Текст книги "Конец мегафауны: Увлекательная жизнь и загадочная гибель мамонтов, саблезубых тигров и гигантских ленивцев"

2
«Это внезапное вымирание»

Вопрос о причине

Мир, в котором мы живем сегодня, – его география, климат, живая природа и мы сами – все это формировалось и многократно изменялось на протяжении последних 2,6 млн лет (табл. 1). Это был мир мегафауны четвертичного периода (см. илл. 2.1–2.4), «самые огромные, самые свирепые и самые необыкновенные» представители которой в итоге таинственным образом исчезли, о чем и писал современник и собрат-ученый Чарльза Дарвина эволюционист Альфред Рассел Уоллес (его слова послужили эпиграфом к данной книге). Если сравнить исчезновение этой группы животных с другими крупными вымираниями, то можно обнаружить несколько странных особенностей.

Во-первых, необычное распределение во времени и пространстве. Вымирание происходило на большинстве континентов и на многих островах, но в каждом месте в свое время. Некоторые события были масштабнее других, но не было единовременной катастрофы по всей планете, как это случалось во время массовых вымираний в более далеком прошлом. В некоторых случаях исчезновение видов происходило очень быстро, всего за несколько десятилетий или столетий. В других случаях скорость вымирания была непостоянной или вымирание просто продолжалось слишком долго без очевидных причин. Важно отметить, что в любых случаях, где бы и когда бы ни происходило такое вымирание, его масштабы были намного выше фонового уровня. Фоновый уровень вымирания обусловлен очень медленным, абсолютно естественным процессом убывания отдельных видов, подобно тому как умирают отдельные особи, когда приходит их срок.

Во-вторых, пострадали исключительно наземные позвоночные – по крайней мере, мы так считаем. Морские позвоночные в значительной степени избегали вымирания вплоть до последних 500 лет – следовательно, фактор, приведший к уничтожению наземных животных, не распространялся на морских обитателей. Почти не известны жертвы среди беспозвоночных в этот период, однако еще неясно, так ли это или мы просто недостаточно внимательны к судьбе тех, кто не так обаятелен и лишен внутреннего скелета.

В-третьих, здесь опять любопытную роль играет размер. Одна из самых странных особенностей вымирания, происходившего в недавнем времени, заключается в том, что серьезнее всего пострадали виды, представители которых отличались наиболее крупными размерами (рис. 2.1). По этой причине часто используют термин «вымирание мегафауны», хотя пострадали не все крупные виды и там, где происходило это вымирание, в той или иной степени были затронуты и виды некрупных существ. У меня нет возражений против такого названия, так же как и против того, что пятое великое массовое вымирание (мел-палеогеновое) часто называют «вымиранием динозавров» несмотря на то, что нептичьи динозавры были лишь небольшой частью видов, исчезнувших 66 млн лет назад{5}5
  Идея, что в каждом массовом вымирании есть свои победители и свои проигравшие, изложена в статье: Jablonski (2001).


[Закрыть]. В недавнее время размер животного имел большое значение: по этому показателю можно было предсказать, кто из фауны планеты выживет, а кто нет. В действительности не размеры как таковые, а общие физиологические особенности крупных млекопитающих, такие как низкий темп размножения и долгое созревание, делают их при определенных обстоятельствах подверженными угрозе вымирания{6}6
  Johnson (2002).


[Закрыть]. Но в любом случае «вымирание редко размножающихся» звучит не так эффектно, как «вымирание мегафауны», поэтому я и дальше будут придерживаться привычного названия.

РИС. 2.1. ИСЧЕЗНУВШИЕ (И ИСЧЕЗАЮЩИЕ) ГИГАНТЫ. В течение последних 50 000 лет крупные млекопитающие жили на планете практически повсеместно, в том числе на многих островах, однако большинство из них к настоящему времени уже вымерло. Наиболее типичные примеры крупных вымерших животных изображены на карте ареалов в виде белых силуэтов. За исключением ныне живущих носорогов и слонов (закрашенные силуэты), все действительно крупные или очень крупные млекопитающие (весом более 2000 кг) полностью исчезли.

