К ледяному миру Арктики нелегко притерпеться. О его покорении человеком напоминает пространный мартиролог путешественников, погибших здесь, - от безвестных поморов до знаменитого Вегенера. И все же Арктика - не пустынный мир. В процессе эволюции многие животные идеально приспособились и к невыносимому холоду, и к обжигающе морозным ветрам. Особенно легко чувствуют себя хозяева здешней природы - белые медведи. Но привыкнут ли они к наблюдаемым сейчас изменениям климата? И откуда мишки, вообще, появились на Севере? Родословная у них любопытная...
600 тысяч лет назад
Медведи белые (Ursus maritimus) и бурые (Ursus arctos) - родственники. Это понятно с первого взгляда. Но вот когда разошлись их линии развития?
Об эволюции первых долгое время мало что было известно, поскольку их ископаемые останки очень редки. Ведь белые медведи живут во льдах Арктики, а потому, рано или поздно, кости животных становятся добычей волн и опускаются на дно океана.
Однако в минувшем году были обнародованы результаты обширного генетического исследования, которое перенесло нас в далекое прошлое. Оказалось, что белый медведь как самостоятельный вид в четыре-пять раз старше, чем предполагалось. Ранее ученые оценивали его возраст в 111-166 тысяч лет. Откуда же такая разница?
Обычно, проводя подобное исследование, генетики анализируют ДНК митохондрий (их называют еще «энергетическими станциями» клеток). Митохондриальные ДНК наследуются лишь по материнской линии. Однако, если полагаться только на их анализ, можно сделать ошибочные выводы, поскольку генетический материал, содержащийся в митохондриях, невелик по сравнению с ДНК клеточного ядра (та наследуется детьми от обоих родителей), а в случае с белыми медведями, как стало понятно потом, решающую роль сыграло еще одно обстоятельство.
Итак, немецкие генетики Франк Халлер и Аксель Янке, решив восстановить родословную белых медведей, проанализировали фрагменты ДНК их клеточного ядра, а также геномов их ближайших родственников - бурых медведей и барибалов (черных медведей).
Последние, как стало известно теперь, отделились от общего предка белых и бурых медведей около 950 тысяч лет назад. Белому же медведю потребовалось, если прибегнуть к усредненному показателю, целых 600 тысяч лет, чтобы привыкнуть к условиям жизни в Арктике - гораздо больше, чем полагали ученые. У него очень долгая история развития. Так что, ошибались те, кто считали его потомком бурых медведей, которые забрели далеко на Север во время последнего ледникового периода и приспособились к жизни в этих суровых условиях. Наконец, бурый медведь в том виде, в каком мы его знаем теперь, сформировался около 125 тысяч лет назад.
Почему же предыдущие исследования генетиков так омолодили белых медведей? Есть лишь одно разумное объяснение, одно обстоятельство. Очевидно, те вовсе не находились в полной изоляции от бурых. В процессе эволюции они не раз снова смешивались — приносили общее потомство.
Например, самки бурых медведей соединялись с самцами белых медведей, а потомки таких мезальянсов пополняли популяцию «мишек на Севере». Вот так в «генетическом пуле» последних появились митохондриальные ДНК бурых медведей. Вот почему исследования «полярных мишек» приводили к таким неоднозначным результатам, несмотря на то, что линии развития обоих видов давно разошлись.
Генетики даже выявили место на карте, где состоялся тот памятный мезальянс.
50 тысяч лет назад
В 2011 году журнал Current Biology опубликовал результаты исследования митохондриальной ДНК 242 ископаемых медведей, белых и бурых.
Как выяснилось, современные белые медведи ведут происхождение от «медвежьей Евы» - бурой медведицы, жившей около 20-50 тысяч лет назад. Генетический анализ, проделанный Бет Шапиро и ее коллегами из Пенсильванского университета, показал, что у всех «мишек на Севере» имеется один-единственный вариант определенного гена. Этой же разновидностью гена были наделены и бурые медведи, обитавшие некогда в Ирландии (их популяция вымерла около 9000 лет назад).
