ОБИТАТЕЛИ ПОДЗЕМНОГО МИРА

Спускался я на дно пещер,
Где сумрак ядовит и сер,
И где увидеть мы могли б
В воде озер безглазых рыб.

Н. Гумилев

10.1. Ольм и индрик

Мифы и предания древних народов богато населяли подземный мир. В пещерах рождались Боги, жили Герои. Здесь же находилось и царство Мертвых. Иезуит Афанасий Кирхер (XVII в.) полагал, что земля, как сыр, пронизана дырами. Там, во многочисленных пещерах, затаились всевозможные монстры - герои греческих, римских и библейских легенд. Среди них особое место занимают драконы. Выйдя на поверхность из своей пещеры (недаром в мире столько Драконовых пещер!), они не всегда могли найти дорогу обратно и блуждали по свету, становясь жертвами благородных рыцарей. С таким чудовищем бился не на жизнь, а на смерть драконоборец Винкельрид, родосского дракона-скитальца убил в 1345 г. благородный рыцарь Деодатус...

Такими "сенсациями" переполнены средневековые трактаты, высмеянные А. Франсом в романе "Остров пингвинов". Облик драконов часто определяли реальные зоологические и палеонтологические находки. Дракон Винкельрида "срисован" со скелета плезиозавра (только его передние ласты переделаны в крылья), родосский дракон - довольно точная копия летающей ящерицы из лесов Явы.

Основой легенд о героях, победивших драконов, вероятно, являлось аргосское сказание о Персее, сыне Зевса и красавицы Данаи. Это он, убив Медузу Горгону, "мимоходом" сразил морского дракона, грозившего смертью прекрасной Андромеде. Христианская религия по-своему "отредактировала" древнюю легенду. Персей был канонизирован как святой рыцарь. В XI в. легенда о Святом Георгии-драконоборце проникла на Русь. О его битве с вышедшим из пещеры драконом напоминают более 200 рукописных списков на русском, сербском, греческом, латинском, немецком, французском и многих других языках. А искусственный дракон, на радость детворе, и сегодня каждый час брызжет огнем из пасти у входа в небольшую Смочу яму под Вавельским замком (Польша).

Суеверия иногда возводят в ранг всемогущих страшилищ самых безобидных животных. "Ольм, страшный дракон, затеял игру в горах",- сообщили священнику жители словенской деревни Ситтих. Это было в 1751 г., во время наводнения. Бурные потоки вырывались из входов в карстовые пещеры. Они-то и вынесли на поверхность виновника всех бед - бледное, похожее на тритона существо с двумя красными пучками жабр по бокам головы и с крохотными лапками. Священник заспиртовал это странное существо и отослал натуралисту Вальвасору, который описал его под именем морского божества Протея, обладавшего способностью превращаться то в дракона, то во льва. С изучения протеев, в XX в. ставших эмблемой словенского карста, и началась наука биоспелеология.

Протей (Proteus anguinus) действительно оказался обитателем подземного мира. Длинное, до 28 см, червеобразное тело протея окрашено в желто-белый, реже - мясо-красный цвет. У него слабенькие, непригодные для ходьбы лапки с 3 и 2 пальцами, малюсенькие, скрытые под кожей глазки, заметные лишь у молодых животных. Кроме жабр у него имеются и легкие, но дышать ими он может 2-4 часа. Питается протей пауками, рачками, насекомыми, добывая их с помощью осязания и обоняния. Ламарк использовал протея как иллюстрацию своей теории об эволюционных изменениях животных под влиянием среды. Протей относится к семейству, в котором насчитывается 5 видов: один - европейский (пещерный) и четыре - североамериканских (наземных). Сейчас в Южной Америке обнаружен еще один подземный вид.

В таинственной "Голубиной книге", имевшей в средние века хождение на Руси, есть такие строки:

У нас Индрик-зверь, всем царям зверь,
И он ходит, зверь, по подземелью,
Яко солнышко по поднебесью.
Он проходит все горы белокаменные,
Прочищает ручьи и проточины,
Пропущает реки в кладези студеные...

Что же это за таинственный "подземный зверь"? По всему русскому Северу, Сибири, Маньчжурии и Китаю распространены легенды о звере-кроте ростом со слона. "Тин-Шу постоянно держится в пещерах, похож на мышь, но достигает величины быка; он выкапывает себе пещеры в местностях, покрытых скалами и лесами",- повествует китайский трактат Бун-зоо-ганн-му, составленный в XVI в. Так людская молва связала с пещерами мамонтов, находимых во многолетней мерзлоте. Ну, а Индрик? Профессор С. Усов доказал, что слово "Индрик", так же как и встречающиеся в русских легендах другие названия этого зверя (инрог, индрог, индра), происходит от ненецкого "йенгора" - подземный вожак, мамонт.

Мамонт дал название многим пещерам мира: одним - по их гигантским размерам (Мамонтова в США), другим - по находкам их зубов или костей (шахта в Крыму, местонахождение в Южной Дакоте, США). О последнем стоит рассказать более подробно. При строительных работах кости мамонта были обнаружены на дне провальной воронки диаметром около 50 м с 14-метровой карстовой полостью на дне. В результате прорыва напорных вод в ней образовался водоем глубиной более 5 м. Спускавшиеся на водопой мамонты не всегда могли выбраться наверх по скользким бортам воронки. В этой естественной ловушке, имеющей возраст около 26 тысяч лет, найдены кости десятков особей мамонтов, гигантского медведя, волка, суслика, луговой мыши. Надо отдать должное нашим американским коллегам: сотрудники Северо-Аризонского университета проф. Ларри Агенброд и его ассистент Джим Мид за 20 лет провели огромную работу... Местонахождение "взято под крышу" - над ним построено музейное здание, причем экскурсии проводят по участку, где продолжаются раскопки. В 1985 г. его посетило 50 тысяч человек, что в значительной мере окупило стоимость исследований. Местонахождение является гордостью штата и городка Хот-Спрингс.

О взаимоотношениях мамонтов и пещер можно говорить только по костным остаткам. Зато "слоновьи пещеры" существуют и сегодня. В Кении известна соляная пещера Китум, стены которой покрыты желобками, оставленными бивнями слонов. Они заходят сюда, чтобы полакомиться солью. Английский зоолог Р. Боуел наблюдал, как слоны карабкаются по крутому склону вулкана Элгон, чтобы добраться до небольшой пещеры на 345 м выше равнины, где они обитают. Здесь, пользуясь хоботом, слоны "добывают" комья глинообразного цеолита. Они поедают его, чтобы восполнить нехватку в организме натрия и калия.

10.2. Рождение биоспелеологии

Первые сведения о подземной фауне содержатся в книге иезуита Кирхера. В XVIII-XIX вв. открытия продолжались, хотя описания пещерных животных были небезошибочными, а сведения о них - неполными. К концу XIX в. в списках фауны отдельных пещерных районов числилось до сотни видов различных животных.

Термин "биоспелеология" (раздел биологии, изучающий подземную жизнь) ввел в 1903 г. француз А. Вирено. Расцвет биоспелеологии связан с деятельностью румынского ученого Эмиля Раковицэ (1868-1947). В 1904 г. он описал слепого рачка из Драконовой пещеры на о-ве Мальорка, в 1907 г. основал международную научную ассоциацию "Биоспелеолоджика", в 1920 г. создал в г. Клуж (Румыния) первый в мире институт спелеологии. Э. Раковицэ и его сотрудник Ж. Вандель обследовали более 1500 пещер Европы и способствовали исследованиям обитателей подземелий во всем мире. В бывшем СССР они проводились в очень скромных масштабах. Лидером отечественной спелеологии был московский биолог Яков Авадьевич Бирштейн (1911-1970), основатель серии публикаций под рубрикой. Сейчас его дело продолжают С. Левушкин, Н. Залесская, С. Головач, В. Книсс, Р. Джанашвили и несколько других энтузиастов.