Конечно, некоторые крупные наземные позвоночные живут и сейчас, вспомните, например, слонов, страусов и комодских варанов. Но по сравнению с тем, что было 50 000 лет назад (а именно с этого момента я веду отсчет «недавнего времени»), осталось не так много крупных животных. Например, сейчас в Северной Америке есть около 10 видов, которые можно отнести к мегафауне, до вымирания их было по меньшей мере еще 30{7}7
  Число вымерших видов в большой степени зависит от того, что считать видом. Я в этом вопросе консервативен.


[Закрыть]. Аналогичные крупномасштабные потери подобных видов произошли в Южной Америке и Австралии, но, что удивительно, не в Африке и не в Южной Азии, где потери были меньше, а кроме того, они были разделены значительными интервалами. Картина вымирания в Евразии представляет собой нечто среднее между этими двумя крайностями. Лишь на немногих океанических (удаленных от материка) островах обитали когда-то действительно крупные млекопитающие и птицы. Никто из этих гигантов не выжил, хотя несколько больших островных рептилий (в основном крокодилы и черепахи) сумели кое-где сохраниться.

ИЛЛ. 2.2. ОГРОМНЫЙ ВАРАН МЕГАЛАНИЯ (Varanus [Megalania] priscus) атакует валлаби (50 000 лет назад; территория современных Наракуртских пещер в Южной Австралии; см. также илл. 7.4). Мегалания – крупнейшая из известных ящериц четвертичного периода. Ее более мелкий родственник, хищный комодский варан (Varanus komodoensis), обитающий на острове Флорес и соседних островах, – самый крупный из ныне живущих ящериц. Окаменелостей мегалании найдено очень мало, фактически нет даже ее полного скелета. Это обычная ситуация для хищников, занимающих вершину пищевой пирамиды, по естественным причинам их не может быть много. Однако мы знаем достаточно, чтобы вполне обоснованно судить о ее размерах. Предположительно, мегалания в среднем была длиной 5–6 м и весила 300–500 кг. Для сравнения: взрослый комодский варан весит всего 70–90 кг.

Таковы основные закономерности вымирания недавнего времени, и они нуждаются в объяснении. Попытки найти такое объяснение были предприняты сторонниками двух совершенно разных научных направлений. Одни считают главной движущей силой вымирания изменение климата, другие – разрушительную деятельность человечества во всех ее проявлениях. Как мы увидим, в аргументах и тех и других есть множество нюансов, но имеются и принципиальные различия, на которые надо сразу обратить особое внимание. Сторонникам версии изменения климата свойственно отрицать важную роль человечества, они рассматривают вымирания недавнего времени (особенно на континентах) как печальные последствия сложившихся природных событий. Сторонники человеческого воздействия не учитывают изменений в окружающей среде, даже самых значительных, считая, что климат почти никак не повлиял на большинство потерь, которые были связаны с хищническим истреблением живых существ всеми доступными человеку средствами. Из этого следует, что, если бы не разрушительная деятельность человека, на планете могли бы сейчас сохраниться сотни видов, у которых мы отняли право на существование (см. ниже). Помимо этих основных точек зрения существует также множество промежуточных или смешанных представлений, а кроме того – совершенно новые подходы, которые, как мы увидим, опираются на другие факторы.

НАСКОЛЬКО БЫСТРО МОЖЕТ ИСЧЕЗНУТЬ ВИД?

