Иногда природа прячет самые важные ответы в самых нелепых местах. С китами именно так и вышло: один из главных ключей к их возрасту оказался совсем не там, где его стали бы искать. И когда учёные это поняли, перед ними открылся настоящий архив китовой жизни. Но есть важное уточнение: так определяют возраст не у всех китов подряд и не у живых. Речь идёт прежде всего об усатых китах (например, о финвалах, горбачах, сейвалах), причём только о тех, которые уже погибли — либо выбросились на берег, либо были добыты китобоями.
Что такое ушная пробка у кита и чем она отличается от человеческой
У людей ушная сера — это досадная мелочь, которую мы вычищаем ватными палочками. У кита всё иначе. У некоторых усатых китов слуховой проход устроен так, что сера не выпадает, а накапливается, постепенно образуя вытянутую плотную пробку, похожую на восковую свечу или сталагмит. Длина такой пробки у взрослого животного может достигать 25–30 сантиметров. Но главное не размер. Главное — что внутри пробки видны чередующиеся светлые и тёмные слои. Они напоминают годичные кольца на спиле дерева, хотя биологический механизм, конечно, другой.
Почему слои вообще появляются? Дело в том, что церумен откладывается в слуховом проходе не равномерно, а с определённым ритмом. Скорее всего, это связано с сезонными изменениями в питании, гормональном фоне или обмене веществ. В период активного нагула (летом, когда киты едят криль) образуются одни слои, в период голодания или миграции (зимой) — другие. Так и возникает чередование: светлая полоска, тёмная полоска, светлая, тёмная.
Как именно считают возраст: от аналогов к точной науке
Идея использовать ушные пробки для определения возраста китов появилась ещё в середине XX века, в разгар китобойного промысла. В 1950-х годах американский биолог Дейл Райс и его коллеги впервые систематически описали слоистую структуру пробок у финвалов и предположили, что каждая пара «светлая+тёмная» соответствует одному году.
Однако долгое время метод оставался спорным. Критики справедливо замечали: откуда мы знаем, что эти слои действительно годовые, а не, скажем, полугодовые или двухлетние? И как проверить, если кит живёт 50–80 лет, а наблюдать за ним непрерывно всё это время невозможно?
Ответ пришёл неожиданно — из ядерной физики.
Как бомба помогла проверить ушные пробки
В 1950–1960-х годах человечество проводило массовые ядерные испытания в атмосфере. В результате в воздух попало огромное количество радиоактивного изотопа углерод-14. Этот «бомбовый углерод» (учёные называют его bomb carbon) быстро распространился по всей планете, попал в океан и включился в пищевые цепочки — то есть оказался в планктоне, криле, а затем и в китах.
Важнейшее свойство этого изотопа: его концентрация в атмосфере и океане менялась очень предсказуемо — резко выросла в начале 1960-х, достигла пика около 1965 года, а затем начала медленно снижаться после запрета испытаний. Это создало глобальный временной маркер.
В 2010-х годах группа учёных во главе с Кристиной Локьер (Christine Lockyer) из Музея естественной истории в Копенгагене решила использовать этот маркер для проверки ушных пробок. Они взяли пробки от нескольких финвалов, погибших в 1970–1990-х годах, и измерили содержание углерода-14 в разных слоях. Результат оказался блестящим: радиоуглеродный профиль в точности совпал с исторической кривой. Самый высокий уровень углерода-14 пришёлся на слои, которые по «кольцам» соответствовали середине 1960-х — именно тогда маленький китёнок должен был активно питаться материнским молоком, впитывая бомбовый углерод. Ошибка составила менее 5%. Это был триумф метода. Ушная пробка перестала быть предположительным методом и стала научно подтверждённым.
Что ещё можно узнать из ушной пробки, кроме возраста
Самое удивительное свойство китовой ушной пробки в том, что она хранит химический дневник всей жизни животного. Каждый слой — это не просто отметка времени, а ещё и набор молекул, которые циркулировали в крови кита в тот период. Учёные научились извлекать из этих слоёв несколько типов информации:
- Загрязнители. В слоях можно обнаружить ртуть, кадмий, пестициды (например, ДДТ) и другие токсины, которые кит накопил за жизнь. Так можно узнать, когда началось загрязнение океана и как оно росло десятилетиями.
- Гормональные метки. У самок в слоях, соответствующих беременности, обнаруживаются повышенные уровни прогестерона. Это позволяет не только определить возраст, но и восстановить историю рождений: сколько раз кит рождал детёнышей и с какими интервалами.
