Шон Кэрролл - Закон «джунглей»
Да, справлюсь, заверял он их. Синклер не увлекался какими-то конкретными животными, его интересовали все. От исследования птиц он перешел на буйволов, что, в свою очередь, могло ему подсказать, почему Серенгети именно таков и почему он так меняется. Законам джунглей подчинялись не только буйволы, но и все прочие травоядные, и хищники, и даже деревья.
Почему буйволов стало больше?
Числа. Только от них мог отталкиваться Синклер, когда всерьез взялся за работу в октябре 1966 г. – так мало было известно об экологии каких-либо обитателей Серенгети (в том же году Джордж Шаллер впервые стал исследовать львов Серенгети). Но в этих данных о численности животных крылись великие тайны. Почему в конкретное время и в конкретном месте существует определенное количество животных? Чем объясняются большие разбежки в численности разных видов животных? Почему, например, гну так много, а их близких родичей конгони так мало?
Прежде чем разбираться с такими глобальными вопросами, Синклер должен был убедиться, что тенденция к увеличению количества буйволов действительно существует, а не является ошибкой подсчета или краткосрочной аберрацией, а также гораздо больше узнать о том, как буйволы живут и умирают.
Исследователь подключился к переписи буйволов в 1966 г. и занимался ею достаточно длительное время. Чтобы подсчитать буйволов, их для начала требовалось найти. Различные виды предпочитают разную среду обитания. В Серенгети имеются три основные экосистемы, в которых обитают большинство животных. Эти экосистемы отличаются существующей в них растительностью, что очень важно, поскольку от этого зависит разнообразие пищи, доступной травоядным и листоядным животным, а значит, и охотящимся на них хищникам. Есть разнотравья, которые действительно представляют собой обширные, почти безлесные равнины, покрытые травой. Есть саванны, то есть разнотравья, в которых встречаются деревья, но достаточно редкие, чтобы между ними могла расти трава. Наконец, есть саванные леса – участки саванны, где деревья растут гуще. Буйволы предпочитают негустые леса и избегают безлесных равнин.
Чтобы подсчитать их, Синклер и другие «переписчики» разделили леса на квадраты около 10 360 кв. км и облетали их на малой высоте в течение трех-четырех дней, обычно по утрам, когда животные паслись на открытых местах. При этом они фотографировали стада. Затем серии фотографий накладывались на карту Серенгети. Синклер повторял такое исследование почти каждый год вплоть до 1972-го. Популяция буйволов действительно увеличивалась. Уже в 1969 г. буйволов стало так много (54 000), что пересчитать их было довольно затруднительно, и Синклер стал подсчитывать буйволов лишь на небольшом участке леса в северной оконечности парка, а затем экстраполировать эти цифры на весь Серенгети. К 1972 г. он оценил популяцию буйволов уже в более чем 58 000 особей.
Наиболее резкий рост наблюдался в период с 1961 по 1965 гг., причем восходящий тренд прослеживался еще в течение следующих семи лет. Вставал следующий вопрос: почему численность буйволов увеличивается? Возможное объяснение, которое согласовывалось бы с этой тенденцией, предполагало увеличение плодовитости, либо снижение смертности, либо комбинацию обоих факторов. Чтобы развести эти возможности, Синклер сначала проверил плодовитость буйволицы, но обнаружил, что она со временем не изменялась.
Затем он проверил смертность среди буйволов. Каждый год в Серенгети умирают тысячи этих быков. Синклер узнал, что возраст буйвола можно определить по зубам: у молодых животных зубы имеют строгий порядок, а на корнях зубов у старых особей перемежаются светлые и темные полосы, подобные годичным кольцам. Синклер исследовал черепа почти 600 буйволов, умерших в Серенгети, и обнаружил, что максимальная смертность у них приходится на первый год жизни, а также на животных старше 14 лет. Построив график гибели буйволов и наложив его на данные переписи вплоть до 1958 г., он выяснил, что «телячья» смертность в 1959–1961 гг. была гораздо выше, чем в 1965–1972 гг.
Вот в чем заключалась тайна: почему в первые годы переписи умирало больше молодых буйволов? И почему «детская» смертность впоследствии снизилась?
Буйвол может умереть по одной из трех основных причин: от нападения хищников, от болезни или от голода. Полевые наблюдения показали, что охотящиеся львы и гиены убивают не так много буйволов. Также нельзя было объяснить повышенную смертность телят плохим питанием, поскольку впоследствии было доказано, что Серенгети может прокормить гораздо больше буйволов. Оставались болезни. Буйволы, как и большинство животных, подвержены массе инфекционных заболеваний, но Синклер в первую очередь подозревал всего одну заразу.