В настоящее время принято выделять пещерную фауну - особый комплекс животных, обитающих в пещерах и трещинах горных пород. Такое расширенное понимание биоспелеологии (или, как иногда говорят биологи,- биоспеологии) привело к выделению стигобиосферы (по имени мифической реки Стикс, протекающей через царство мертвых). Болгарский биолог Л. Цветков считает, что эта сфера располагается от основания почвенного разреза до нижнего предела биосферы. Стигосфера в основном населена различными бактериями. Особое место в ней занимают пещеры, где обитают представители 7 типов животных - простейшие, губки, кишечнополостные, черви, членистоногие (ракообразные, паукообразные, многоножки, насекомые), моллюски и хордовые (рыбы, амфибии, рептилии, птицы, млекопитающие). Всю спелеофауну подразделяют на три группы, между которыми, правда, нет четких границ: троглобионтов, троглофилов и троглоксенов.

Троглобионты - животные, проводящие под землей всю жизнь и здесь же размножающиеся. Некоторые из них были известны еще первобытному человеку. В пещере Трех братьев (Франция) среди палеолитических рисунков обнаружено изображение насекомого, в котором зоологи признали пещерного кузнечика. Пещерные животные обратили на себя внимание и Ч. Дарвина, который считал, что многие вопросы эволюционной теории следует разрабатывать с учетом особенностей этих странных существ. "Некоторые из них очень аномальны, представляя собой как бы живые окаменелости",- писал великий английский натуралист.

В чем же проявляется аномальность троглобионтных животных? Прежде всего, во внешнем облике. Большинство обитателей пещер лишено глаз и окраски (пигментации). Ножки и усики насекомых тонкие, длинные и покрыты чувствительными волосками и щетинками. Осязание заменяет им в темноте зрение. Облик их чем-то напоминает глубоководных животных, с которыми их связывают тесные родственные связи. Мухи, теряя крылья, становятся похожими на жуков, а жуки, имеющие вздутое брюшко и тонкую талию, напоминают муравьев. В подземных водоемах плавают полупрозрачные рачки-бокоплавы; только черная полоска кишечника, забитого илом, выделяется на фоне их беловатого тела. Очень резко отличаются от своих поверхностных родственников и пещерные позвоночные. Они имеют недоразвитые глаза, укороченные конечности, дышат жабрами.

Постоянная температура и высокая влажность пещер обусловливают особенности физиологии и образа жизни троглобионтов. Обмен веществ у них замедлен, а жизненные циклы растянуты. Поэтому подземные бокоплавы живут не два года, как поверхностные, а 10-15 лет. У подземных животных исчезает цикличность в развитии, стираются грани водной и воздушной сред обитания: водное животное может долго находиться на суше, а сухопутный жук или многоножка спокойно "путешествуют" по дну водоемов. Питаются обитатели пещер бактериями, развивающимися в иле подземных озер, низшими грибами типа плесени, пометом летучих мышей, листьями и веточками растений, заносимыми в пещеру с поверхности. Есть в пещерах и свои хищники - жужелицы, стафилиниды, сенокосцы, лжескорпионы.

Сухопутная троглобионтная фауна пещер формируется из видов, обитающих на поверхности, в лесной подстилке, почве, норах животных, а водная в основном имеет морское происхождение. Многие троглобионты - реликты более или менее древних плейстоценовой или неогеновой фаун. Как писал Ч. Дарвин, пещеры - это палеонтологический зоопарк, в значительной мере населенный осколками давно погибших на поверхности форм. Среди троглобионтов много эндемиков, то есть видов и родов, имеющих относительно небольшой ареал распространения.

Сведений об общем количестве троглобионтов в пещерах мира нет. В Северной Америке, например, описано около 1200 троглобионтов. Между общим количеством видов в данном типе и процентом троглобионтов нет пропорциональности. Я. А. Бирштейн указывает, что из 15 тысяч простейших только 5 (0,03%) являются троглобионтами, а из 5500 видов плоских червей - 25 (0,5%)...

С изучением троглобионтных представителей пещерной фауны связано много фундаментальных проблем биологической науки: внутривидовая дифференциация, приспособление организма к чуждой среде, пищевые взаимоотношения, выживание в чрезвычайных ситуациях и пр. В связи со вступлением человека в атомную эру последний вопрос особенно актуален. П. Фарб приводит следующие данные. В 1883 г. в Зондском проливе между островами Ява и Суматра произошел взрыв вулкана Кракатау, эквивалентный взрыву водородной бомбы мощностью 10 000 мегатонн. В воздух было поднято свыше 20 км³ скального материала, в радиусе 40 км - уничтожено все живое. Лишь через 9 месяцев на этой территории появились пауки, через 3 года - цветковые и папоротники, через 23 - пальмы и тростник, через 25 лет - насекомые, улитки и птицы, через 50 - низкорослый лес, птицы и летучие мыши. Жизнь же в пещерах архипелага не прекращалась ни на день...

Троглофилы - пещеролюбивые виды животных, иногда образующие обособленные сообщества, могущие обитать и на поверхности. Нередко хорошо приспособлены к жизни под землей, используя пещеры как укрытия или для охлаждения, необходимого в их жизненном цикле. Наиболее яркие примеры-летучие мыши и... крокодилы. В определенной мере к троглофилам относится и человек (во всяком случае - спелеолог). Троглофилами являются и многие зеленые растения. Некоторые их виды, нуждаясь в малом количестве света, проникают довольно далеко от входа в пещеры. Так, для развития цветковых и лишайников хватает 0,4 %, а для папоротников и водорослей - даже 0,05% нормального дневного света.

Троглоксены - животные, обитающие на поверхности, попадающие под землю активно (бабочки, мухи, насекомые) или пассивно (с потоками воды). Эта группа животных наименее интересна для специалистов.

Биоспелеологические проблемы очень сложны и специфичны. Поэтому рассмотрим только отдельные вопросы, представляющие более общий интерес.

10.3. Среди моготов и крокодилов

Под таким интригующим названием польский спелеолог Пш. Бурхард опубликовал книжку об экспедиции 1960 г. на Кубу. Аллегориями здесь и не пахло: пещеры Кубы зачастую заложены в останцах тропического карста - моготах, а крокодилов предостаточно в болотах вокруг лагеря. И все же аллегория была: контур острова от Пинар дель Рио на западе до Сант-Яго де Куба на юго-востоке напоминал крокодила...

В далекие 50-е гг. группа киевских спелеологов исследовала пещеры в долине Хосты (Западный Кавказ). После возвращения из одной особенно узкой полости от их одежды остались лохмотья. "Вы как в пасти аллигатора побывали",- заметил один из подсевших к костру местных жителей. Так возникло непонятное имя пещеры - Пасть Аллигатора.

В 1961 г. прохождение Красной пещеры (Крым) остановил Пятый Обвальный зал. На профиле он был удивительно похож на раскрывшего пасть крокодила. Но, как шутили ребята, они не убоялись бы и настоящего крокодила в этом коварном зале: от его дальней точки до сифона в шахте Провал осталось еще 2300 пока не пройденных метров...

В 1973 г. на VI Международном спелеологическом конгрессе в Чехословакии нам довелось побывать в Збрашовской гидротермальной пещере. Самую длинную остановку гид сделал в зале "У крокодила", а через несколько дней в часовне Святого Креста в Карлштайнском замке нам показали "голову дракона". Это была мумифицированная голова крокодила, найденная в пещерах Чешского карста.

И вот в 1987 г. в английском журнале появилась статья "Анкаранская пещера крокодилов". Мистификация?.. Но оказалось, что это действительность. Массив Анкаран на севере Мадагаскара сложен среднеюрскими известняками. Его пересекает река Стикс, имеющая температуру воды 25-27 °С. Суммарная протяженность пещерных ходов массива 98 км, что при его длине 30 км и ширине 8 км достаточно примечательно. Но главное, на юге массива в реке обитает малагасийская популяция нильских крокодилов длиной до 6 м. В сухой сезон, когда болота высыхают, они прячутся в пещерах, поднимаясь далеко вверх по подземной реке. В ней обитают также рыбы, угри, крабы, креветки. Крокодилы имеют нормальный облик и не лишены пигментации, являясь в данном случае типичными троглофилами.

