А как обстоят дела со всеми видами головоногих во всем мире?
Чтобы ответить на этот вопрос, Даблдей с коллегами раскинули широкую сеть в поисках данных. Они забрасывали ее в прошлое, вплоть до 1950-х гг., а также по всем экологическим нишам от мелководья до океанских глубин. Сеть была достаточно широка, чтобы охватить и кальмаров, и осьминогов, и каракатиц. Они выуживали данные из отчетов об уловах и из научных исследований. Данные, полученные от рыболовных предприятий, сами по себе могут быть неточными, если нужно составить представление о тенденции изменения численности популяций, так как причинами повышенного вылова могут быть, например, излишние старания, а также более совершенные технологии или обнаружение новых промысловых районов. Но результаты научных исследований подкрепили сведения, полученные от рыболовных хозяйств, и все они говорят об одном: головоногих становится больше.
Не существует одного-единственного объяснения этому явлению: скорее всего, действует несколько факторов. Один из них — высокая пластичность, позволяющая приспосабливаться к изменениям окружающей среды, которую Якобуччи обнаружила у аммоноидов. Если представить себе эволюционный процесс, используя метафорический образ скульптора, то разные организмы можно считать разными материалами. Некоторые существа медленно меняют форму, как мрамор под резцом скульптора. Следуя этой аналогии, можно сравнить головоногих с мокрой глиной — отчасти из-за стремительного роста. Колеоидные головоногие, которые и без того быстро взрослеют, могут расти еще быстрее благодаря глобальному потеплению.
Человеческая деятельность может дать головоногим еще одно преимущество. Позвоночные охотились на них, пожирали и побеждали их в конкурентной борьбе со времен появления первых рыб, но теперь крупные позвоночные хищники больше всего страдают от чрезмерного вылова. Например, голубой тунец и акула-молот продаются за баснословные деньги, а потому стремительно исчезают из морей. Вполне возможно, головоногие еще поблагодарят нас за непреднамеренное избавление от хищников и соперников. «Всего хорошего, и спасибо за то, что убрали рыбу!»{27}
Бум головоногих — отличная новость для всех хищников и падальщиков (в том числе человека), которые ими питаются. Но не такая уж хорошая для животных, достаточно мелких, чтобы попасть к головоногим на обед. А люди, к сожалению, настолько прожорливы и всеядны, что не пренебрегают и этими мелкими видами, например сардинами и креветками. «Эй, кальмары! — вероятно, думают некоторые рыбаки. — Щупальца прочь от нашего „куска хлеба“!»
Даблдей пишет, фантастически преуменьшая: «…динамику численности популяций головоногих крайне сложно предсказать». Головоногие настолько пластичны и так легко приспосабливаются, что постоянно сбивают нас с толку. В Калифорнии мне приходилось наблюдать, как за двумя годами мегабума опалесцирующего кальмара следовал год, когда улов был совсем незначительным. А после пяти лет переполоха из-за нашествия кальмара Гумбольдта наблюдалось полное отсутствие этих созданий в калифорнийских водах и заметное уменьшение их физических размеров в мексиканских прибрежных водах.
Мы говорили о головоногих вообще, однако популяционный бум — это исключительная особенность колеоидов. Наутилоиды, увы, вытащили короткую спичку. И хотя пока из-за деятельности человека ни один вид наутилусов не вымер полностью, некоторые локальные популяции все же исчезли, а другие слишком изолированы, чтобы у них была возможность восстановить свою численность, так что, по всей видимости, этот вид обречен на полное вымирание. И даже если включение в список СИТЕС, как мы надеемся, все же будет защищать наутилусов от чрезмерного вылова, эти головоногие сталкиваются с угрозами не только со стороны людей. Одни из самых злостных их преследователей — это осьминоги, которые пробивают раковины острым клювом и плюются ядом. Процветающие колеоиды едва ли испытывают угрызения совести, продолжая пожирать наутилусов независимо от их статуса исчезающего вида так же, как и выедать сардины из наших рыболовных сетей.