Эта болезнь, зачастую приводящая к смерти, называется чума крупного рогатого скота. Ее вызывает вирус, родственный вирусу человеческой кори. Болезнь веками была известна в Азии, в частности в Индии. В 1889 г. вирус попал в Восточную Африку. Считается, что его впервые занесли на континент итальянские войска, которые привезли в Эфиопию, где шла война, инфицированный скот из Индии или Аравии. Затем вирус добрался в Серенгети, поражая масайский скот, и там просто выкосил диких жвачных. В августе 1891 г. Герман Оскар Бауманн пересек Серенгети и констатировал, что там погибло около 95 % крупного рогатого скота, буйволов и гну. Периодические вспышки болезни в Серенгети фиксировались и на протяжении следующих 70 лет: в годы Первой мировой войны, в 1929–1931 гг., в 1931-м, 1933-м, 1945-м, в 1957-м и далее во все годы вплоть до 1961-го, причем особенно сильно болезнь бушевала в октябре 1960 г.
Синклер задумался: может быть, в предыдущие годы чума удерживала популяцию буйволов на низком уровне? А стремительный рост численности в последние годы связан именно с исчезновением чумы? Чтобы проверить эту версию, Синклер стал искать следы инфекции у буйволов разных возрастных групп. В сыворотке крови у животных, заразившихся вирусом, образуются антитела, уровень которых легко узнать лабораторными методами. Если идея Синклера была верной, то у старых животных должны были иметься антитела, а у молодых – нет.
Синклер знал, что вирусолог Уолтер Плоурайт, разработавший новую вакцину против этой болезни, много лет отслеживает чуму крупного рогатого скота в Восточной Африке. Синклер передал Плоурайту образцы буйволовой сыворотки, которые брал в конце 1960-х. Для встречи с Плоурайтом он отправился в лабораторию Восточноафриканской ветеринарной исследовательской организации, которая находится в городе Мугуга близ Найроби. Там оказалось, что ему повезло: сохранились черепа тех животных, у которых брались образцы сыворотки. Соответственно, Синклер мог определить возраст буйволов и проверить свою теорию о чуме.
Выяснилось, что у большинства животных, родившихся в 1963 г. или ранее, были антитела от чумы крупного рогатого скота, а у буйволов 1964-го года рождения и моложе они не наблюдались. Идеально! Тогда Синклер впервые пережил момент «Эврика!».
Корреляция между наличием/отсутствием чумы крупного рогатого скота и, соответственно, увеличением или сокращением популяций буйволов сразу же подсказывала, что изменение численности гну объясняется точно таким же образом. С 1961 г. популяция гну более чем утроилась. Синклер проверил данные об антителах у гну и также заметил резкое исчезновение антител в образцах – по-видимому, гну из поколений 1963 г. и далее не заражались этим вирусом (рис. 7.2). Более того, Синклер выяснил, что вирус поражал не всех животных. Например, популяция нежвачных зебр, которые невосприимчивы к вирусу, на протяжении всего десятилетия оставалась стабильной.
Рис. 7.2
Искоренение вируса чумы КРС у гну и буйволов из парка Серенгети. Антитела к этому вирусу перестают встречаться в крови гну и буйволов, родившихся соответственно после 1963 г. и после 1964 г., указывая, что именно в эти годы болезнь ушла из парка
Рисунок Лиэнн Олдз на основании данных Синклера (1979 г.)
Полученные Синклером данные об исчезновении чумы КРС у буйволов и гну заставили пересмотреть общепринятое мнение об источнике новых вспышек этой болезни в Восточной Африке. Считалось, что дикие животные – виновники эпидемий чумы КРС. Программа плановой вакцинации в регионе распространялась только на домашний скот, но дополнительно позволила искоренить вирус в популяциях диких животных. Таким образом, рассадником болезни оказались именно домашние, а не дикие животные.
Синклер разгадал загадку стремительного увеличения численности жвачных буйволов и гну. В этой экосистеме вирус КРС действовал как микроскопический ключевой вид. Его присутствие отрицательно регулировало численность жвачных, а при подавлении вируса среди жвачных происходил демографический взрыв.
Колоссальное воздействие чумы КРС демонстрирует, что не только хищники могут выступать в качестве ключевых видов – патогенные организмы также могут непропорционально влиять на биологические сообщества. И, как и в случае с хищниками, интродукция или устранение патогенов может оказывать каскадирующее влияние на экосистему. Чума крупного рогатого скота 70 лет терзала Серенгети. Синклер также открыл, что освобождение жвачных от этого влияния повлекло за собой еще массу удивительных изменений.