К троглофилам относятся и "монашьи тюлени", которые обнаружены на восточном берегу Сардинии. Они живут в подземном озере, имеющем длину 300 м и ширину около 100 м. Пещеры Тарханкута (Равнинный Крым) признаны пригодными для акклиматизации и сохранения популяции черноморских тюленей. Вероятно, это не единственные случаи их обитания под землей.

К троглофилам можно отнести и речных рыб, проникающих в обводненные карстовые полости и проходящих по ним большие расстояния. В 50-е гг. при строительстве Каховской ГЭС на Днепре проводился большой комплекс изысканий в зоне влияния будущего водохранилища. Местные жители рассказывали, что в большую воду на Днепре они неоднократно встречали крупную рыбу в колодцах, заложенных в закарстованных неогеновых известняках в десятках километров от реки. Такие же факты, но уже с морской рыбой, приводили старожилы Равнинного Крыма. Но это - слухи. А вот и факты. В 1983 г. в карстовом озере Городно Новгородской области поймали леща, меченного металлической пластинкой № 567. Ихтиологи установили, что несколько лет назад этот лещ был выпущен в озеро Ильмень, в 250 км от места поимки...

Кроме рыб-троглофилов известны и рыбы-троглобионты. В Центральной и Восточной Африке, на Мадагаскаре, в Южной Азии, Океании, Северной, Центральной и Южной Америке известно около 50 видов слепых рыб, принадлежащих 12 семействам шести отрядов. Первая рыба-троглобионт обнаружена в Мамонтовой пещере еще в 1842 г. Последняя по времени находка принадлежит московскому геологу В. Мальцеву, который в 1979 г. обнаружил в карстовом провале массива Кугитанг-Тау (Туркменистан) слепых рыбок. Экспедиция 1981 г. отловила 10 экземпляров этих рыбок, обитающих в проточной воде подземного озера с температурой 24°С. Пещерный голец Старостина - это новый для науки вид, отличающийся от всех известных представителей этого рода (рис. 66). Слепой голец - первая находка троглобионтных рыб на территории бывшего СССР. Он занесен в Красные книги Туркменистана и Международного союза охраны природы

.

Рис. 66. Слепой голец из пещер Кугитанга, Туркменистан (фото С. А. Смирнова).

О пещерных троглобионтах можно рассказывать много. Иногда они задают биологам такие загадки, на которые пока нет ответа. Ракообразные - обширная и разноликая группа животных, по современной систематике включающая 8 классов и более 50 отрядов. Американский зоолог Дж. Ягер недавно открыл в подводной пещере Лукейан на Багамских островах необычного рачка. Лукейан и сама достаточно примечательна: она образована при растворении известняков в зоне смешивания пресных и соленых морских вод. При колебаниях уровня океана положение зоны растворения меняется. Так образовались этажные лабиринты сталактитовых пещер, при последнем поднятии океана затопленные водой. Погружение в пещеру производится с суши, через "голубую дыру" - провал в своде пещеры. Верхний слой воды в ней пресный с постоянной температурой 22 °С. Ниже располагается слой более плотной морской воды с температурой 23-25 °С. В полной темноте, на глубине 19 м (то есть в соленой воде!) были обнаружены бокоплавы, различные рачки, слепые рыбы, а также новое полупрозрачное червеобразное животное - рачок спелеонектес. При длине около 2,5 см рачок состоит из головного щита и 32 одинаковых сегментов туловища с плавательными ножками на каждом. Он плавает спиною вниз, причем ножки бьют по воде

не одновременно, а "со сдвигом по фазе" При этом по телу рачка пробегают волны...

Сочетание черт строения спелеонектеса настолько своеобразно, что его нельзя отнести ни к одному известному отряду или даже классу ракообразных. Пришлось "открывать" для него в систематике новый класс - Remipedia (гребленогие). Самое удивительное, что он обнаруживает сходство только с палеозойскими ракообразными: девонским Lepidocarpus и карбоновым Tesnusocaris, вымершими 300-400 тысяч миллионов лет

назад.

Свойства подземных троглобионтов настолько примечательны, что их мало выявить и описать. Необходимо углубленное изучение условий их жизни на уровне современной науки. Поэтому во всех странах мира (увы, кроме бывшего СССР!) созданы подземные биоспелеологические лаборатории. Наиболее известна лаборатория, основанная в 1947 г. во Франции, в пещере Мули. Это 600 метров галерей, подземная река, богатые натечные отложения, скопления глины и песка. Чтобы не нарушать микроклиматический режим пещеры, исследователи проходят через специально пробитый входной тоннель со шлюзовой камерой; здесь есть телеметрическая связь с поверхностью, аквариумы для пещерных животных (рис. 67) и многое-многое другое. Создателем и первым директором лаборатории был известный французский биоспелеолог Ж. Вандель.

Рис. 67. Подземная биоспелеологическая лаборатория. Мули, Франция. Зал аквариумов: бассейн для протеев (фото А. Каррера).

В 1987 г. на юге Франции в департаменте Ардеш открыт первый биоспелеологический музей. В небольшой 200-метровой пещере собраны обитатели подземного мира - летучие мыши, рыбы, земноводные, пауки, насекомые. Особенно популярен он среди школьников Центральной Европы.

10.4. Пастбища бактерий

Биологи давно установили, что существенную роль в жизни обитателей пещер - их защите, питании, размножении и развитии играет глина. Например, рачок нифаргус живет под поверхностью воды, где устраивает себе в глине норку с несколькими входами. Когда уровень воды падает, он закупоривает входы и пережидает сухое время. Я. А. Бирштейн показал, что грунт некоторых пещерных водоемов (пещеры Рион ГЭС) на 10-20% по весу состоит из бактерий. Образуется своеобразная цепочка: бактерии питаются минеральными солями и органическими соединениями; их поедают одноклеточные существа - протесты; протистов - глиноеды; глиноедов - хищники. Таким образом, в основе всего лежит глина, играющая роль своеобразного пастбища для пещерных животных.

Систематика пещерных бактерий находится в стадии разработки. Среди них имеются аэробы и анаэробы (формы, способные расти в присутствии кислорода и без него); автотрофы и гетеротрофы (синтезирующие необходимые для жизни вещества из неорганических и органических соединений); психофилы и термофилы (живущие в водах ледниковых пещер и горячих источников) и пр. Некоторые бактерии близки к сине-зеленым водорослям или к грибам-актиномицетам. Словом, это целый мир, который сейчас только начинает приоткрывать свои тайны. На страницах спелеологических журналов все чаще появляются статьи, посвященные микробиологии пещер; в 1994 г. прошел даже специальный междисциплинарный симпозиум...

Изучение живых организмов пещер является мощным орудием познания гидрогеологии карстовых массивов. Еще в 60-е гг. Я. А. Бирштейн, обнаружив в Скельской пещере (Крым) рачка-троглобионта нифаргус, а в Скельском источнике в смежном тектоническом блоке - троглофила гаммарус, уверенно заявил, что эти водотоки между собой не связаны (нифаргус и гаммарус - антагонисты). При реализации в 60-70-е гг. обширной программы водной мелиорации горных районов Югославии применялась необычная последовательность работ. Карстовый массив первыми изучали биоспелеологи, по составу пещерной фауны и особенностям ее питания, выполняющие предварительное районирование территории; затем в работу включались спелеологи, наносившие на план все проходимые для человека пещеры; за ними шли гидрогеологи, проводившие опыты с окрашиванием и уточняющие пути движения подземных потоков. И только потом в бой вступала "тяжелая артиллерия" - начинали исследования геологи и геофизики. Это позволило сэкономить много сил и средств, избежать просчетов при сооружении плотин

.

