Самая совершенная вещь на свете
Шрифт:
Понимание того вреда, который несут кислотные дожди, пришло с запозданием, но позже оказалось, что они оказывали отрицательное влияние на скорлупу птичьих яиц еще со времен промышленной революции, и положение неуклонно ухудшалось. Это изящно продемонстрировало исследование Риса Грина, и он сделал данное открытие почти случайно. Грин, одновременно работавший в Кембридже и Королевском обществе защиты птиц (Royal Society for the Protection of Birds, RSPB), искал возможные причины снижения численности британских белозобых дроздов. Он задался вопросом, могло ли продолжающееся закисление горных местообитаний белозобого дрозда привести к уменьшению толщины яичной скорлупы и к снижению успеха в размножении, как в случае с голландскими большими синицами. При этом он предполагал, что на другие виды дроздов – черного дрозда, певчего дрозда и дерябы, размножающихся в низменностях, где воздействие закисления было гораздо менее очевидным, – оно так не повлияет. Используя музейные коллекции яичной скорлупы, собранные с 1850 г., Грин сумел отследить изменения в толщине скорлупы во времени. Яичные скорлупки у белозобых дроздов демонстрировали непрерывное уменьшение
46
Green, 1998. Интересно, что не существует указаний на то, что пестициды, ставшие причиной значительного уменьшения толщины скорлупы у хищных и рыбоядных птиц в середине 1940-х гг., оказали какое-то воздействие на дроздов.
Изменения в законах, регулирующих промышленные и сельскохозяйственные выбросы, уменьшили выпадение кислотных дождей, так что популяции улиток и качество яичной скорлупы у синиц и дроздов начали восстанавливаться, но скорлупа по-прежнему остается тоньше, чем была раньше {47} .
Кислотный дождь был не единственной связанной с кальцием проблемой, выпавшей на долю птиц из-за вреда, причиняемого людьми окружающей среде. Гораздо более серьезная и коварная проблема появилась в период между 1940-ми и 1970-ми гг. из-за пестицидов. Изобретенное в 1939 г. хлорорганическое соединение, известное как ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан), оказалось настолько эффективным в предотвращении распространения человеческих болезней, переносимых насекомыми, что это, как говорили, даже помогло союзникам выиграть Вторую мировую войну. Эффективность его была такова, что к 1970-м гг. ДДТ использовался по всему миру. Его отрицательное действие на живую природу, и на популяции диких птиц в том числе, стало очевидным почти с момента изобретения препарата, но его изготовители потрясающе преуспели в обмане или, возможно, действовали в сговоре с правительством США, поэтому могли использовать его в сублетальных дозах на обширных территориях суши. В 1940-е и 1950-е гг. власти США даже разбрызгивали ДДТ на занятых людьми пляжах, чтобы оградить купальщиков от кусачих мух: «услуга» рекламировалась с использованием изображений беззаботных детей, резвящихся в облаках ДДТ.
47
Reynolds, Perrins, 2010.
ДДТ накапливается (в чуть измененной форме, называемой ДДЭ – дихлордифенилдихлорэтилен) вверх по пищевой цепи, поэтому было обнаружено, что его содержание у высших хищников вроде хищных птиц, сов и цапель в итоге оказалось очень высоким. В настоящее время его воздействие на эти виды птиц хорошо изучено. Начиная с 1960-х гг. обнаруживалось, что хищные птицы откладывали яйца с исключительно тонкой скорлупой, которую насиживающая птица всякий раз раздавливала. Измерения яичной скорлупы из музейных коллекций слишком красноречиво показывали, что уменьшение толщины скорлупы точно совпадало с началом использования ДДТ. Потребовалось гораздо больше времени, чтобы установить ответственный за это физиологический механизм: ДДТ мешал работать должным образом ферменту, важному для формирования яичной скорлупы. Фактически ДДЭ останавливал секрецию необходимого для скорлупы кальция быстрее, чем это происходило бы в отсутствие вещества, что приводило к резкому уменьшению ее толщины. Истончение яичной скорлупы в 1960-х гг. происходило не из-за нехватки кальция, а из-за химического вещества, которое мешало птицам его использовать. Как заметил Марк Кокер в своей книге «Клакстон: полевые заметки с маленькой планеты» (Claxton: Field Notes from a Small Planet), для птиц вроде соколов-сапсанов «разница между выживанием и вымиранием… покоилась на половине миллиметра кальция» {48} .
48
ДДТ – это дихлордифенилтрихлорэтан; ДДЭ (дихлордифенилтрихлорэтилен) является его метаболитом. Вдохновленный фактом находки яичной скорлупы грача, Марк Кокер обсуждает проблему ДДТ в книге «Клэкстон…».
Использование ДДТ и других ядовитых пестицидов было в конце концов запрещено в Великобритании и Северной Америке в 1970-х гг., а в 2001 г. – во всем мире. Толщина яичной скорлупы хищных птиц вновь быстро увеличилась, но поводов для самоуспокоения у нас нет. В 2006 г. защитники природы обрадовались, обнаружив, что пара калифорнийских кондоров – вида, находящегося на грани полного исчезновения, – загнездилась в районе Биг-Сур на побережье Калифорнии. Но радость была недолгой: едва снеся яйца, родители сразу раздавили их в гнезде. Скорлупа яиц оказалась очень тонкой, а анализ показал, что она переполнена ДДЭ. Это была загадка. ДДТ был запрещен уже сорок лет – как же это могло случиться? Ответ удручает. Между 1950-ми и 1970-ми гг. химическая компания «Монтроуз», которая выпускала ДДТ, очевидно, сбрасывала его сотнями тонн в лосанджелесскую канализацию, откуда он проделал свой коварный путь из накопившихся морских отложений в ткани рыбы и морских львов, чьими трупами кормятся прибрежные кондоры {49} .