- Стабильные изотопы. Отношение изотопов азота и углерода меняется в зависимости от того, чем питался кит. По слоям можно проследить, переходил ли кит от питания одним видом криля к другому, мигрировал ли в другие районы океана.
- Стресс-маркеры. Кортизол (гормон стресса) тоже откладывается в ушной пробке. По его пикам можно определить годы особенно тяжёлых условий — например, нехватки корма или сильного шумового загрязнения от судов.
Конкретный пример: В 2018 году исследователи из Института океанографии Скриппса (Калифорния) проанализировали ушную пробку самки синего кита, погибшей после столкновения с кораблём. Пробка охватывала 34 года жизни. Учёные обнаружили, что в годы сильных Эль-Ниньо (климатического явления, которое уменьшает количество криля) уровень кортизола в соответствующих слоях был в 3–4 раза выше, а изотопы указывали на смену кормовой базы.
Почему метод не для всех и не для живых
Теперь о честных ограничениях. Их несколько, и о них важно сказать.
Первое: пробку можно получить только от мёртвого кита. У живого животного в океане её не извлечь — для этого нужно вскрывать слуховой проход глубиной до 20–30 см, что без наркоза и специальной операции невозможно. Поэтому метод неприменим для наблюдений за живыми популяциями. Все наши знания о возрасте по пробкам — это знания о китах, которые уже не плавают.
Второе: метод работает не для всех китов, а в основном для усатых китов (отряд Mysticeti). У зубатых китов (кашалотов, косаток, дельфинов) возраст определяют по слоям в зубах — там тоже есть годовые кольца.
Третье: пробка может быть повреждена. Старые киты иногда носят в ушах пробки, у которых кончик стёрся или сломался — тогда самые ранние годы жизни теряются. Кроме того, при хранении (а многие пробки лежат в музеях по 50–70 лет) материал может расслоиться или пересохнуть.
Четвёртое: интерпретация слоёв требует опыта. У одного и того же кита два разных исследователя могут насчитать разное количество слоёв, если пробка деформирована. Поэтому сегодня стараются использовать не только визуальный подсчёт, но и химическое профилирование — оно даёт более надёжные годовые маркеры.
Живые киты: как тогда определяют возраст, если не лезть в уши
Раз уж мы честно сказали, что живого кита по ушной пробке не измерить, возникает вопрос: а как вообще учёные узнают возраст тех китов, которых они наблюдают в океане? Здесь методы совсем другие:
- Фотография хвоста. У горбатых китов нижняя сторона хвостового плавника уникальна, как отпечаток пальца. Наблюдая за одним и тем же китом десятилетиями (по фотоархивам), можно знать его минимальный возраст.
- Длина тела. У некоторых видов (например, у синих китов) есть приблизительные кривые роста. Молодые киты растут быстро, потом рост замедляется. Но это очень грубая оценка.
- Аспирация жировой ткани. С помощью арбалета берут маленький образец кожи и жира. По ДНК можно определить, взрослое ли животное, но точный возраст так не узнать — только «молодой», «взрослый», «старый».
То есть для живых китов точного возраста нет. Есть только оценки и долгосрочные наблюдения.
Зачем вообще это: история промысла и охрана китов
Понимание возраста китов стало критически важным в 1960–1980-е годы, когда мировое сообщество осознало, что коммерческий китобойный промысел поставил многие виды на грань исчезновения. Международная китобойная комиссия (МКК) начала собирать данные о возрастной структуре популяций: сколько в стаде молодых, сколько взрослых, сколько старых, как часто рождаются детёныши.
Без ушных пробок эти данные были бы очень приблизительными. Именно анализ тысяч пробок, собранных на китобойных флотилиях (в основном в Антарктике в 1950–1970-х), позволил биологам понять, что финвалы и синие киты не успевают восстанавливать численность при современных темпах вылова. Возрастной состав показывал: старых китов почти нет, молодых слишком мало, детёныши рождаются реже, чем должны. Это стало одним из аргументов для введения моратория на коммерческий китобойный промысел в 1986 году.
Самый старый по ушной пробке кит — это финвал, добытый в 1970-х годах. Подсчёт слоёв дал возраст 114 лет. Позже радиоуглеродная проверка подтвердила, что ошибка минимальна. То есть этот кит родился примерно в середине XIX века, когда ещё не было лампочек и автомобилей.