Рис. 68. Разрез пещеры Петек, Турция (по А. Бозовичу).1 - проектный уровень воды в водохранилище; 2 - водовороты возникшие при заполнении водохранилища; 3 - шахта пройденная для заполнения пещеры; 4 - пещера, вскрытая скважинами и шахтой; 5 - уровень воды в пещере

К сожалению, известны примеры и обратного. При сооружении плотины Кебан (Турция) американская фирма Эбаско отказалась от услуг спелеологов. Геологические условия строительства были очень сложными. В основании сооружения залегали известняки и мраморы с прослоями доломитов и сланцев, разбитые тектоническими нарушениями и пронизанные ходами пещер. Это потребовало проведения огромного объема исследований и сооружения цементационных завес (338 км буровых скважин, более 150 тысяч тонн цемента)... Однако при заполнении водохранилища внезапно возникли водовороты, засасывающие даже бревна. Пришлось спускать воду, бурить скважины. Под дном водохранилища была вскрыта огромная пещера Петек, имеющая длину более 90 м, ширину 30 м и высоту 50 м (рис. 68). Три года заполняли ее смесью ломаного камня, песка, гравия и глины (для этого была сооружена шахта, через которую в пещеру опущен бульдозер). Затем в нее было закачано более миллиона кубометров специально подобранного цементного раствора. Полностью победить фильтрацию так и не удалось - в стенах пещеры были обнаружены более древние гидротермальные полости, по которым вода уходила в другую речную систему.

Очень велика, хотя до конца не выяснена роль бактерий и грибов в образовании различных пещерных отложений. В монографии "Пещерные минералы мира" /36/ приведены десятки интересных примеров. Железобактерии часто определяют окраску карбонатных натеков; гетеротрофные бактерии участвуют в образовании лунного молока и кальцитовых цветов; микрогрибки, попадая на потолок пещеры, прорастают в каплях воды и участвуют в образовании сталактитов; нитрифицирующие и серобактерии формируют азот- и серосодержащие минералы. Многие автотрофные и гетеротрофные бактерии вызывают микробиальную коррозию известняков и натеков, "выедая" в них углубления и даже сквозные отверстия. Особенно активна биокоррозия на контакте натеков и гуано летучих мышей.

Завершая короткий рассказ о биологии пещер, необходимо коснуться еще одной очень важной проблемы. Вторжение человека в подземный мир неизбежно приводит к нарушению экологического равновесия, сложившегося на протяжении десятков и сотен тысяч (а иногда - и миллионов) лет. Опыт оборудования пещер для туризма свидетельствует об изменениях их микроклимата, "цветении" натеков, гибели наскальной живописи при развитии бактериальной, грибковой и водорослевой микрофлоры. Проблема "лампенфлоры", возникающей при освещении пещер, обязательно обсуждается на всех международных спелеологических конгрессах. От решения ее зависит сохранение жизни под землей в относительно стабильном состоянии.

ЖИВЫЕ РАДАРЫ

Воздух, спертый под сводами, ожил,
Шум неясный поплыл;
Слышно веяние крыл:
Я летучих мышей потревожил

П. Драверт

11.1. Биология летучих мышей

Одним из самых замечательных животных-троглофилов, без сомнения, являются летучие мыши. Необычный внешний вид (рис. 69), перепончатые крылья вместо передних лап, бесшумный стремительный полет, ночной образ жизни - все это послужило основой для распространения суеверий о летучих мышах.

В мифологии древних греков летучие мыши были посвящены богине Персефоне, супруге Аида, царя загробного мира. Они считались предвестниками несчастья - болезни, приближения шторма, нападения бандитов. В Библии летучие мыши упоминаются как "нечистые", до которых нельзя даже дотрагиваться. На многих иконах чертей рисовали с крыльями летучих мышей. В Индии их считали "болотными духами", которые подстерегают путников, заманивая их в трясину; в Камеруне злые духи "ю-ю" имеют вид летучих мышей, скрываются в пещерах и вылетают оттуда для своих черных дел по ночам, в Мексике с летучими мышами ассоциируется демон Хикал, злой гений хитрости и обмана. В рассказах об оборотнях, широко распространенных в разных странах мира, летучие мыши часто играют главную роль как наиболее удобное средство общения для нечистой силы. Этот "вид транспорта" предпочитают и души умерших грешников для путешествия в ад.

Рис. 69. Летучих мышей семейства ложных подковоносов (Hyppsidendae) можно принять за чертей... (по А. Трассе).

Но в некоторых странах отношение к летучим мышам более благожелательное. В Финляндии существует поверье, что ночью душа спящего человека покидает его тело в образе летучей мыши; убить летучую мышь - значит погубить уснувшего земляка. Ученому и философу Ибн Сине (XI в.) принадлежит рецепт: " ...возьми летучую мышь, отруби ей голову, высуши и смели ее; щепоть порошка дай выпить больному с сиропом и уксусом. Поможет... ". В Китае летучие мыши считаются священными. Слова "счастье" и "летучая мышь" на китайском языке звучат одинаково: "фу". Так что же такое летучая мышь с позиций современной биологии?

Летучие мыши произошли от какого-то предка современных насекомоядных в палеоцене. Первый их представитель, найденный в ископаемом состоянии в раннем эоцене (примерно 50 миллионов лет назад), уже ничем не отличался от современной летучей мыши. Они относятся к отряду рукокрылых (Chiroptera), одному из наиболее многочисленных среди млекопитающих по числу видов. Основной их признак отражен в названии отряда - передние конечности летучих мышей обратились в крылья. Удлиненные предплечья, метакарпальные кости и фаланги пальцев (кроме первого) служат каркасом для тонкой эластичной перепонки, натянутой между ними, боками тела и задними конечностями. Отряд рукокрылых насчитывает десятки миллиардов особей и представлен почти 1000 видов, объединяющихся в подотряды.

Подотряд крыланов включает 200 видов, обитающих в тропиках и субтропиках Восточного полушария. Это довольно крупные зверьки, весом до 1 кг. Несмотря на активность в ночное время, летучие лисицы и летучие собаки в основном пользуются визуальными средствами ориентировки и редко используют пещеры в качестве убежищ.

Подотряд летучих мышей насчитывает 800 видов, широко распространенных по всему земному шару, и включает 17 семейств. Это зверьки небольших размеров, с длиной тела от 28 до 140 мм. Многие из них обитают под землей, больше полагаясь на ультразвуковую локацию. Летучих мышей можно встретить и на поверхности (в дуплах старых деревьев, под крышами сараев, на чердаках). Продолжительность жизни летучих мышей достигает 17 (большой подковонос) и даже 20 лет (усатая ночница). Они обладают рядом интересных физиологических особенностей, определяющих образ жизни и поведение.

Рукокрылые имеют различные вкусы. Большинство из них - насекомоядные и обладают завидным аппетитом. "Суточная норма" достигает одной трети веса зверька: одна водяная ночница за вечерний вылет поедает до 500, а за лето - более 60 тысяч комаров. Общий вес насекомых, отловленных летучими мышами в штате Техас, достигает 20 тысяч тонн (10¹² комаров!)

Ложные вампиры питаются мелкими птицами, рыбой, мышами, ящерицами. За ними водится даже каннибализм. Вампиры обитают главным образом в тропиках. Садясь на спящее животное (для "мягкой посадки" они имеют специальные подушечки), вампиры смачивают волосы и кожу жертвы слюной, имеющей анестезирующее вещество и фермент, препятствующий свертыванию крови. Срезая острыми зубами тонкий слой кожи, они создают языком вакуум и... кровь течет прямо в рот. За год один мексиканский вампир выпивает до 7 литров крови.

Рыбоядные летучие мыши питаются в основном рыбой, которую "видят" с воздуха по следу, оставленному плавником, или по эхосигналу, отраженному от плавательного пузыря. За день они съедают до 40 рыбок.

Крыланы питаются в основном плодами манго, баобаба, банана, пальмовых либо цветами и нектаром.