Конечно, нет никакого правила, с какой скоростью может сокращаться численность популяции. Тем не менее печальный рекорд самого быстрого исчезновения среди тех видов позвоночных, численность популяций которых изначально была очень высокой, принадлежит странствующему голубю (Ectopistes migratorius). От буквально миллиардов особей в XIX в. его численность сократилась до нуля в XX в. И хотя существует множество гипотез, объясняющих стремительное вымирание этого вида, самая обоснованная из них – чрезмерная охота{8}8
  Существуют серьезные разногласия по вопросу, испытывала ли популяция странствующих голубей резкие колебания численности и генетического разнообразия в период, предшествовавший их исчезновению, или нет. По данным Мюррея с соавторами (Murray et al. 2017), несмотря на стабильно большой размер популяции этих птиц, она была недостаточно генетически разнообразна по эволюционным причинам. Это могло усугубить вред, нанесенный чрезмерной охотой в XIX в., потому что у вида не хватило генетических ресурсов, чтобы справиться с тем уровнем истребления, с которым он столкнулся. Согласно этой точке зрения, крах был неизбежен. Отсюда урок: большой и стабильный размер популяции не всегда защищает от вымирания.


[Закрыть].

ОСЕНЬ 1813 г.

1 115 136 000

Столько странствующих голубей в одной стае наблюдал в тот год Джон Джеймс Одюбон во время однодневного путешествия по реке Огайо{9}9
  Audubon (1832, 1:322).


[Закрыть].

ОСЕНЬ 1913 г.

1

Количество живых особей, про которых было точно известно в том году. Последний странствующий голубь умер год спустя.

Марта – последний известный странствующий голубь. Она умерла в зоопарке Цинциннати 1 сентября 1914 г. Научный иллюстратор Патрисия Уинн в 2014 г. в честь столетия со смерти Марты сделала этот портрет. Сейчас останки птицы покоятся в коллекции Смитсоновского института.

Аргументы сторонников изменения климата сводятся к тому, что природа оборачивается против самой себя, равнодушно уничтожая живых существ, как неловкий ребенок ломает игрушки, и затем, не обращая на это внимания, движется дальше. Люди, оказавшись в месте, где происходила массовая гибель, были простыми свидетелями или даже жертвами, но никак не главной причиной. Природа и люди меняются ролями, а ситуация выворачивается наизнанку, если поместить человека на место действующей силы. Именно мы превращаемся в легкомысленного ребенка, убивающего всех подряд в вечном саду природы. И все же между этими двумя полюсами объяснений лежит очевидная пропасть, полная неопределенности. Почему вообще происходили вымирания видов в недавнее время? Почему так трудно установить причинно-следственные связи? Какие уроки можно (и можно ли) извлечь из вымираний недавнего времени, чтобы предотвратить будущие потери?

ИЛЛ. 2.3. БОЛЬШЕРОГИЙ ОЛЕНЬ (Megaloceros giganteus) был размером с лося и в основном известен своими огромными рогами. Хотя его часто называют ирландским лосем, в плейстоцене этот вид имел огромный ареал от Западной Европы до Китая. Какое-то время вид избегал полной гибели – по меньшей мере одна популяция на Урале в России сохранялась долго после конца плейстоцена (до 7700 лет назад). Окончательное исчезновение большерогого оленя связывают с изменением климата, которое привело к постепенному вымиранию этого вида, хотя доказательств, подтверждающих эту точку зрения, как обычно, недостаточно. Большерогий олень питался разнообразным растительным кормом, включая разнотравье и полукустарники, а также ощипывал молодые побеги с деревьев, если в местах его обитания были леса. Птица, выискивающая еду там, где олень повредил растительный покров, – это сохранившийся до наших дней обыкновенный фазан (Phasianus colchicus).

Гипотеза, но еще не ответ

В 1970-е гг. я учился в магистратуре университета провинции Альберта и тогда познакомился со смелой гипотезой, о которой с тех пор много думал, хотя большую часть своей научной работы посвятил другим темам. Идея состояла в том, что вымирания недавнего времени, по своим причинам, возможно, являются уникальными в истории планеты. Когда эта идея изложена сухим и точным научным языком, она выглядит не очень революционной, но на самом деле это не так. Вымирание – процесс естественный, и, соответственно, предполагается, что у него есть абсолютно естественные причины. Конкретные факторы, такие как столкновение с небесным телом, кислородное истощение океана, интенсивная вулканическая деятельность, вызвавшие массовые вымирания в далеком прошлом, могут ужасать своим масштабом, но в конечном счете они проистекают из действия тех же самых процессов, которым Земля была подвержена с самого начала своего образования, – обычных процессов, но в своем крайнем проявлении.

