На Панамский канал и окрестные леса водопадом обрушился тропический ливень. В небе еще сверкают зарницы, с веток падают тяжелые капли, но сквозь тучи уже пробиваются первые солнечные лучи. Биолог из Флориды Брисон Вуарен вместе с помощником Райаном Тисдейлом загружают в джип альпинистское снаряжение, страховочные пояса, рогатку-катапульту размером с человеческий рост, измерительные приборы и заводят мотор. У них мало времени: скоро на джунгли опустится мгла.
Поймать пятерых ленивцев — такой план на сегодняшний вечер у Вуарена. Правда, пока ему не удалось отыскать ни одного из этих животных, похожих на меховые «груши» размером с таксу. Погода совершенно не располагает к тому, чтобы лазить по деревьям в поисках ленивцев, которые, повиснув вниз головой и вцепившись огромными когтями в ветки, ползают по кроне, словно в замедленной съемке.
«Я перестал искать ленивцев в самом лесу, — объясняет Вуарен. — Там деревья так плотно сплелись ветвями, что животных просто не разглядеть».
Спустя пару секунд он резко тормозит и, сдав немного назад, выходит из машины. От поднявшегося ветра шумят кроны, в них щебечут какие-то птицы. И почти ничего не видно. Вуарен указывает на ветку странной формы, которая вдруг начинает медленно двигаться: это трехпалый ленивец.
Повиснув на вытянутых лапах, животное обсыхает на солнышке. Зеленовато-серый оттенок лохматого меха почти сливается с цветом ветки.
Ленивцы вызывают удивление у всех, кто впервые видит их в дикой природе. Их предки населяли планету уже сорок миллионов лет назад, задолго до мамонтов и саблезубых кошек. Чем объяснить, что именно эти пассивные существа — по сути, готовая еда, висящая на тропических деревьях, — не вымерли? Ведь в тропическом лесу у них множество опасных врагов. Например, гарпии — крупные хищные птицы, гигантские змеи и оцелоты. Разгадка такова: ленивцы выживают благодаря своей невероятной медлительности. Эволюция наделила группу этих животных талантом доводить замедленную жизнь до совершенства.
Задолго до современных инженеров ленивцы открыли принцип: мало двигаешься — мало тратишь энергии. Это «энергосберегающее» животное довольствуется листьями, которые растут на расстоянии вытянутой лапы. Время от времени ленивец притягивает к себе длинными когтями ветку с листвой и объедает ее. Насытившись, он замирает и становится похожим на гнездо термитов или ворох листьев.
Такое замедленное существование делает этих млекопитающих весьма привлекательными для «партнеров», которые ищут свою экологическую нишу. Мхи и грибы покрывают густую шерсть ленивцев, будто это деревья или скалы, придавая ей зеленый оттенок. А сами они представляют собой биотоп, в котором ученые под руководством финской исследовательницы из Университета Хельсинки, биолога Яаники Бломстер, насчитали более 400 видов различных организмов — от одноклеточных до тараканов. Кроме того, сотни жуков и бабочек откладывают яйца на экскременты ленивцев — ими питаются личинки. Благодаря всему этому ленивцы почти идеально замаскированы. Так что для Вуарена обнаружить хотя бы одного ленивца — уже большой успех. Но он знает, что это только полдела: зверя еще нужно поймать.
Вуарен молча вытаскивает из машины рогатину длиной два с половиной метра, целится в разветвление рядом с ленивцем и стреляет в крону мешочком со стальными шариками. Прикрепленная к нему веревка с жужжанием разматывается и летит вниз. Потревоженный ленивец трогается с места, держа курс к верхушке дерева. Вуарен привязывает к веревке альпинистский трос и тоже протягивает его через развилку в кроне. Затем он и Тисдейл, надев страховочные пояса, повисают на обоих концах троса, чтобы проверить, выдержит ли сук. Все нормально. Вуарен карабкается вверх по стволу. Тисдейл страхует его. Снизу видно, как Вуарен пытается отвлечь ленивца. Но зверек довольно проворно добирается до конца ветки, куда биолог не может достать даже раздвижной штангой, и, медленно повернув голову, с любопытством рассматривает незадачливого ловца. Можно подумать, что он насмехается над ученым. Но эта «улыбка» красуется на мордочке ленивца всегда.
Через несколько минут Вуарен спускается вниз, недовольно ворча себе под нос: «Медлительные, как же...»
Натуралисты долго недооценивали ленивцев. Знаменитый зоолог Альфред Брем считал их «тупыми, ленивыми существами, производящими поистине жалкое впечатление». Еще резче выразился о них французский естествоиспытатель XVIII века граф Леклерк де Бюффон: «Глаза тупые, челюсти неуклюжие и громоздкие, шерсть примятая... Эти медлительные и чрезвычайно глупые существа, лишенные милости природы, демонстрируют нам образец врожденного убожества». Современные биологи относятся к ленивцам намного уважительнее. Ведь эти животные доказывают, что для выживания не обязательно быть самым большим, самым быстрым или самым сильным. Нужно просто правильно себя вести.