Летучие мыши - гетеротермные животные: в период активности температура их тела относительно высока и не зависит от температуры окружающего воздуха. Именно поэтому диапазон полостей, где они обитают, очень широк - это холодные пещеры Аляски и теплые пещеры тропиков; цинковые рудники штата Нью-Йорк (глубина более 1100 м) и пещеры, расположенные на высоте до 5 км над уровнем моря. Скопления летучих мышей повышают температуру воздуха в пещерах (на Кубе -до 36-37 °С). В зависимости от производимой работы в очень широком диапазоне (от 16 до 420 ударов в минуту) меняется и число сердцебиений. Это определяет многие черты жизни этого зверька, в частности его способность впадать в зимнюю спячку. Летучие мыши спариваются перед спячкой, но оплодотворение и дальнейшее развитие зародыша происходит только весной. Количество детенышей в помете у разных видов - один-два. Мать кормит детеныша молоком полторы-две недели, а в конце третьей они уже способны к полету. Летучие мыши имеют и другие удивительные особенности, но это уже - рассказ для специалистов.

11.2. Ошибка адмирала Деница

Начиная вторую мировую войну, фашистская Германия рассчитывала на быструю победу на Западе. Ставка делалась на резкое увеличение количества подводных лодок. В 1939 г. флот Англии и Франции имел в строю 58 подводных лодок, а Германия и Италия - 93. По плану ими предусматривалось доведение их числа к октябрю 1941 г. до 179, к марту 1942 г.- до 245, к началу 1943 г.- до 308 единиц. Командующий подводным флотом адмирал фон Дениц был уверен в успехе и лично доложил об этом фюреру.

Но события на море показали, что адмирал ошибался. В Англии был создан Комитет по изучению вопросов борьбы с подводными лодками, который разработал гидролокатор для их обнаружения в подводном положении. Главным действующим лицом в нем была... летучая мышь, точнее - ее природный эхолокатор.

Перемещение в пространстве и охоту летучая мышь осуществляет с помощью ультразвуковых сигналов разной интенсивности, структуры и назначения. Плодоядные крыланы издают короткие (0,002-0,003 с), слабые сигналы в пределах частот 10-150 кГц. Подковоносые мыши охотятся за насекомыми "в режиме ожидания". Они повисают на ветке или уступе скалы и ощупывают окружающее пространство высокочастотным звуковым рупором, образованным системой складок, окружающих рот и ноздри. При этом они испускают длительный сигнал (0,05-1,00 с) с частотой от 60 до 120 кГц. "Поймав" своим излучением пролетающее насекомое, подковонос срывается с места и настигает его. Наиболее сложные звуки издают насекомоядные мыши, ведущие активную охоту (ночницы и пр.). Короткий (всего 0,002 с) сигнал начинается на частоте около 90 кГц и кончается на 45 кГц. При этом меняется его структура (рис. 70). Мыши этих видов охотятся как бы в режиме "частотного модулирования".

История открытия природного радара летучих мышей полна драматизма. В 1793 г. аббат Спалланцани, профессор биологии университета в Падуе, пришел к выводу, что эти животные обладают неизвестным людям чувством. Позднее С. Журен обнаружил, что оно сродни слуху: если залепить уши воском, летучая мышь начинает натыкаться на препятствия. Но раз люди не слышат этих звуков, значит - это что-то сверхъестественное, решил знаменитый Жорж Кювье, и... эксперименты были прекращены почти на сто лет. Только в 1938 г. Дональд Гриффин экспериментально доказал, что летучие мыши издают ультразвуковые сигналы. Все стало ясно, но... лишь на первый взгляд.

Рис. 70. Электронная картинка звуковых сигналов летучей мыши (по Р.Ридлю).

Допустим, в одном зале летают сто летучих мышей (на самом деле их может быть на 2-3 порядка больше). Сто писков одновременно раздаются в воздухе. Каждая мышь должна выделить отражение своего сигнала на фоне многочисленных помех. Каким компьютером она должна обладать, чтобы за полсекунды, проходящие от засечки насекомого до его поимки, решить задачу о сближении двух тел, неравномерно движущихся в трехмерном пространстве, определить характер, размеры, направление и скорость движения цели, дать команду своему телу - "на взлет"!

"Компьютер" летучей мыши обладает поразительной оперативной и долговременной памятью. Зверьки после одного-двух заходов на цель усваивают пространственное положение предметов, а затем используют это знание для лучшего достижения биологического эффекта. Долговременная, кинестетическая память связана со способностью животного запоминать, а потом многократно воспроизводить программу движения, не пользуясь дополнительными эхолокационными сигналами...

Или еще один вопрос: "говорят" ли летучие мыши? Исследования австралийских ученых показали, что словарный запас у них большой: "уип", "бззу", "чер-чер" и так далее - 22 слова (у обезьян - всего 17!). Все звуки, которыми обмениваются летучие мыши, можно разделить на четыре группы. Первая группа "слов" охватывает отношения между матерью и детенышем. Новорожденный мышонок сперва издает тонюсенький короткий писк, затем - радостное щебетание и облегченный вздох: "мама вернулась"! По этой серии звуков мать почти безошибочно находит новорожденного (опыты показали, что лишь в 17% случаев она кормит чужого детеныша). Вторая группа слов связана с военными действиями. Она содержит подстрекательные призывы и возгласы, устрашающие противника. Начало и конец сражения отмечаются высоким гудением. Крики третьей группы можно услышать лишь в пору спаривания. Это писки, "ограждающие" брачную территорию, щелканье ухаживания, характерные звуки согласия на брак. И наконец, имеется сторожевой сигнал, похожий на отрывистый звук кларнета, которым мышь-наблюдатель предупреждает об опасности.

С чем же можно сравнить летучую мышь? Проще всего - с современным истребителем-перехватчиком, снабженным радиолокатором и бортовой ЭВМ. Но, пожалуй, интереснее представить себе спелеолога, "оснащенного" как летучая мышь. Он свободно перепархивает с уступа на уступ, крутой спиралью спускаясь на дно глубоких колодцев или поднимаясь к сводам куполов; его конечности вооружены небольшими, но очень крепкими крючьями, позволяющими закрепляться на незначительных выступах; на голове его находится источник света, то дающий узкий 30-40-метровый луч, то освещающий обширное пространство. Чтобы лучше ориентироваться, можно мигать лампочкой, "пробегая" широкий диапазон частот: от инфракрасного до ультрафиолетового; при необходимости - пользоваться сменными фильтрами, позволяющими видеть объект то в оранжевом, то в голубом, то в желтом свете, или применять бинокль с просветленной оптикой... Вот насколько богаче восприятие подземного мира у летучей мыши! И обеспечивает его крохотный кусочек вещества: вес мозга летучей мыши не превышает десятой доли грамма... Есть о чем задуматься конструкторам космических аппаратов!

11.3. Хоминг рукокрылых

Одной из особенностей рукокрылых является их привязанность к местам своего зимнего и летнего обитания. Способность летучих мышей к ориентации называют "инстинктом дома", "чувством направления", "хомингом". Термин "хоминг" сейчас получил наибольшую популярность у биологов. Первые наблюдения за перелетами летучих мышей еще в XVIII в. проводил англичанин Дж. Уайт. В XIX в. и в начале XX в. многие стали свидетелями внезапного появления или массового пролета летучих мышей. Но откуда они появлялись?

Ответ на этот вопрос дало широкое использование нового метода - кольцевания. Впервые его применил в 1916 г. американец Г. Аллен. Сейчас количество окольцованных во всем мире мышей приближается к миллиону. В Англии, например, уже не встретить подковоноса без метки. В СССР к 1992 г. было окольцовано примерно 25 тысяч мышей, принадлежащих к 28 видам.

Сперва кольцо прикреплялось на лапку зверька, но он часто портил номер зубами. Сейчас принято крепить его на лучевой кости. Обычно используются легкие алюминиевые кольца серий и "У", имеющие название страны, города или учреждения, серию и номер (например, MOSKWA Х-79921). В Чехии применяются пластмассовые кольца, в США - компостер, оставляющий на летательной перепонке светлый шрам в виде номера, и радиоактивные метки.