Как предположили исследователи, эта генетическая особенность «царей Арктики» обусловлена тем, что во время последнего оледенения, когда продвижение ледников на юг достигло максимума, белые медведи перебрались в Ирландию. Ведь в то время большая часть острова была покрыта льдами; ими же были скованы и моря, омывавшие его. Там, в Ирландии, и встретилась пара медведей: белый и бурый.
Со временем потомки этого минутного союза ушли с отступавшими ледниками на север, расселились по всей Арктике и потеснили представителей других медвежьих фамилий. Те вымерли, а ирландский след в Арктике остался.
Именно изменения климата решительно меняли ареалы обитания животных в те далекие времена, когда человек был еще слишком слаб, чтобы вмешиваться в жизнь природы. В ту пору, когда наступали периоды потепления и льды таяли, белые медведи зачастую вынуждены были переселяться на материковую часть Евразии и Америки, чтобы искать себе пропитание. В свою очередь, с продвижением ледников к югу бурые медведи невольно оказывались соседями и соперниками белых медведей - они жили и охотились теперь на одной территории. Вот в такие эпохи оба вида медведей и скрещивались, обмениваясь генами.
Сейчас климатические изменения снова способствуют скрещиванию двух этих видов медведей, ведь области их обитания опять пересекаются, как это было на исходе последней ледниковой эпохи, когда бурые и белые медведи приносили жизнеспособное потомство. С каждым десятилетием в Арктике становится все теплее и площадь, занимаемая многолетними льдами, сокращается, а потому белые медведи вновь все чаще забираются далеко на юг, вторгаясь во владения своих лесных родичей. Давнишняя история мезальянсов продолжается.
В последние годы ученые не раз встречали в дикой природе беловато-бурых гибридов, рожденных от таких союзов. Возможно, эти «неравные браки» и на этот раз спасут белых медведей от вымирания. Два родственных вида продолжают путать генетикам карты и теперь.
«Гибридизация медведей», как становится понятно ученым, явление очень распространенное. По этой причине восстановить точную историю эволюции белого медведя как отдельного вида было делом трудным, ведь в гены этого животного их ближайшие родичи, бурые медведи, нет-нет, да и вписывали свои «буквицы». А потому генетики, замечая их, невольно «омолаживали» полярного медведя.
Через 100 лет
Итак, родословная белых медведей оказалась гораздо длиннее, чем думалось прежде. За свою историю эти животные не единожды становились свидетелями того, как льды в Арктике отступали и ледниковая эпоха сменялась очередным потеплением. Всякий раз они приспосабливались к тому, что окружавший их мир, словно маятник, бросало из одной крайности в другую. Они выживали.
Правда, исследование немецких ученых показало, что генетическое разнообразие белых медведей очень невелико. Вероятно, в периоды, когда климат в Северном полушарии заметно меняется, например, наступает потепление, численность этого вида резко сокращается.
Теперь же белые медведи «ведут войну на двух фронтах». С одной стороны, их владения тают в буквальном смысле слова, поскольку в Арктике все стремительнее тают многолетние льды. Животные, обитающие здесь, первыми испытали на себе последствия климатических изменений, поскольку средняя температура в Арктике растет быстрее, чем где-либо еще на планете.
С другой стороны, белые медведи становятся заложниками человека, энергично осваивающего Арктику. Эта ледяная пустыня, бросовая окраина Земли, стала вдруг нашей новой сокровищницей. Вскорости здесь развернется добыча нефти и природного газа. По оценке зоологов, пострадают, прежде всего, те области Арктики, где медведицы традиционно останавливаются, чтобы принести потомство. Одни их угодья уже аннексированы нами, другие отравлены, ведь все больше промышленных ядов попадает в воды Северного Ледовитого океана и оседает в толще снега и льда, проникая затем в организмы животных, которыми питается белый медведь.