49
Birkhead et al., 2014: 415; http://www.nytimes.com/2010/11/16/science/16condors.html?pagewanted=all&_r=0.
Мы
В июле 2013 г. мне рассказали об одной публикации в Интернете, где утверждалось, что яйца кайр могут быть самоочищающимися. Я бы покривил душой, сказав, что когда-либо слышал об этом. За годы наблюдений за кайрами я знал, что их яйца неизменно были покрыты грязью, и совершенно непонятно, как она могла быть удалена. Заинтересовавшись, я посетил вебсайт и оказался заинтригован вдвойне. Это было сообщение о докладе, сделанном на конференции в Испании человеком с истинно португальской фамилией – Стивом Португалом. Оно вызвало огромный интерес: во-первых, из-за того что ученые редко разглашают свою работу до того, как ее рассмотрят их коллеги и она будет издана, во-вторых, как раз из-за самого открытия.
50
Carson, 1962; см. также книгу: Oreskes N. and Conway E. M. Merchants of Doubt. London: Bloomsbury Press, 2010. Неоникотиноиды – другая группа пестицидов, разработанная несколько позже. Они оказывают столь же опустошительное воздействие на дикую природу. См.: Goulsen, 2013.
Португал случайно пролил немного воды на яйцо кайры, лежавшее у него на столе, и заметил, что вместо того, чтобы покрыть всю его поверхность, вода собралась в виде отдельных серебристых капелек. Эффект в точности напоминал то, что можно увидеть на листьях лотоса и многих других растений. Португал понимал, что причина кроется в строении листа или скорлупы, и, по крайней мере, для лотоса эффект самоочистки был известен. Дело в том, что вода, образуя почти сферические капельки, убирает с поверхности листьев все постороннее, и, когда лист наклонен, вода скатывается с него, унося загрязнение с собой.
Я никогда не задумывался о микроструктуре скорлупы яйца кайры. Сразу после прочтения статьи я перешел из своего кабинета в лабораторию и поместил яйцо кайры под препаровальную лупу. При большом увеличении поверхность яйца напоминала горный хребет Гуйлинь в Китае – множество остроконечных пиков. Затем я заменил яйцо кайры яйцом гагарки и посмотрел его под микроскопом. Для двух столь близкородственных видов отличия были примечательными: теперь я смотрел на низкие округлые холмы Саут-Даунс в Англии. Я не мог поверить, что никогда не задумывался рассматривать яичную скорлупу таким образом. Из-за случайно пролитой воды Португал заметил, что ландшафт из островерхих гор на яйце кайры был очень похож на прыщеватую поверхность листьев лотоса – отсюда и способность обоих объектов заставлять воду собираться в крохотные шарики. Поверхность такого рода известна как гидрофобная (от слов hydro – вода, phobic – пугающий, то есть отталкивающий).
Объяснение Португала состояло в том, что кайрам необходим механизм для борьбы с брызгами соли с моря и с множеством отходов от других птиц в местах их гнездования. Отходы – это то, что известно среди исследователей морских птиц под обозначением «дерьмо». И хотя кайры действительно насиживают яйца в условиях, далеких от гигиенических, я упустил из вида возможность, что их яйца могут быть самоочищающимися. Однако различия между поверхностью скорлупы яиц гагарки и кайры заставили меня задаться вопросом: а играет ли гигиеническую роль прыщеватая поверхность яйца кайры, как это думает Стив Португал? Яйца гагарки вряд ли когда-нибудь пачкаются фекалиями, потому что эти птицы гнездятся обособленно и достаточно заботливы, чтобы выбрызнуть свои жидкие экскременты поодаль от гнезда. Кайры, в противоположность им, напоминают неосторожных инвалидов, страдающих недержанием.
Препаровальная лупа – не лучший способ исследования поверхности яйца. Гораздо больше открывает нам растровый электронный микроскоп, который дает превосходные, четкие трехмерные изображения в более сильном увеличении. Я предоставил несколько фрагментов скорлупы нашей университетской службе по работе с электронным микроскопом, и несколько часов спустя у меня было несколько красивых изображений, которые сделали различие между скорлупой яиц кайры и гагарки еще более очевидным.
Четкие черно-белые изображения на экране компьютера заставили меня подумать о яйцах бескрылой гагарки – вымершего гигантского родственника кайр и гагарок. Мы знаем, что бескрылые гагарки гнездились большими колониями, но теснились ли они бок о бок в фекальной грязи, как кайры, или держались на расстоянии друг от друга из гигиенических соображений, как гагарки? Возможно, поверхность скорлупы их яиц могла рассказать мне об этом.
Но каким же образом можно исследовать поверхность яйца бескрылой гагарки? Это вымерший вид, и по всему миру в различных музейных коллекциях находится очень мало яиц. Кто позволил бы мне исследовать один из этих почти бесценных экземпляров? За двадцать лет до этого я посещал университетский Музей зоологии в Кембридже, чтобы спросить хранителя, можно ли мне исследовать одно из их восьми яиц бескрылой гагарки для другого проекта. Он согласился, но, когда показывал мне яйцо, произнес то же самое предписание, какое однажды использовал мой дед, сказав о женщинах: смотреть можешь, но дотрагиваться – ни-ни.