Опыты с кольцеванием дали неожиданные результаты. Оказалось, что не все летучие мыши подвержены сезонной миграции. Ночницы, северные кожанки, ушаны, обитающие преимущественно в пещерах, штольнях и кяризах, как правило, на зиму не улетают либо мигрируют на короткие расстояния (40-50 км) в поисках лучшего убежища. Вечерницы, нетопыри, кожаны и другие виды, обитающие не только в пещерах, напротив, совершают далекие перелеты. Миграционный инстинкт летучих мышей как биологическое приспособление к изменениям условий жизни возник во время оледенения. В Европейской части России и на Украине отмечены три основных направления миграции: юго-западное (Австрия, Чехия, Венгрия), южное (Румыния, Болгария, Турция, Крым) и юго-восточное (Северный Кавказ). Дальность миграции при этом составляет от 300 до 900 км. "Абсолютный рекорд" (2347 км) принадлежит летучей мыши, окольцованной в Воронежском заповеднике (Россия) и пойманной у г. Пазарджик (Болгария). В восточном полушарии рекордные миграции совершают складчатогубы. Из Бракенской пещеры (США) они улетают в Колумбию (Южная Америка, 1300 км).

Осенний отлет летучих мышей начинается в августе и заканчивается в октябре. Первыми "стартуют" самки, затем - молодь, последними - сильный пол. Разные виды мышей используют свои излюбленные пути, часто проходящие над морем. Иногда миграция происходит вместе с ласточками, стрижами, скворцами. Весенний прилет всегда более дружный.

Суточные миграции совершаются рукокрылыми практически каждый день для удовлетворения потребности в пище. Лучше всего они изучены для видов, образующих значительные колонии. В бывшем СССР это подковоносы, длиннокрылы и остроухие ночницы из Бахарденской пещеры (Туркменистан, 20-30 тысяч особей); в Европе - нетопыри-карлики из пещеры Суре-Маре (Румыния, 80-100 тысяч особей), в Северной Америке - складчатогубы из Бракенской (США, 10 миллионов особей) и Новой (США, 30 миллионов особей) пещер. Вылет летучих мышей - великолепное зрелище, иногда входящее в программу посещения пещер. Летом 1988 г. автор имел возможность полюбоваться таким "шоу" в знаменитой Карлсбадской пещере (США). За тридцать минут до начала вылета посетители занимают места на прогретых солнцем каменных скамьях, амфитеатром окружающих гигантский провальный вход. Короткая, отрепетированная до секунд лекция о летучих мышах, их особенностях и повадках, "перекрестный огонь" разнообразных вопросов и точных, остроумных ответов, и вот на фоне быстро темнеющего южного неба появляются первые мыши-разведчики. Совершив несколько коротких бросков в стороны, они как бы "проваливаются" в стометровое горло пещеры. Затем начинается массовый вылет.

Зверьки образуют спиралеобразный вихрь, в котором поднимаются все выше и выше, постепенно превращаясь в сплошной черный поток. Затем от него отрываются отдельные стаи, исчезающие вдали...

Поведение летучих мышей представляет значительный интерес и для биолога. Оказывается, из пещеры вылетают не все мыши (на месте остается примерно половина популяции); а сам вылет происходит не одновременно (это могло бы привести к гибели многих зверьков). Наблюдения в Бахарденской пещере показали, что первыми из нее вылетают подковоносы (максимум, 50 штук в минуту, достигается на 10-й минуте), затем длиннокрылы (440 шт. на 30-й минуте) и остроухие ночницы (200 шт. на 50-й минуте). Что является регулятором такого поведения? Пока ответа нет, как нет ответа на вопрос, почему в одних случаях вихрь вылетающих мышей вращается вправо (большинство пещер мира), в других, более редких,- влево (пещеры Карловых Вар, Чехия)...

В заключение приведем еще один удивительный факт, связанный с кольцеванием. В конце 80-х гг. французские зоологи нашли в одной из пещер Мадагаскара кости страусоподобной бегающей птицы-эпиорниса, истребленной человеком в XVII-XVIII вв. Сенсацией было обнаружение на его большой берцовой кости бронзового кольца с оттиском печати цивилизации Мохенджо-Даро, появившейся на полуострове Индостан в 5-м тыс. до н. э. Радиоуглеродный анализ костей подтвердил эту дату. Сразу возникло несколько новых вопросов: о древних связях Индии и Африки, о целях кольцевания и т.д.

11.4. Враги или друзья?

Часто можно слышать мнение, что летучие мыши - вредные для человека животные. Действительно, некоторые виды крыланов приносят ощутимый ущерб фруктовым садам и плантациям кокосовых пальм (Индия, Бразилия), крики крупных колоний летающих собак на деревьях иногда заглушают шум городского транспорта (Таиланд), нападения вампиров ослабляют животных и способствуют их заражению различными болезнями (Африка, Азия). Подсчитано, что летучие мыши в Латинской Америке приносят ущерб, достигающий 250 млн. долларов в год. Но в целом они почти не угрожают человеку. Вампиры нападают на него сравнительно редко, а случаи покуса летучими мышами других семейств вообще единичны. В 80-е гг. в нескольких регионах Западной Европы были зарегистрированы случаи бешенства у летучих мышей и заражения людей, укушенных ими. Изучением этого вопроса занялись эксперты ВОЗ - Всесоюзной организации здравоохранения. Оказалось, что пораженность зверьков бешенством очень мала (0,1-0,2%). Заражение возможно только через укус, поэтому не рекомендуется брать летучих мышей в руки и беспокоить в их убежищах. Всем укушенным мышами необходимо сделать прививки, однако сокращать их численность нецелесообразно, так как приносимая ими польза огромна.

В жарких странах известны случаи вирусного грибкового заболевания - гистоплазмоза, поражающего спелеологов в пещерах с большим скоплением гуано летучих мышей. Международная организация Красного Креста и Красного Полумесяца предложила даже ставить у пещер, где обнаружен этот грибок, специальные предупреждающие знаки.

В целом летучие мыши, особенно в средних широтах, безусловно, полезные животные, необходимые для поддержания биологического равновесия в природе. Например, в Европейской части России летучие мыши уничтожают представителей 13 из 32 известных отрядов вредных ночных насекомых: совок, шелкопрядов, пядениц, листоверток, молей и пр. Сотня летучих мышей, охраняя поля от вредителей, заменяет тонну ядохимикатов... Некоторые летучие мыши (нектарницы) являются превосходными опылителями; так как они лишены цветового зрения, то опыляют невзрачные цветы зеленого и коричневого цвета, не привлекающие внимания насекомых; крупные крыланы иногда употребляются в пищу.

Гуано летучих мышей, скапливающееся в огромных количествах в некоторых пещерах тропиков и субтропиков, используется как великолепное удобрение. Но, вероятно, более велики все же "косвенные" доходы от использования летучих мышей как кладовой патентов природы. Приведем лишь самые интересные факты.

В 1505 г. Леонардо да Винчи в одной из своих рабочих тетрадей дает эскиз летательной машины, прообразом которой является крыло летучей мыши (рис. 71). В 1890 г. поднялся в воздух и пролетел 50 м летательный аппарат Клемана Адера "Эол". Он был склеен из бамбуковых пластинок и воспроизводил в увеличенном виде скелет летучей мыши. "Эол" приводила в движение небольшая паровая машина с пропеллером из птичьих перьев. В 1912 г. американский изобретатель Хирам Максим, потрясенный гибелью "Титаника", предложил использовать для обнаружения айсбергов принцип эхолокации, заимствованный у летучих мышей. Эта идея была воплощена в 1940 г. в виде радарных установок и "Асдика" - прибора для обнаружения подводных лодок.

Рис. 71. Эскиз "летающей машины" Леонардо да Винчи.