Зачем вообще выковыривать ленивцев из кроны деревьев? Чтобы прикрепить к ним датчики и приборы, которые помогут ученым понять, какое значение имеет сон для млекопитающих. А значит, и для человека.
За этим исследовательским проектом стоит Мартин Викельски, директор Института орнитологии Общества Макса Планка в Германии. Молодого американца Вуарена он привлек к проекту из-за его страсти к лазанию по деревьям. «Викельски «завербовал» меня, не отходя от дерева», — шутит Вуарен. Теперь он пишет у Викельски диссертацию на тему «Сон животных в дикой природе».
На первый взгляд это необычный альянс: что нужно немецкому орнитологу от панамских ленивцев? Викельски исследует фазы сна перелетных птиц во время их миграций. Он не раз сопровождал перелетных птиц в кабине маленького институтского самолета и знает, что во время миграции они порой вообще не отдыхают. Фазу покоя перелетных птиц Викельски начал изучать десять лет назад вместе с американским коллегой Нильсом Раттенборгом. Сейчас Раттенборг руководит группой ученых из Общества Макса Планка, которые изучают сон животных.
Как спят млекопитающие? Чтобы выяснить это, нужно прикрепить к животному электроэнцефалографический зонд, записывающий электромагнитные волны, излучаемые мозгом. Поэтому ученые подыскивают не слишком мелких животных, которых легко поймать и которые не смогут сковырнуть с себя записывающее устройство. Вряд ли для этого кто-то подходит лучше, чем флегматичные ленивцы.
Важно и то, что ленивец относится к эволюционно древним группам млекопитающих. Изучив особенности его сна, ученые надеются получить сведения о начале эволюции сна вообще. «Наше собственное поведение во многом основано на древних моделях. Зачастую расшифровать их можно, только исследовав похожие модели в животном мире, — говорит Викельски. — Иногда полезно изучать не первобытных людей и обезьян, а погрузиться в более раннюю эволюционную историю».
Взять, к примеру, фазу быстрого сна, когда глазные яблоки двигаются под закрытыми веками. Эта функция человеческого организма изучена пока недосконально. Возможно, она уходит корнями в модель, которая в жизни ранних млекопитающих играла гораздо более важную или совсем иную роль, чем у нас, предполагают Раттенборг и Викельски. Свою гипотезу они собираются проверить на ленивцах.
Разгадывать подобные тайны помогает телеметрия. С ее помощью можно в режиме реального времени дистанционно собирать данные о жизни животных — например, об их перемещениях или мозговой деятельности. «Телеметрия в ближайшие несколько лет произведет в науке революцию, — утверждает Викельски. — Это все равно что дать животному мобильный телефон. Благодаря спутниковой пеленгации я могу узнать, где находится определенное животное в любую секунду. Могу послать сигнал «мобильнику»: подними всю информацию за последние пять лет. Если животное заболеет, я узнаю об этом по повысившейся температуре его тела...»
С помощью датчиков орнитологи могут определять маршруты полета птиц и корректировать новые строительные проекты, если они вторгаются в пределы миграционных коридоров. Кроме того, телеметрия позволяет отслеживать, как болезни животных распространяются по всему миру. И, конечно, исследовать фазы сна диких животных.
«Телеметрия опровергнет многие предположения биологов», — предсказывает Викельски. В частности, миф о том, что ленивцы будто бы почти всю жизнь проводят во сне. Это заблуждение показывает, как мало мы вообще знаем о сне.
Но вернемся к нашим ленивцам. Брисон Вуарен запихивает гигантскую рогатку и тросы в машину, изо всех сил стараясь скрыть свое недовольство.
Не то чтобы у него совсем нет данных о ленивцах. Но ему хочется добыть как можно больше информации. Вуарен уже изучил 40 ленивцев и выяснил, что в дикой природе им хватает в среднем 9,6 часа сна в сутки. Однако он не смог установить, верно ли широко распространенное представление о том, что продолжительность сна животного зависит от его размеров.
Не спать — отнюдь не значит быть активным. Ленивцы бодрствуют примерно 14 часов в сутки, но в движении находятся только около двух часов. А все остальное время отдыхают, переваривая пищу и наблюдая за тем, что происходит вокруг. То, что съедает ленивец, остается в его организме до недели — примерно вдвое дольше, чем у многих других млекопитающих. Внутренние органы тоже расположены иначе. Поскольку ленивец обычно висит «пузом кверху», его желудок, печень и селезенка смещены вниз и вбок. Еще одна его особенность — резкие колебания температуры тела в течение суток. Подобно рептилиям, по ночам ленивцы «остывают» до 24 градусов Цельсия, а на солнце температура их тела повышается до 30 градусов и выше.
Может быть, они и сон регулируют совершенно иначе, чем другие млекопитающие? Если да, то какую пользу может извлечь из этого человек? Можно ли предположить, что причины некоторых нарушений сна у людей уходят корнями в тот период естественной истории, когда на нашей планете появились ленивцы?
Нужно собрать еще больше данных. Несколько минут езды — и Вуарен, снова притормозив, подносит к глазам бинокль. На ветке висит двупалый ленивец, эволюция которого происходила независимо. Он гораздо подвижнее и агрессивнее, и, похоже, сейчас не самый подходящий момент для его изучения.
Однажды, рассказывает исследователь, двупалый ленивец так его укусил, что рану пришлось зашивать. Врачи и медсестры ехидно посмеивались: на гринго напал страшный ленивец!
Еще до того, как Вуарену удалось-таки прикрепить на трехпалых ленивцев приборы, регистрирующие их мозговые волны, он изучал особенности передвижения обеих групп животных с помощью ошейников с GPS-датчиками. Выяснилось, что двупалые ленивцы лазают по деревьям по ночам, а днем отсыпаются, а трехпалые распределяют часы сна равномерно между днем и ночью.
Научный руководитель Вуарена находит эту аномалию интересной, ведь обычно животные ведут активный образ жизни либо днем, либо ночью, а другую половину суток восстанавливают силы. «Кто активен ночью, днем должен отдыхать. И наоборот», — говорит Викельски.
Ученые из Института Макса Планка считают, что именно «специализация» на светлой или темной части суток, скорее всего, и стала причиной того, что в процессе эволюции у животных и людей выработалась такая функция, как сон. Тем интереснее изучать млекопитающее, которое спит «не по правилам». «Чтобы возникла такая модель сна, как у трехпалых ленивцев, нужны веские причины, которые мы и стараемся выявить», — говорит Викельски.
Вдруг Вуарен тормозит так резко, что пассажиры джипа повисают на ремнях безопасности. По дороге, посыпанной гравием, ползет ленивец. Поскольку большую часть времени эти животные висят на деревьях, их мышцы развиты не так, как у других млекопитающих, и передвигаться по земле им крайне сложно.
Вуарен поднимает зверька с земли, достает из кармана ножницы и выстригает ему шерсть на лбу, чтобы закрепить электроды для записи электроэнцефалограммы. Затем обычным бытовым клеем приклеивает пластиковый колпачок, который будет предохранять электроды. А напоследок надевает на ленивца ошейник с радиопередатчиком. Его сигнал позволит ученому через десять дней установить, где находится подопытное животное, и снять с него датчик. Так как каждого ленивца изучают только в течение короткого времени, ошейник закрепляют так, чтобы через несколько дней после этого он расстегнулся сам и упал.
Когда Вуарен начинает надевать на ленивца ошейник, зеленоватый мех вдруг оживает: из него выползают мотыльки. Вуарен отрезает еще несколько клочков шерсти и складывает их в полиэтиленовый пакет — это для коллег из Германии, которые изучают фауну, живущую в волосяном покрове ленивца. Затем он относит свой новый объект исследования к мангровому дереву. Ленивец медленно-медленно прикрепляется к стволу.
Потом Вуарен по энцефалограмме определит не только время сна подопытного зверя, но и насколько глубоким он был. Особое внимание биолог обратит на фазы быстрого сна, во время которых люди видят сны. Эти загадочные фазы, когда глазные яблоки быстро двигаются под веками, очевидно, жизненно важны для людей и животных. Впрочем, даже с помощью электроэнцефалограммы невозможно выяснить, видят ли животные сны. Но эксперименты с лабораторными крысами доказывают, что они имеют ключевое значение для восстановления сил. Если сон крысы постоянно прерывать в это время, она через несколько недель погибнет.
Телеметрия позволяет исследовать сон ленивцев в естественных условиях — на верхушках деревьев в тропическом лесу. Вуарен впервые сможет изучить, как на продолжительность, глубину и ритмы сна ленивцев влияет стресс — например присутствие врагов. Анализ данных уже выявил удивительный факт: некоторые ленивцы едят только определенные растения, и это изменяет активность их мозга и глубину сна. Намеренно ли ленивцы меняют модель своего сна с помощью такой диеты? Похоже, Вуарену предстоит искать ответы на множество вопросов.
Для Мартина Викельски и Нильса Раттенборга собранные Вуареном в Панаме данные тоже очень важны. Серьезные отличия в функциях сна животных на свободе и в зоопарке должны, по их мнению, предостеречь ученых от соблазна делать поспешные выводы из экспериментов, в которых участвуют только животные, живущие в неволе. «Все результаты экспериментов должны подвергаться сомнению, пока вы не проверите их в полевых условиях», — считает Мартин Викельски. Одни лишь лабораторные исследования не могут дать ответы на вопросы о природе сна или о причинах возникновения таких заболеваний, как рак и диабет.
«Даже если экспедиции утомительны и опасны, как в Панаме, я призываю ученых: отправляйтесь для исследований в дикую природу!» — говорит Мартин Викельски.
Вуарен знает, чем это может обернуться: «Я падал с деревьев, ломал себе кости, меня кусали все насекомые, каких вы только можете себе представить. Но прекрасных моментов было гораздо больше. Находиться в гуще дикой природы, видеть гарпий, оцелотов и потрясающие пейзажи... Я мечтал об этом с детства».