Выдержит ли он эти испытания? Ученые затрудняются дать уверенный ответ.
На первый взгляд, несмотря на то, что средняя температура в Арктике повышается, белые медведи, вроде бы, приспосабливаются к новым условиям обитания, расширяют свои владения, находят новые источники пищи.
Впрочем, многие исследователи настроены довольно скептично, рассуждая о шансах этих животных на выживание. Так, Шарлотта Линдквист из университета Буффало отмечает: «В наши дни темпы глобального потепления слишком высоки, а белые медведи - очень специализированные животные, они питаются лишь отдельными видами тюленей, что дополнительно уменьшает их шансы на выживание».
Точное число белых медведей, населяющих нашу планету, неизвестно. Подсчитывать их численность трудно еще и потому, что у них - в отличие от многих других животных — нет четко очерченных владений. Они - прирожденные кочевники, пересекающие Арктику в самых разных направлениях. Заниматься их «переписью» труднее, чем регистрироать бабочек, обитающих в тропическом лесу.
По приблизительным оценкам, общая численность белых медведей не превышает 25 тысяч особей. Но, по признанию руководителей Всемирного фонда дикой природы, эта цифра не вызывает особого доверия.
Белые медведи разделены на 19 популяций, большинство из которых пока плохо изучены. Ученые затрудняются оценить динамику популяций - растет ли их численность или, наоборот, сокращается. Достоверно известны размеры лишь двух таких групп. Одна из них расселилась к северу от Аляски, в районе моря Бофорта, а другая населяет окрестности Гудзонова залива, расположенного на северо-востоке Канады. За ними ведется постоянное наблюдение, и обе они неуклонно сокращаются, это связано со стремительным таянием льдов. В то же время, насколько можно судить, численность медведей на Шпицбергене остается на прежнем уровне, а популяция медведей в Девисовом проливе, разделяющем Баффинову Землю и Гренландию, даже растет. Вообще, чем ближе к Северному полюсу, тем незаметнее перемены. В высоких широтах время для белых медведей как будто остановилось.
И все-таки, по прогнозу ученых, к 2050 году численность белых медведей сократится примерно в три раза. На обширных территориях Арктики этих животных вообще не останется. Одни погибнут от бескормицы; других потеснит человек, пришедший сюда «хозяином полярной нефти и газа»; третьи из-за постоянного стресса перестанут размножаться. «Если человечество не озаботится спасением белых медведей, они скоро исчезнут», - заявил руководитель норвежского отделения Всемирного фонда дикой природы Расмус Ханссон. Относительно крупные популяции этих животных сохранятся лишь на Крайнем Севере, например, в Северной Гренландии или на канадском острове Элсмир.
В итоге, несколько лет назад белый медведь был включен в число видов, коим грозит вымирание, и в этом качестве внесен в Красную книгу - последнее прибежище тех животных, которых в скором времени вряд ли удастся так легко разыскать в живой природе.
Несколько лет назад специалисты из Геологической службы США заявили, что белый медведь, если не взять его под охрану, исчезнет уже к концу этого столетия. Похоже, роковой для «царя Арктики» становится его привязанность к морскому льду.
В отличие от волка, росомахи или лисы, белый медведь охотится не на сухопутных животных, а на морских. Главная его добыча - арктический тюлень, точнее говоря, кольчатая нерпа. В принципе, белый медведь плавает настолько хорошо, что в США его причисляют к «водным животным», и все-таки в море ему с тюленем не справиться — тот ускользнет от него.
Любимый его сезон охоты - зима, когда Северный океан скован льдами. Лишь полыньи да лунки во льду спасают тогда тюленей, они подплывают к ним подышать. Полыньи и губят тюленей. Поджидая их, белый медведь готов часами неподвижно лежать на снегу, карауля зазевавшихся пловцов. Белая шерсть хорошо маскирует его. Тюленю из воды почти невозможно его заметить. Когда тюлень выныривает, в него летит лапа зверя и, вцепившись, тащит когтями наверх, на лед. В четырех случаях из пяти этот охотничий прием приносит успех.