Летучие мыши дали толчок развитию бионики - науки о конструктивных системах, копирующих функции живых организмов. Без их изучения невозможно и развитие современной радиолокационной техники. Недаром в монографии Э. Ш. Айрапетянца и А. И. Константинова "Эхолокация в природе" (1974) названия многих разделов имеют не биологическое, а техническое звучание: "предел обнаружения", "пороговая чувствительность", "оценка помехозащищенности"...

Однако человек пытался использовать свойства летучих мышей не только для защиты (радар), но и для нападения. Летучая мышь обладает непревзойденной "грузоподъемностью" - три пятых от собственного веса. В 1944 г. американские специалисты сконструировали миниатюрные фосфорные бомбочки, которые прикреплялись к телу летучих мышей. В контейнерах, вмещающих несколько тысяч зверьков, их планировалось доставить самолетами к берегам Японии. В поисках укрытия от солнечных лучей мыши должны были забиться на чердаки деревянных домов, под крыши пагод и складов. На этот проект было затрачено более 2 миллионов долларов. Спас Японию от "живых бомбардировщиков" приезд инспекции. Во время проверки "биологического оружия" сгорел ангар с новейшим истребителем, лаборатория и автомашина, в которой приехала комиссия. Разгневанный генерал признал летучих мышей "неуправляемыми", а работы прекратил...

У летучих мышей нет серьезных врагов: кошки, куницы, совы отлавливают лишь единичных животных. Однако распространение спелеологических исследований во всем мире ведет к катастрофическому уменьшению количества мышей в пещерах. В 1975 г., объявленном ЮНЕСКО годом охраны пещер, в Австрии даже был выпущен специальный календарь, одна из страниц которого посвящена летучим мышам. В Австрии, Англии, Болгарии, Венгрии, Германии, Италии, Польше, Португалии, Словении, Финляндии, Швеции, Швейцарии, Чехии истребление летучих мышей приравнено к браконьерству.

Во всем мире ведется большая разъяснительная работа о пользе летучих мышей. В бывшем СССР на белых листах Красной книги записаны обыкновенный длиннокрыл, гигантская вечерница, широкоухий складчатогуб. Во Флориде (США) хозяева одного ранчо даже соорудили "небоскреб" для летучих мышей - домик с жалюзи на стенах, высотой 8 м и объемом 60 м³. В округе полным-полно комаров, так что от союза человека и летучих мышей выигрывают обе стороны...

11.5. В зале Гумбольдта

В мире животных не только летучие мыши имеют природные радары. 14 сентября 1994 г. весь мир отмечал 225-летие со дня рождения Александра Гумбольдта, знаменитого немецкого естествоиспытателя, путешественника, ученого-энциклопедиста. Во время путешествия в "равноденственные области Нового Света" в 1799 г. он посетил знаменитую пещеру Гуахаро. Пройдя по ней несколько сотен метров до большого зала, сейчас носящего его имя, Гумбольдт спугнул тысячи птиц, "хлопанье крыльев которых и крики звучали, как рев бури". Жирные козодои-гуахаро живут только в Венесуэле, Колумбии и Перу. Они являются предметом промысла американских индейцев. Пользуясь тем, что днем птицы спят, они заходят в пещеры и убивают их палками. Затем из них вытапливается светлый жир - "масло гуахаро", который не портится около года и считается лекарством от многих болезней.

Гуахаро из пещеры того же названия в Венесуэле образуют огромную колонию (19 тысяч шт.), гнездящуюся в привходовой галерее протяженностью более 1 км. Это крупная, размером с большого цыпленка, оранжево-коричневая птица с размахом крыльев около 100 см (рис. 72). Гуахаро залетают в пещеру, издавая пронзительные звуки, за что и получили свое испанское имя ("плачущая" или "стонущая"). В 1953 г. Д. Гриффин установил, что во время полета в темноте птицы производят громкие щелчки с низкой частотой, лежащей, правда, еще в пределах слуха человека. Гуахаро питаются в основном плодами косточковых пальм. Звуковая локация, значительно менее совершенная, чем у летучих мышей, используется ими лишь для топографической ориентации, а не для поиска пищи (они "различают" предметы, имеющие диаметр более 35 см).

Рис. 72. Гуахаро, вылетающая из гнезда (фото А. Шнелля).

В настоящее время пещеру Гуахаро ежегодно посещает около 40 тысяч туристов. Поэтому на VIII Международном спелеоконгрессе в США был поднят вопрос о необходимости реализации специальной программы ее охраны.

Гуахаро - не единственный представитель пернатых, обитающих в глубине пещер и использующих акустический способ ориентации при полете в темноте. В юго-восточной Азии широко распространены стрижи-саланганы, гнездящиеся в пещерах по соседству с летучими мышами. В отличие от гуахаро, саланганы - дневные насекомоядные птицы. Во время охоты они используют зрение, но, направляясь к гнезду, "включают" эхолокацию, издавая резкие низкочастотные щелчки. Их гнезда, построенные из смеси слюны, глины, веточек и травинок, используются для еды и как лекарство.

Среди грызунов (белая крыса, рыжая полевка, соня-полчек) также отмечается зачаточная форма эхолокации. В Саблинских каменоломнях под Санкт-Петербургом следы грызунов обнаружены в полутора километрах от входа. Отмечена способность их слуховой системы воспринимать ультразвуковые сигналы. У насекомоядных (землеройки) также слабо развита эхолокация. Мадагаскарский щетинистый еж-тенрек, лучше других владеющий ею, стал любимым "подопытным кроликом" исследователей. Биологи продолжают поиски и других наземных животных, воспринимающих ультразвуковые сигналы или пользующихся ими.

ТРОПОЮ ЕФРЕМОВА

Я в обширной пещере.
Глухо... Пусто... Темно...
Здесь когда-то давно
Хоронилися дикие звери.

П. Драверт

12.1. У истоков тафономии

Почти каждый скажет, кто написал "Туманность Андромеды" и "Лезвие бритвы", "Таис Афинскую" и "Час Быка", но вот автора монографии "Тафономия и геологическая летопись" назовут немногие. А между тем все они принадлежат одному человеку - палеонтологу Ивану Антоновичу Ефремову, в жизни которого явь тридцати экспедиций в Зауралье и пустыню Гоби, степи Оренбуржья и дебри дальневосточной тайги переплелась с научным вымыслом земных и космических путешествий.

И. А. Ефремов был первооткрывателем гигантских кладбищ динозавров. Их раскопки привели к выводу, что образование местонахождений позвоночных - не "одноразовый акт", а сложный процесс, состоящий из трех последовательных этапов: накопления костных остатков, их захоронения и фоссилизации (окаменения). Каждый из них может осуществляться по-разному.

Так, например, костные остатки могут накапливаться в результате жизнедеятельности наземных животных (включая человека) и птиц, работы поверхностных и подземных вод, "сортирующих" кости по размеру и форме; обвалов и других геологических процессов. Захоронение костей также может происходить по-разному: в логове волка или в лессовой толще, под песчаным завалом и во многолетней мерзлоте. Сохранность костей зависит от условий фоссилизации. Органическая костная ткань или разлагается, что через несколько десятилетий приводит к исчезновению костей, или замещается неорганическим веществом: кальцитом, апатитом, кремнеземом, окислами железа и пр.

Если на всех этих этапах условия для сохранения костей были благоприятными, формируются местонахождения, среди которых принято выделять водораздельный, речной, прибрежноморской, болотный, битумный и пещерный типы. Пещерный тафономический тип был выделен на основании палеонтологических раскопок, которые обычно проводились только в навесах и привходовых частях пещер.

В 1960 г. в шахтном отряде Комплексной карстовой экспедиции появился невысокий худощавый юноша, аспирант Института зоологии АН Украины Г. Бачинский. Он счастливо сочетал в себе глубокие специальные знания и энтузиазм спелеолога.

С его приходом редкие находки костей из карстовых полостей Крыма "заговорили". Он безошибочно классифицировал их, называя не только саму кость (плюсна, предплюсна и т. д.), но и животное, которому она принадлежала. Скоро Георгий полностью акклиматизировался в Крыму, и положение изменилось: он не просто определял случайные находки, но, опираясь на учение Ефремова, прогнозировал, где их можно встретить.