Так что возможное наводнение океана головоногими, как это было в старые добрые времена ордовика, таит в себе опасности. Возникающая в связи с этим обеспокоенность напоминает страхи перед нашествием медуз, когда море буквально превращается в желе, подогреваемые слухами о невиданном размножении медуз по всему миру. У медуз есть некоторые общие черты с колеоидами: они живут недолго, хорошо приспосабливаются, ведут хищнический образ жизни, производят на свет множество детенышей, а потому могут быстро воспользоваться любыми благоприятными для них изменениями окружающей среды. Но ни одно научное исследование, подобное изысканиям Даблдей, не нашло доказательств роста численности популяций медуз в мире — в основном из-за недостатка данных[226]. Вполне возможно, что медузы вместе с колеоидными головоногими присоединятся к списку видов-сорняков, которые пышным цветом расцветают там, где наблюдается человеческое вмешательство в природу. Наш вид стремительно меняет Землю, как ее меняли когда-то только метеориты и вулканы, и возможное выживание кальмаров и медуз, а также крыс и комаров — слабое утешение на фоне массового исчезновения менее стойких форм жизни[227].
Я с содроганием думаю о количестве жертв, накопившихся на счету человека за его короткую жизнь как биологического вида. Но самоотверженность многих из нас, стремящихся поправить положение, вызывает во мне гордость. В конце концов, международный комитет СИТЕС совсем недавно взялся за решение такой сложной задачи, как сохранение наутилусов. Может быть, уже слишком поздно, чтобы обратить изменения вспять, но, по крайней мере, мы сможем помочь восстановлению хотя бы некоторых видов.
Подопытные кролики и библиотека видов
Даблдей и ее коллеги первыми взялись за количественную оценку «бума головоногих», однако его предсказывали и многие другие исследователи. Так, Хосе Хавьер из университета Коимбры в Португалии в статье 2014 г. пророчески отметил:
Головоногие произошли от кембрийского предка-моллюска. Они пережили массовые вымирания в конце палеозоя и в конце мезозоя и процветают, несмотря на конкуренцию со стороны рыб. Некоторые группы головоногих, такие как аммониты и белемниты, вымерли, но колеоиды выжили и увеличили свое разнообразие. Особенности их жизненного цикла помогли им приспособиться к изменениям экологических условий и обеспечили им возможность быстро эволюционировать в ответ на новое давление отбора. Следовательно, есть все основания предполагать, что эти особенности также позволят головоногим успешно эволюционировать и в эпоху глобального изменения климата, избежать вымирания и в конечном итоге породить новые формы жизни, приспособленные к новому «парниковому миру»[228].
Хавьер и его коллеги провели семинар «Будущие задачи науки о головоногих»; процитированная выше статья, которую они написали по итогам этого семинара, предлагает вопросы на любой вкус, которые только и ждут исследователей, готовых ими заняться. Среди указанных задач выделяются две первоочередные, особенно необходимые для изучения современных головоногих, которые можно обозначить как «подопытные кролики» и библиотека видов.
Чтобы понять, почему важны именно эти задачи, начнем с загадки, которой почти столько же лет, сколько и мне, а именно с парадокса крупного кальмара. Когда в 1988 г. биолог Дэниел Поли взялся точно рассчитать, сколько энергии нужно было бы потребить кальмару, чтобы вырасти до действительно больших размеров, он убедился, что такой рост занял бы много времени. И тем не менее результаты вычисления возраста кальмаров по слоям в статолитах — тем самым камешкам у них в ушах — свидетельствуют о стремительном росте. Например, кальмар Гумбольдта может менее чем за год достичь длины, равной моему росту (мне же потребовалось 20 лет, чтобы вырасти до 1,5 м). Так, может быть, в вычисления Поли вкралась ошибка? Вполне вероятно, но обнаружить ее никто не смог.
Если бы можно было выращивать крупных кальмаров в лаборатории, мы могли бы измерить, сколько они съедают и как быстро растут. Тем или иным способом мы бы разрешили парадокс. Но я билась над этой задачей все годы работы над диссертацией, и у меня ничего не вышло. Кальмары такие привередливые! Я держала дома осьминога еще в 10-летнем возрасте, но вырастить кальмара мне так и не удалось. Другие, более опытные и успешные, аквариумисты, например работавшие в Океанариуме залива Монтерей, сумели вырастить карликовых кальмаров и рифовых каракатиц, но даже им не удалось вырастить крупных пелагических (обитающих в толще воды) кальмаров, таких как кальмар Гумбольдта.
Вообще, содержать кальмаров в неволе труднее, чем осьминогов и каракатиц, — они не будут тихо сидеть вблизи дна. Они хотят плавать, в результате неизбежно врезаются в стены любой емкости и калечатся. С пелагическими кальмарами особенно трудно — они привыкли к бескрайним голубым пространствам, которые невозможно воспроизвести в лабораторных условиях. А крупные пелагические кальмары вроде кальмара Гумбольдта — особенно сложный случай, потому что у них самые мелкие детеныши. Таких крошечных хрупких детенышей трудно кормить и легко потерять.
Если в лаборатории сложно даже просто содержать этих животных, то попытки сделать из любого головоногого то, что биологи называют «модельный организм», кажутся заранее обреченными на неудачу. Модельный организм — вид, представителей которого легко содержать и разводить в лабораторных условиях, чтобы на его примере изучать различные биологические явления. К таким видам относятся, например, плодовые мушки, кролики или мыши, которых используют во многих опытах. Хавьер и его коллеги в своей статье подчеркивают необходимость поиска модельного организма среди головоногих моллюсков. И вот Эрик Эдсингер-Гонсалес, с которым мы уже познакомились в связи с его вкладом в секвенирование генома осьминога, начал работу над преобразованием прелестного карликового кальмара в тот самый модельный организм. Небольшие размеры и оседлый образ жизни моллюсков этого вида позволяют обойти некоторые из препятствий на пути разведения головоногих.
Карликовые кальмары примерно такого же размера, как и другой водный модельный организм — рыбки данио-рерио. Данио наполняют аквариумы в исследовательских лабораториях по всему миру, они летали в космос в 1976 г., их клонировали в 1981 г., они постоянно участвуют в новейших исследованиях онкологических заболеваний, врожденных пороков развития и т. д. У карликовых кальмаров и рыбок данио есть еще одна невероятно полезная общая черта: их яйца и зародыши прозрачны. Можете себе представить, насколько удобны для изучения прозрачные организмы. Можно увидеть каждый шаг развития животного, при помощи флуоресцентных маркеров можно отследить конкретные вещи, например рост отдельного нейрона (маркеры здесь молекулярные, а не такие, которыми выделяют текст в учебниках). Можно даже управлять нейронами, направив свет на прозрачный организм, если в него при помощи сплайсинга встроить светочувствительный ген. Эдсингер-Гонсалес говорит: «При помощи света можно остановить и запустить сердцебиение. Можно заставить червя ползти»[229].
Если появится головоногий модельный организм, подобные технологии можно будет применять к животным, которые состоят с нами в очень дальнем родстве, но при этом обладают многими общими чертами с позвоночными, которые возникли в результате конвергентной эволюции. По словам Хавьера и коллег, «это позволит лучше разобраться не только в эволюции головоногих, но и в эволюции человека»[230]. Если мы узнаем, как в ходе эволюции моллюсков развились глаза, мозг и определенные паттерны поведения, мы сможем с новой точки зрения взглянуть на их развитие у человека.
Это настоящая биология будущего с ультрасовременным лабораторным оборудованием, — казалось бы, совсем непохоже на старые добрые времена, когда натуралисты работали в поле, ловили бабочек сачком и зарисовывали животных в блокнотах. Но выясняется, что даже самая передовая наука опирается на естествознание старой школы. Генетика, биология развития и эво-дево, соединяющая обе эти науки, — все это невозможно без работы с живыми животными. Нам не обойтись без тщательного изучения животного, его анатомии и морфологии, выявления его характерных особенностей, чтобы определить его место на эволюционном древе жизни.