У Пола Мартина было другое объяснение самых недавних вымираний, и именно оно не давало мне покоя.

Начиная с 1960-х гг. Мартин в своих авторитетных научных статьях и сборниках трудов утверждал, что вымирания в недавнем прошлом по своему механизму не имеют ничего общего с вымираниями в древности, потому что они бы не произошли именно так, как произошли, если бы мы сами, представители вида Homo sapiens, не запустили Армагеддон для мегафауны{10}10
  Полное изложение взглядов Мартина можно найти в его последней книге (Martin, 2005).


[Закрыть]. Он обратил внимание, что, когда группы людей, подобных нам, начали распространяться по самым дальним уголками планеты, они постоянно сталкивались с видами животных, которые никогда раньше не видели человека. Эти животные сначала не осознавали, что неуклюжие, медлительные, прежде не встречавшиеся им прямоходящие «двуногие существа без перьев», бросающие голодные взгляды в их сторону, представляют смертельную опасность.

Мартин смело связал «наивность» добычи, как это называется среди ученых, и открывающиеся в связи с этим возможности. Даже если новоприбывшие люди и не были охотниками на крупных животных, они в одночасье стали таковыми, как только почувствовали, что могут в огромных количествах активно добывать бестолковую мегафауну и, как обычно делают люди, извлекать из этого пользу, увеличивая свою численность. Мартин утверждал, что вследствие чрезмерной охоты (перепромысла) или чрезмерного истребления (в сущности, эти два понятия означают одно и то же, только первое указывает на процесс, а второе – на результат) потери были настолько велики, что у видов, попавших в поле зрения охотников, не было никаких шансов восстановиться после изначально нанесенного урона. И хотя ученый допускал, что у разных вымираний, произошедших в разное время, были свои отличительные особенности, он решительно настаивал на том, что во всех этих случаях действовали общие факторы, из-за которых первые же встречи этих животных с людьми приводили к столь печальному результату.

ИЛЛ. 2.4. ГИГАНТСКИЙ КОРОТКОМОРДЫЙ МЕДВЕДЬ (Pararctotherium pamparum), бродящий по пампасам на юге Южной Америки в конце плейстоцена. Крупные экземпляры могли весить до 1500–1700 кг, то есть почти в три раза больше, чем самые крупные белые медведи. Короткомордые медведи жили и в Северной, и в Южной Америке (см. илл. 11.4). Все они вымерли, кроме очкового медведя (Tremarctos ornatus) относительно небольшого размера (100 кг), который обитает в основном в горах Южной Америки. Гигантские медведи, как и их современные родичи, не были исключительно хищниками, они питались разнообразным кормом. В конце плейстоцена южноамериканские травяные степи были распространены гораздо шире, чем сейчас, и там было суше и холоднее (рис. 3.5). Глиптодон (вымерший родственник трехпоясных броненосцев) с заметно уплощенным панцирем – это Sclerocalyptus heusseri, а ламы – представители вымершего вида Hemiauchenia paradoxa; и те и другие, по-видимому, предпочитали полузасушливые условия.

По словам Мартина, еще одно подтверждение причастности людей к этим вымираниям заключается в том, что виды крупных животных пострадали значительно больше, чем мелких. Например, в конце плейстоцена в Северной и Южной Америке суммарно исчезло около сотни видов, к трем четвертям из них относились животные тяжелее 100 кг. То же случилось и с птицами, в том числе и хищными, а также с некоторыми рептилиями. Примерно в это же время к списку потерь добавился еще десяток видов действительно крупных животных в Северной Евразии, а немного ранее – в Австралии. То же самое происходило и на островах по всему миру, когда люди наконец добирались до них, хотя здесь потери могли быть еще более серьезными – вымирали виды животных любых размеров[2]2
  Мелких животных на островах, как правило, добивали крысы, привезенные человеком. – Прим. науч. ред.


[Закрыть], вплоть до полного исчезновения всего животного мира острова.

Общие потери по всему миру точно не известны, многое зависит от личных представлений о том, что считать видом и как определять границы вида в природе. Однако я думаю, что наиболее правдоподобной оценкой будет 750–1000 видов позвоночных животных, если учитывать все потери за последние 50 000 лет{11}11
  Чтобы ознакомиться с недавней оценкой мировых потерь среди всех групп наземных позвоночных, см. список в работах: Turvey (2009a) и особенно Sandom et al. (2014).


[Закрыть]. Несомненно, есть еще множество недавно вымерших видов, которые пока официально не признаны или лежат неизученные в музейных хранилищах в ожидании соответствующего исследования. По мнению Мартина, многократное повторение исчезновения вида именно после появления первых людей, в независимости от его приспособленности, климата или других условий окружающей среды, делает концепцию чрезмерного истребления такой убедительной. При этом нет необходимости считать, что люди непосредственно уничтожили все вымершие виды. Например, на крупных хищников или птиц-падальщиков могло пагубно повлиять резкое сокращение количества их собственной добычи, такой как, например, крупные стадные копытные, которых массово уничтожали охотящиеся на них люди.

Рассуждения Мартина мне кажутся интересными, хотя их правдоподобность сложно оценить. Я не возвращался к теме вымирания недавнего времени, пока не стал организовывать собственные экспедиции на Мадагаскар и в Вест-Индию (Антильские острова) и, наконец, в Сибирь и на север Канады. Это было связано с проведением раскопок и сбором ископаемых остатков бывших обитателей этих мест. При этом я обнаружил свидетельства того, о чем говорил Мартин, – вымершие виды, которые внезапно исчезли в самое недавнее время. Ни тогда, ни сейчас я не мог понять, что же случилось на самом деле. Произошли ли эти невероятные потери вследствие чрезмерной охоты, как считал Мартин, или это была экологическая катастрофа, вызванная иными силами, как полагают другие, или же случилось что-то еще, что трудно даже представить? Может ли идея Мартина быть верной? Чтобы правильно ответить на подобные вопросы, в следующих главах мы кратко рассмотрим некоторые из наиболее существенных изменений, которые произошли с нашим миром в недавнее время.

ИЛЛ. 3.1. ГИГАНТСКИЙ ЛЕНИВЕЦ ЛЕСТОДОН (Lestodon armatus). Некоторые виды ленивцев, например лестодоны, масса которых достигала 2000 кг, появились достаточно поздно, возможно, потому, что только в конце кайнозоя открылся доступ к подходящим для них экологическим нишам. Как бы то ни было, в благоприятную эпоху плейстоцена разные виды гигантских ленивцев смогли освоить территорию от Юкона до Огненной Земли и от сухих травянистых равнин до Анд. Вряд ли ленивцы такого размера могли бы жить в плотном густом лесу. Лестодон был распространен на территории Южного конуса, но его окаменелые остатки находят и в Венесуэле, поэтому можно предположить, что ареал этого огромного животного иногда мог охватывать бόльшую часть континента. Лестодон, без сомнения, питался грубой растительной пищей, однако у него были приспособления, которые не встречались у других южноамериканских травоядных, – например, мощные когти и способность вставать на задние лапы, что позволяло доставать пищу в радиусе двух метров отовсюду, куда он мог дотянуться. Он мог есть как корни, клубни и траву, так и листья и плоды деревьев. Птица, выискивающая на нем эктопаразитов, – сохранившийся до наших дней гладкоклювый ани (Crotophaga ani).

3
Мир до нас

Климат и климатические изменения позднего четвертичного периода

Климат очень сильно влияет на естественный отбор и поэтому играет важнейшую роль в формировании биоразнообразия Земли. Но если климатические изменения рассматриваются в качестве причины вымираний, возникает следующий вопрос: так как климат постоянно находится в динамике, то насколько же колоссальными должны быть изменения, чтобы вызвать гибель видов, тем более многих одновременно? На самом деле на этот вопрос очень трудно ответить, потому что для этого необходимо учесть почти безграничное число переменных. Давайте рассмотрим некоторые, наиболее понятные.

Во-первых, надо учитывать, что четвертичный период, по сравнению с другими периодами кайнозоя (геологической эры, которая длится последние 66 млн лет), был относительно холодным. Плиоцен (5,3–2,6 млн лет назад) – эпоха, непосредственно предшествующая плейстоцену, – был заметно теплее{12}12
  Funder et al. (2001).


[Закрыть]. Арктические и бореальные леса с преобладанием хвойных деревьев простирались до северной части Гренландии и Канадского Арктического архипелага, которые в то время не были покрыты льдом. Затем, около 3,3 млн лет назад, изменилось что-то, существенно влияющее на климат Земли, и появилась выраженная тенденция к похолоданию. Было выдвинуто множество предположений о причинах такой перестройки{13}13
  Эта тема слишком сложна, чтобы разбирать ее здесь. Весьма доступное описание циклов Миланковича можно найти в «Википедии» (https://en.wikipedia.org/wiki/Milankovitch_cycles).


[Закрыть]: изменение основных течений термохалинной циркуляции в связи с полным закрытием Панамского перешейка, снижение выбросов парниковых газов, влияние длительных периодических изменений положения и ориентации Земли относительно Солнца (циклы Миланковича), а также возможные комбинации этих факторов или других, пока еще не изученных. В позднем плиоцене в Северном полушарии граница льда заходила глубоко в Северную Америку, Гренландию и Евразию. Через несколько сотен тысяч лет температурная тенденция сменилась, и Земля нагрелась за длительный межледниковый интервал, чтобы затем, спустя тысячелетия, снова погрузиться в очередной ледниковый период. Так все и продолжалось во время эпохи плейстоцена, когда периоды похолодания сменялись потеплением и наоборот, вплоть до теплой эпохи голоцена, в которую мы живем сейчас. Однако, хотя эти периоды и чередовались, они различались и по продолжительности, и по сложившимся условиям. В целом лучше всего представлять себе изменения климата во временном интервале, который мы рассматриваем (поздний четвертичный период, его последние 130 000 лет), как езду на гигантских американских горках со спусками и подъемами, где-то плавными, а где-то резкими и, безусловно, мучительными для тех, кто не был к этому готов (рис. 3.1, 3.2 и 3.6).

РИС. 3.1. ПОЗДНИЙ ПЛЕЙСТОЦЕН – 130 000 ЛЕТ СКАЧКООБРАЗНОГО ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА. Линия на графике показывает изменения среднегодовой температуры на протяжении позднего плейстоцена. Относительно холодные периоды показаны бирюзовым цветом, теплые – красным. Также указаны периоды наибольшего похолодания и потепления – максимум последнего оледенения (27 000–23 000 лет назад) и последнее межледниковье (130 000–123 000 лет назад). Эти изменения сильно повлияли на флору и фауну. Например, мастодонты (изображенные справа) обитали в средней полосе Северной Америки на протяжении позднего плейстоцена, пока полностью не вымерли примерно 11 700 лет назад (A–C). Однако на территории Юкона и Аляски они исчезли гораздо раньше (B), возможно, 70 000–60 000 лет назад началось похолодание и бореальные леса (растения темно-зеленого цвета на схеме), где обитали мастодонты, сменились тундрой (растения светло-зеленого цвета).

РИС. 3.2. ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОБЪЕМА ЛЬДА. На протяжении четвертичного периода наблюдалась строгая цикличность нарастания и таяния льдов, которая в свою очередь зависела от температуры. За последние 800 000 лет период цикла «нарастание – таяние» составлял примерно 100 000 лет. Обратите внимание, что большую часть эпохи плейстоцена средняя температура была ниже, чем сейчас (современное значение отмечено пунктиром). И только 2 % времени было теплее или так же тепло, как сейчас.