Но по мере того, как тают многолетние морские льды, медведям все труднее охотиться на тюленей. Превратиться же в чисто сухопутного хищника Ursus maritimus вряд ли сумеет. Другой такой «калорийной» пищи, кроме как тюлени, ему в Арктике не добыть. Лишь этот рацион, к которому белые медведи привыкли за многие десятки тысяч лет, помогает им выдержать нескончаемую полярную зиму. Их жизнь - результат точнейшего сочетания нескольких разных факторов. Их вымирание станет следствием того, что эта настройка собьется.
Сегодня: «медведь без галстука»
До сих пор мы говорили о белых медведях сухо, официально. Место и время рождения, семейное положение, демографическая ситуация... Напоследок поговорим немного о них самих, об их манерах и привычках, их удивительных талантах - в общем, о «белых медведях без галстука».
И все-таки вначале - парадный портрет. Самый большой известный науке медведь - это белый медведь, весивший 1002 килограмма. Его длина составила 3,65 метра. Белые медведи - самые крупные сухопутные хищники, населяющие планету в наши дни. Недаром за глаза «мишку на Севере» называют «царем», хотя и ограничивают его владения, добавляя к титулу: «царь Арктики».
Вообще же, самцы белых медведей весят обычно от 300 до 800 килограммов (в среднем - от 400 до 500). Самки выглядят скромнее; они весят от 150 до 300 килограммов. В дикой природе белые медведи живут, как правило, не больше 25-30 лет, в неволе же они могут дотянуть и до 45 лет.
Две трети суток белые медведи спят, отдыхают или караулят добычу. Оставшееся время они в основном бродят или плавают. Наконец, 5% времени занимает непосредственно охота и венчающая ее трапеза.
Охотничьи угодья белого медведя превышают в поперечнике 150 километров, но он не привязан к какой-либо территории. Нередко в одной и той же местности охотятся сразу несколько медведей - особенно если она изобилует добычей.
На примере белого и бурого медведя можно увидеть, сколь разными путями идет эволюция очень близких видов. Области обитания того и другого животного частично пересекаются. Тому и другому надо хорошенько постараться, чтобы найти пропитание холодной зимой. Бурый медведь решает эту сложнейшую задачу так, как хотелось бы пожелать не только другу, но и себе - заваливается на всю зиму спать. Белый медведь отчаянно шатается по просторам Арктики в поисках тюленей. Борьба за выживание развила в нем сверхъестественные способности, если взглянуть на него глазами бурого сородича. Так, присмотревшись к плывущей мимо льдине, он, словно авгур - по полету птиц, угадывает будущее: определяет, домчит ли его льдина туда, куда ему надобно. Нырнув за тюленем в воду, этот «мишка на Севере», обсыхает затем в снегу. Бурому «кузену» за полгода его спячки такие чудеса и не снились.
Летом льды в Арктике тают, и тогда многие белые медведи перекочевывают на юг - прежде всего, в Канаду и на Аляску, где бродят по тундре в поисках пищи. Как отмечают ученые, обследовавшие популяцию из почти тысячи белых медведей в районе Гудзонова залива, они выглядят гораздо хуже, чем медведи, обитавшие здесь в 1970-е годы.
Другие медведи, чтобы прокормиться, бредут, наоборот, все дальше на север, где еще остались льды и тюлени. Лед - естественная среда обитания белого медведя. Только здесь он никогда не останется голодным. За год протяженность его маршрута превышает тысячу километров, при этом за одни только сутки он может пройти полторы сотни километров. Плавает белый медведь не так быстро. В ледяной арктической воде он преодолевает за час более пяти километров, но зато он очень вынослив, может проплыть три сотни километров, не выбираясь на берег. Не составляет ему труда и погрузиться на пару минут в воду.
