых, самых дорогостоящих, в нашей стране попросту не делают. Например, анализ древней ДНК позволил бы восстанавливать родственные связи вымерших видов, историю изменения их ареалов и численности. Этот метод может успешно применятся в условиях недостаточности накопленного материала для построения полной картины процесса вымирания, но, повторю, в России такие анализы никто не делает.

— Во-первых, это требует больших финансовых вложений. Во-вторых, есть некоторые технологические сложности в проведении этих анализов. Дело не только в каких-то особых умениях — всему можно научиться. Тут требуется создание определенных условий для проведения молекулярно-генетических исследований древней ДНК, прежде всего специальные лабораторные помещения. Сейчас у нас в институте начинают работы с древней ДНК, и если они будут успешны, то, конечно, мы получим большое преимущество перед другими лабораториями в России и будем ближе к мировому уровню. Пока же мы отстаем. Но, конечно, главным образом все упирается в финансы.

— У нас, например, есть грант от РФФИ. Ежегодно фонд выделяет нам 600 тысяч рублей. В исполнителях значатся восемь человек. Так вот, поделите эту сумму на восемь, и вы увидите, что это в общем-то несерьезные деньги. И если даже не платить сотрудникам зарплату, все равно существенная часть денег уйдет на покрытие расходов, связанных с посещением конференций, проведением экспедиций, покупкой оборудования и расходных материалов. Как справедливо говорят, наши гранты — только для того, чтобы штаны поддержать. Серьезную работу, опираясь только на них, не сделать. К примеру, для того, чтобы провести анализ древней ДНК, необходимо отдать все 600 тысяч.

Именно по этой причине у нас налажена широкая кооперация с зарубежными коллегами, прежде всего с целью проведения подобного рода анализов. Это особенно важно, потому что сейчас невозможно подготовить и опубликовать статью в хорошем журнале, если у тебя нет на руках точных датировок. Еще лучше, если будет проведен анализ ДНК. К счастью, у нас есть уникальные находки, которых нет у зарубежных исследователей. Им интересно поработать с нашими материалами, нам — получить результаты всех необходимых анализов. Зачастую это перерастает в подготовку совместных публикаций. Недавно мы вместе с японскими коллегами подали заявку на грант для изучения медведей. Международная кооперация — это в принципе полезная вещь, но для нас она играет наиважнейшую роль. 

— Мы сотрудничаем по различным направлениям  с голландцами, поляками, чехами, казахами, американцами и англичанами. Вместе с немцами мы уже несколько лет изучаем, как на Урале жили первые скотоводы, кого они разводили, на кого охотились? То есть мы занимаемся не только проблемой вымирания видов. У лаборатории достаточно широкий профиль научных интересов. Цель всех наших работ — изучение истории природы в целом. Наши исследования покрывают огромную территорию от Волги до Оби и от Северного Ледовитого океана до Аральского моря. Перед нами и перед нашими зарубежными коллегами стоит одна общая глобальная задача — понять закономерности изменений экосистем, чтобы научиться их прогнозировать и адекватно на них реагировать. И сейчас ученые находятся только в начале этого пути.