"Ну-ка, Саша, копни",- говорил он нашему коллектору, воспитаннику археологического кружка Малой Академии Наук Александру Ларионову. Саша копал, и из-под покрытого глиной натека появлялся череп пещерного медведя или лопатка пещерного льва...

Несколько лет напряженной работы в пещерах Крыма, Подолии, Карпат дали результат. В пещерном типе местонахождений удалось выделить тафономические фации гротов и навесов, горизонтальных пещер, пещер со входами в обрывах, вертикальных колодцев и шахт.

Бачинский успешно защитил кандидатскую диссертацию, хвалебный отзыв на которую дал сам И. А. Ефремов. А мы зачитывались у костра рукописью романа "Лезвие бритвы", которую он подарил соискателю с теплой надписью. Так мы оказались на "тропе Ефремова", с которой не сходим уже пятый десяток лет.

Костный материал, собранный в пещерах, дает очень богатую и разнообразную информацию. По набору костей можно установить количество и видовой состав особей, которым они принадлежат; воссоздать фаунистический комплекс, который образуют эти особи, а по нему - определить климат того времени.

Характер костных остатков (целые, раздробленные, обожженные, окатанные и пр.) говорит о том, как формировалось местонахождение, а наличие остатков жизнедеятельности человека или животных - как использовалась пещера; разрозненные находки ориентированных трубчатых костей говорят о направлении и силе подземного потока; наконец, находки костей животных часто дополняют представления археологов о жизни первобытного человека, его знаниях, умениях и психологии.

12.2. Свидетельство о смерти

Совместные работы биологов и спелеологов позволяют заполнить почти все строки этого неприятного, но неизбежного для всего живого документа. Вместо фамилии и имени указываются род и вид животного (например - пещерный медведь, Spelaearctos spelaeus Ros), вместо города - название пещеры и ее элемент (Красная пещера, 5 этаж), вместо причин смерти - сведения о количестве костей (50) и особей, которым они принадлежали (3). Анализ этих материалов позволяет предположить, что смерть вызвало внезапное подтопление берлоги с тремя особями медведей разного возраста (именно в режиме подтопления работает сегодня обычно сухой 2-й этаж пещеры). Остается незаполненной одна графа: время смерти...

Довольно точный ответ на этот вопрос дает палеогеография - наука, занимающаяся воссозданием физико-географических условий, существовавших в прошлом на поверхности Земли. Медведь (Ursus arctos) и пещерный медведь (Ursus spelaeus) входят в верхнепалеолитический фаунистический комплекс. Одновозрастны им такие животные, как мамонт, шерстистый носорог, лошадь, бизон, сайга, северный олень, песец, лемминг и пр. Согласно шкале геологического времени это поздний плейстоцен, отстоящий от нас на 120-100 тысяч лет.

Но как быть, если по обломку кости нельзя установить ни "имя", ни "фамилию" животного? Это довольно частая ситуация. Значит ли это, что такая находка, с большим трудом доставленная на поверхность, совершенно бесполезна? Разум специалиста не может примириться с этим. И снова поиски, которые вскоре начали давать первые результаты.

Еще в начале XIX в. был предложен метод определения возраста костей по содержанию в них фтора. Однако, как показали дальнейшие исследования, он дает более или менее надежные результаты для одной местности, только если фоссилизация кости идет с замещением фосфорсодержащим минералом - апатитом. Украинский геолог академик И. Г. Пидопличко в 1957 г. предложил более универсальный метод - прокаливание. Суть его очень проста. При фоссилизации органическая часть костной ткани - коллаген - замещается минеральной. Если прокалить кость, оставшийся незамещенным коллаген сгорит, а заместитель останется. Тогда по убыли веса при прокаливании можно судить о возрасте кости.

Несмотря на кажущуюся простоту метод прокаливания несколько лет не давал стабильных результатов. Вот тут-то и пригодилось двойное, геологическое и биологическое, образование Г. А. Бачинского. Собрав из пещерных местонахождений Украины десятки тысяч костей разного возраста, он занялся их лабораторной обработкой. Оказалось, что для надежной возрастной датировки костей в интервале от мэотиса до голоцена можно использовать три независимых метода: определение показателя двупреломления слагающих кость минералов (N_m, меняется от 1,608 до 1,565), плотности (, меняется от 2,94 до 2,12 г/см³) и показателя прокаливания при 100-400 °С (К_п, меняется от 2,9 до 24,0%). Совместное применение этих методов, по возможности дополняемое фторовым методом, дает почти стопроцентную уверенность в результате.

Что же дают эти данные спелеологу? Он получает возможность датировать костные находки из разных частей пещеры. Поясним это на примере вскрытой пещеры Геофизическая на Ай-Петринском массиве в Крыму. Она состоит из входной шахты, горизонтального хода, трех внутренних колодцев глубиной 15-20 м и системы ходов на дне одного из них (рис. 73). В пещере в четырех местах найдены кости разных животных. Кости первой группы имеют только голоценовый возраст (К_п 23,7); второй и третьей - в основном среднеплейстоценовый (К_п 17,9); четвертой - позднеплиоценовый (К_п 3,8). Совместный анализ морфологии пещеры, взаимоотношений поверхностных карстовых форм и подземных отложений, положения костных остатков и их возраста позволяет восстановить историю формирования системы (римские цифры на рисунке).

Рис. 73. Разрез вскрытой пещеры Геофизическая, Крым. 1-4 - места обнаружения костей животных I-VI - последовательность образования полости.

Первой в допозднеплиоценовое время заложилась горизонтальная галерея (I), которая должна иметь продолжение за глыбовым завалом (II); затем в раннем-среднем плейстоцене за счет последовательного поглощения стока образовались внутренние колодцы (II, III, IV); а при формировании коррозионной карстовой воронки в среднем-позднем плейстоцене (V) образовался огромный шестиметровый сталактит в своде колодца (VI); наконец, в позднем плейстоцене или в самом начале голоцена над куполом в своде галереи возникла провальная входная шахта (VI), через которую начал поступать голоценовый костный материал. Немного позже эту схему удалось подтвердить геофизическими методами - было прослежено недоступное продолжение галереи, а в 330-метровом южнобережном обрыве пройдена Мисхорская пещера.

Однако коллаген и сегодня раскрыл не все свои тайны. Его крупная белковая молекула может накапливать в себе дефекты. При изучении "жесткости" коллагена методом ЯМР (ядерно-магнитного резонанса) выяснилось, что его структурные особенности зависят от возраста. На примере костей крыс, быков и человека установлено, что с возрастом температура плавления гидратов коллагена снижается с 40 до 5 °С. Возможно, скоро будет предложен метод, позволяющий по обломку кости определять не только время смерти животного, но возраст особи, в котором она погибла.

12.3. Медведь - домашнее животное?

Из короткой статьи в энциклопедии можно узнать немного: пещерный медведь - род вымерших медведей; пещерные медведи в плейстоцене обитали в лесистых местностях и на открытых равнинах Евразии, часто - в пещерах; по строению скелета они близки к бурому медведю... В романе Ж. Рони "Борьба за огонь" описаны схватки первобытного человека с медведем, их соперничество за владение пещерным домом. Чтобы захватить пещеру, людям приходилось выкуривать зверей дымом, а затем загораживать входы каменными стенами. Пещерные медведи и люди - враги, говорят одни исследователи и в подтверждение ссылаются на череп медведя, в котором глубоко засел каменный топор. Однако в некоторых пещерах Франции, где жили неандертальцы, обнаружены каменные прямоугольные ящики, прикрытые плоскими плитами. В каждом из них лежит несколько черепов пещерного медведя. В пещерах Михнитц и Минерв найдено несколько сотен тысяч аккуратно сложенных черепов пещерного медведя. Может быть, захоронение их останков - это первый культовый обряд человечества?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: