Эволюция: Триумф идеи - Карл Циммер

Когда палеонтолог изучает массовые вымирания миллионолетней давности, он должен быть счастлив, если удается доказать, что вымирание того или иного вида заняло меньше, к примеру, 5000 лет. Но те, кто занимается нынешним вымиранием, иногда могут сузить эти временные рамки до нескольких десятилетий, а то и лет. Все, что для этого требуется, — выбрать правильное место для раскопок.

Одно из таких правильных мест находится в пещере на Гавайских островах. Дэвид Верни, палеоэколог из Фордэмского университета в Нью-Йорке, копает в этой пещере яму с 1997 г. Несколькими годами раньше Верни бродил с командой ученых вдоль южного побережья Кауаи, одного из западных островов Гавайского архипелага. Занимаясь поисками ископаемых останков и других следов исчезнувшей жизни, они наткнулись на узкий вход в известняковую пещеру, известную среди местных жителей как Махаулепу. Они протиснулись внутрь и оказались в коридоре, украшенном сталактитами и наростами карбоната кальция, а через 15 метров вышли на площадку, залитую солнечным светом и заросшую деревьями. Раньше там была высокая галерея, но крыша пещеры в этом месте рухнула тысячи лет назад. Сверху через отверстие занесло семена, и внизу вырос скрытый, почти подземный сад. Берни остановился, собрал длинную полую металлическую трубку, которую всегда носил с собой, и глубоко загнал ее в илистую почву. В столбике земли, извлеченном из трубки, он обнаружил хрупкий ископаемый череп лысухи, местной гавайской птички. Берни решил, что именно здесь он будет копать большую яму.

Копал он по большей части руками, чтобы не повредить лопатой хрупкие ископаемые. Под несколькими верхними футами илистой почвы обнаружился черный торф, а еще через несколько футов раскоп достиг уровня грунтовых вод. После этого воду все время приходилось откачивать дренажными насосами; после выключения насосов в конце дня яма за несколько минут заполнялась водой. Берни собирал на дне грязь в ведра и поднимал на поверхность. Добровольцы промывали содержимое ведер в детских надувных бассейнах и вылавливали все твердые частицы ситом. После этого специалисты осматривали найденные ископаемые, сортировали их, паковали и отправляли все интересное в музеи и лаборатории для тщательного исследования. Кроме того, Берни брал образцы почвы, которые позже проверял на наличие спор и пыльцы — определял, какие растения росли вокруг пещеры.

В настоящее время раскоп представляет собой яму глубиной 6 и шириной 12 метров. Изотопный состав углерода в кусочках растительного материала на дне ямы показывает, что возраст нижних ее слоев 10 000 лет. Первые 3000 лет подземный поток медленно откладывал на полу пещеры ил. 7000 лет назад уровень океана поднялся, соленая вода затопила гроты, и потолок пещерного зала рухнул. Поверх соленой воды, пропитавшей грунт, образовалось мелкое озерцо менее плотной пресной воды. Животные и растения падали со стен пещеры в озерцо, тонули и опускались на дно в илистый грунт. Известно, что в пещерах хорошо сохраняются кости, а в озерах — пыльца растений. А лучше всего, когда это озеро в пещере, как в Махаулепу. Берни откопал в своей яме непрерывную историю Гавайев за 10 000 лет; ничего подобного раньше никто не находил. Он называет свой раскоп «машиной времени для бедных». Полученная Берни картина — один из поразительнейших примеров того, как человек провоцирует вымирание видов. Многие растения и животные, останки которых Берни находит на дне ямы, уникальны для Гавайев. Вообще, жизнь с большим трудом проникает на эти острова — ведь от них до ближайшего континента 3700 километров. Океанские течения иногда заносят на острова семена растений, и те из них, что отличаются самой толстой скорлупой или кожурой, могут при этом сохранить всхожесть. Иногда сюда попадают сбитые с курса сильным ветром птицы и летучие мыши, а перелетные виды используют острова для отдыха в пути на юг или на север. Иногда они приносят что-нибудь на грязных лапах — яйцо улитки, спору папоротника, — и этому чему-нибудь тоже иногда удается обосноваться на островах.

Пыльца и семена, которые Берни находит на дне своей ямы, прилетали сюда из пышных прибрежных лесов; обычные обитатели здесь — пальмы, кустарники, напоминающие мимозу, и споровые растения. Животные, попавшие в эти леса, не встретили здесь ни хищных млекопитающих, ни конкурентов, зато обнаружили неограниченные запасы пищи. Пользуясь этим, обитатели Гавайских островов свободно эволюционировали, подобно вьюркам на Галапагосах и цихлидам в озере Виктория, и достигли невероятного разнообразия. Так, 30 млн лет назад сюда попали плодовые мушки — один или два вида; сейчас на островах около тысячи видов этих насекомых, и ни один из этих видов не встречается в других местах. Из примерно двух десятков видов сухопутных улиток, случайно и в разное время попавших на Гавайи, образовалось более 700 видов. Вероятно, именно улитками питалась громадная популяция сухопутных крабов, шнырявших в подстилке здешних лесов; погребенные тела этих крабов Берни также находит в своей пещере.

Животные, особенно птицы, быстро эволюционировали, стараясь использовать все существующие на островах экологические ниши. В остальном мире совы, как правило, охотятся на грызунов и других мелких животных на земле. Берни обнаружил скелеты сов, которые в результате эволюции стали больше похожи на ястребов и хватали добычу — других птиц — в воздухе. Три миллиона лет назад на Гавайи из Северной Америки залетел один-единственный вьюрок; эта птичка дала начало сотне видов гавайских цветочниц. Берни находит черепа цветочниц с массивными клювами, способными, подобно щелкунчику, раскалывать твердые семена, которыми не может питаться больше никто на Гавайях. Другие виды птиц, к примеру, иви или черно-алая гавайская цветочница, извлекают нектар из цветов при помощи изогнутого клюва, тонкого, как пипетка.

Остров Кауаи возник в результате вулканической деятельности всего 5 млн лет назад; за это время некоторые из здешних птиц превратились в пернатых аналогов свиней и коз. «Утки и гуси здесь, на Гавайских островах, имели возможность стать совершенно наземными животными, — объясняет Берни. — Они стали куда крупнее, чем обычно; перестали летать, им это было ни к чему; научились пастись на траве и щипать листья с деревьев. Среди вымерших уток и гусей на островах были такие, что пытались, в некотором смысле, превратиться в козу или свинью». Утки потеряли крылья, выросли до размеров индейки и обзавелись клювами наподобие черепашьих, чтобы удобно было щипать травку. Гуси тоже утратили крылья, а по размеру стали вдвое крупнее нынешних канадских гусей. У некоторых водоплавающих даже появились на клювах выступы, напоминающие зубы; таким «зубастым» клювом удобно было начисто обдирать листья папоротника.

На дне раскопа Берни, помимо летучих мышей и крабов, нашел 45 видов птиц и 14 видов сухопутных улиток. Двигаясь по стенам раскопа вверх, т. е. приближаясь к нам по времени, можно обнаружить признаки нечастых природных катаклизмов, таких как вторжение океанских вод, отмеченное костями кефали. Однако в основном останки на дне провала принадлежат птицам, улиткам, крабам, пальмам, мимозам и другим местным видам. На протяжении нескольких тысяч лет содержание палеонтологической летописи практически не меняется.

А затем, примерно 900 лет назад, в яме появляются останки нового вида: крысы.

Крысы прибыли на Гавайские острова примерно 1000 лет назад с первыми полинезийскими поселенцами. Следующие столетия в яме Берни несколько смазаны из-за цунами; примерно в 1500 г. гигантская волна налетела на остров, смыла и перемешала верхние несколько футов осадков. С одной стороны, она отняла у Берни часть истории и в какой-то степени спутала нам карты, но с другой — принесла в пещеру рукотворные вещи. Берни нашел там костяные рыболовные крючки и панцири морских ежей, на которых гавайцы их затачивали. Он нашел также диск из полированного базальта; если его смочить, то можно использовать как зеркало. Кроме того, там были иглы для нанесения татуировки, фрагменты весел для каноэ и разрисованных тыквенных бутылей. Кроме того, в этом слое впервые появляются следы новых растений, которые полинезийцы привезли с собой, — горького ямса и кокосов. Мелькают и кости кур, собак и свиней — животных, которых первые гавайцы тоже привезли с собой.

Именно в этот момент местные виды в раскопе Берни начинают пропадать. Местные сухопутные улитки, когда-то весьма многочисленные, встречаются куда реже. Пальмы и другие лесные деревья уже не оставляют в яме свою пыльцу. Сокращается численность сухопутных крабов, исчезают крупные нелетающие птицы. Длинноногая сова тоже исчезает, сменившись другой совой, болотной, которой прекрасно подошли в пищу недавно появившиеся на островах крысы.

В 1778 г. капитан Кук первым из европейцев побывал на Гавайских островах, и место, где он высадился в первый раз, находится всего в нескольких милях от Махаулепу. Кук подарил царьку острова пару коз. Берни находит в своей яме кости потомков этих коз и останки других европейских иммигрантов: животных, таких как лошадь и овца, и растений, таких как яванская слива и мескитовое дерево. Остались в провале и кости домашнего скота, который пасся вокруг в конце XIX в. В изобилии имеются останки гигантской тростниковой жабы и хищной улитки, завезенных уже в XX в. для борьбы с вредителями.