Белый медведь - хищник и только хищник, а потому, если охота сложилась неудачно, ему приходится хуже, чем всеядному бурому медведю, который всегда найдет, чем заменить убежавшую от него добычу - чем перекусить. Именно летом, когда тюлени в Арктике выскальзывают из растаявшей ледяной темницы, для белого медведя наступают трудные времена. Он помногу дней, а порой даже месяцев живет впроголодь, будучи не в силах настигнуть хотя бы одного тюленя. Бурый медведь, окажись он в таком же тяжелом положении, что и «мишка на Севере», быстро погибнет от голода, белый же медведь лишь умерит свою активность, перетерпит, но выживет, дождется добычи.
Иногда же, отчаявшись искать тюленей, белые медведи прибегают к паллиативному решению, порой забавному, порой страшному. В последнее время биологи все чаще сообщают о случаях, когда эти животные поедали выпотрошенные туши добытых и брошенных эскимосами китов. Похоже, такая добыча пришлась им по вкусу, хотя и перепадает слишком нерегулярно, чтобы забросить охоту на тюленей и стать приверженцами китоедения.
С другой стороны, все чаще приходят сообщения о случаях каннибализма среди белых медведей, когда взрослые самцы нападают на медвежат и пожирают их. Да и не только их!
Так, в январе 2004 года во льдах, сковавших море Бофорта, медведица была убита самцом, вдвое превосходившим ее по размерам. Произошло это прямо в ее берлоге (в таких норах самки приносят в декабре потомство - двух-трех детенышей). Зверь оттащил свою жертву метров на сто в сторону, а затем пожрал ее. Все происходило, как при охоте на тюленей. Медведь пробил ледяной свод норы и, набросившись на добычу, несколько раз укусил ее в голову. При обрушении берлоги под грудой снега задохнулись и лежавшие там детеныши. В апреле того же года близ острова Гершеля ученые обнаружили еще один полуобглоданный труп медведицы.
Что это, предвестия скорого вымирания вида?
Уже в середине XX века белые медведи оказались на грани исчезновения. Так, в 1960-е годы во всем мире их насчитывалось не более десяти тысяч. В 1973 году СССР, США, Канада, Дания и Норвегия заключили соглашение, взяв под охрану и их самих, и территории их обитания. С тех пор численность их только росла, поскольку в природе у них нет никаких врагов. Кроме них самих, конечно! И человека...
Белые медведи оптимально приспособлены к жизни во льдах Арктики. Им не страшен холод. Мощный слой жира (его толщина достигает десяти сантиметров) и густая шерсть надежно защищают белого медведя от невыносимых арктических морозов, не дают его телу остыть. Шерстинки у медведя полые. «Сшитая» из таких шерстинок «шуба» прекрасно удерживает тепло. Эта «шуба» такая плотная и непроницаемая, что если бы не струйка воздуха, выдыхаемая медведем, его присутствие не удалось бы заметить даже с помощью инфракрасной камеры. На изображении, получаемом с ее помощью, он остается белым пятном.
Однако у «шубы» белого медведя есть и понятный недостаток: она не отводит тепло. Если тот припустится «рысью», то быстро перегреется, как допотопный автомобиль. Температура его тела возрастет на пару градусов, энергии же во время такой пробежки он расходует вдвое больше, чем другие звери. Понятное дело, выдыхается. Поэтому белый медведь почти не имеет шансов догнать таких быстрых животных, как снежные гуси, олени карибу или овцебыки.
А, кстати, существует ли вообще... белый медведь?
Мы начали наш рассказ с путаницы в его родословной. С появления в ней бурых медведей — пусть даже вымерших, ирландских.
Исследования показывают, что некоторые популяции бурых медведей по генетическим особенностям ближе к белым медведям, нежели к своим сородичам. Это открытие, пишут комментаторы, блестящий пример того, что традиционную концепцию происхождения видов следует пересмотреть. Самого же белого медведя следовало бы считать подвидом бурого медведя.
Так о ком же мы битый час говорили?
(с) Александр Зайцев