Наука и техника: прошлое и настоящее

Тайна китов-«самоубийц»: поиск физических механизмов

В последнее время довольно часто сообщается о выбрасывающихся на берег китах. Выбрасываются они как бы без всякой причины и, естественно, погибают. Это происходило и раньше. Но об этом меньше говорили и писали. Для примера можно привести краткий перечень сообщений конца 80-х гг. прошлого века. В 1986 г. стадо китов выбросилось на Атлантическое побережье США, трёх китов удалось спасти, поместив на какое-то время в океанариум и затем выпустив в море. Это одна из немногих удач. В 1988 г. в районе Галапагосских островов выбросились на скалы 18 косаток. Косатки («киты-убийцы») относятся к семейству дельфиновых. Это крупные животные размером до 10 м. Местные рыбаки пробовали их спасти, одну из косаток пытались отбуксировать в открытое море, но все попытки оказались безрезультатными. Косатка разорвала сеть и, как все остальные её сородичи, выбросилась на скалы, – стремление к суициду оказалось неудержимым. В 1989 г. огромное стадо (по сообщениям, примерно 140 животных) выбросилось на берег в Магеллановом проливе. Список можно продолжить...

Тайна таких массовых самоубийств остаётся неразгаданной до сих пор.

Экологический механизм. Долгое время фигурировала «экологическая» гипотеза. В публикациях на очень модные экологические темы утверждалось, что глобальное загрязнение океана приводит к тому, что морские животные начинают гибнуть, и первыми жертвами становятся наиболее крупные из них.

Конечно, загрязнение океана – это плохо. Но нельзя же всерьёз обсуждать тему: вот, мол, до чего довёл человек окружающую среду, даже киты на берег выбрасываются. «Экологическая» гипотеза действительно ничем не подтверждается. Киты – свободные жители океана и легко могут выбрать себе чистую воду. Ведь не весь же океан покрыт каким-нибудь мазутом.

Приливная гипотеза. Вторая распространённая гипотеза связана с приливами. Киты, охотясь в прибрежных водах, не успевают до отлива уйти из этих вод и оказываются беспомощными на образовавшемся мелководье. Такие случаи действительно бывали, например, в Новой Зеландии. Но «самоубийств» здесь не было. Скорее это были убийства. Жители побережья очень ловко использовали ошибки животных, убивали их и считали своей законной добычей. Что же делать – жизнь есть жизнь.

Эхолокация. Ещё одна гипотеза связана с эхолокацией. У китообразных имеются органы излучения и приёма звука. Учёные решили, что это звуковые локаторы. И используются они для различных целей. Во-первых, для поиска пищи – косяков рыб (сейчас и человек использует гидролокаторы для этого). Во-вторых, для выявления препятствий. В-третьих, для ориентирования относительно дна (определения глубины). Конечно, всё написанное – это человеческие предположения. Киты могут пользоваться выявленными органами излучения и приёма звука для каких-либо иных, неизвестных нам, целей, например, для разговоров между собой.

Доктор Ван Хилл предположил, что киты перестают ориентироваться из-за нарушений работы этих локаторов [1]. Действительно, в прибрежных водах эхолокаторы (в том числе и сделанные человеком) работают плохо. Их работе мешают различные «лож-ные» отражения и шумы. Можно согласиться, что подобная потеря ориентации окажется способной привести к гибели животного. Но возникает закономерный вопрос: а почему это может привести к гибели всего стада? Сразу у всех отказали локаторы?

Магнитные ловушки. Кандидатом наук Виктором Головко [2] была высказана гипотеза о причинах «самоубийства», которую можно назвать магнитной. Суть её такова. Киты, попадая в зоны аномалий магнитного поля соответствующей конфигурации, никак не могут выбраться из такой «ловушки» и, обессилев, выбрасываются на берег. Для примера рассмотрена ситуация в районе Оркнейских островов (Шотландия). Здесь наблюдаются две как бы параллельные цепочки магнитных аномалий (рис. 1). В эту зону в марте 1955  г. попало стадо гринд (примерно 66 особей). Животные около пяти суток петляли между островами, хотя легко могли уйти в открытое море через довольно широкие проливы на север, юг либо восток. Тем не менее животные не ушли, а выбросились на берег.

Рис. 1. Схема магнитной ловушки, в которую попали киты у Оркнейских островов

Гринды – это так называемые шароголовые дельфины. У них чёрная круглая голова, мало заметный клюв, обычный размер 4–6 м, редко до 9 м. Но тем не менее, как и многие другие дельфины, гринды относятся к подотряду зубатых китов.

Однако, если предполагать, что обычные киты обладают магниточувствительностью и используют это свойство для ориентации в пространстве, то такое свойство вовсе необязательно для гринд. Да и обычных китов довольно много видов (зубатых и усатых), и они сильно различаются. Ни у кого из этих различающихся животных надёжно не выявлен механизм магнитной ориентации. Это вполне понятно – очень непросто проводить экспериментальные исследования с такими «подопытными», ведь размеры китов могут достигать 30 м. А во время экспериментов их ещё и кормить надо. Получаются слишком уж дорогие исследования.

Всё, что выявлено учёными, – это некоторое вещество в мозге китов, обладающее магнитными свойствами. Хочется спросить: ну и что? Ведь его наличие ничего не доказывает. Практически у всего живого имеется что-нибудь «магнитное», например, растворённый кислород, который является парамагнитным веществом.

Наконец, совершенно непонятна «истерика» животных из-за того, что они заблудились. Хочется спросить у автора гипотезы: ну и что, что заблудились? Они же в своей стихии, еда есть, плавать можно. Так зачем им всё-таки на берег выбрасываться?

Не получается убедительной «магнитная» гипотеза.

Кессонная болезнь. Обсуждение имеющихся гипотез можно продолжить. Есть гипотеза типа «паразиты замучили». Есть гипотеза вирусных заболеваний в стаде. И другие. Но ни одна из них не объясняет стремления к суициду.

В июле 2006 г. в последних известиях «Радио России» рассказывалось о китах-«самоубийцах», выбросившихся на берег в Великобритании и на Канарских островах. Журналисты радостно сообщали, что проблема наконец-то решена. Специалистами было проведено посмертное изучение 14 китов. Причиной гибели они назвали кессонную болезнь.

Журналистов можно понять. Многим из них неизвестно, что такое кессонная болезнь. Да и всё-таки специалисты говорят (!), и целых 14 животных были обследованы, не один какой-то случайный кит. Но вот тех самых «специалистов», которые проводили по­смертное изучение, понять нельзя.

Дело в том, что у китов не может быть кессонной болезни! Кессонная болезнь, или эмболия, возникает из-за следующих причин. Когда человек дышит воздухом, находящимся при повышенном давлении, в его крови растворяется азот, который в отличие от кислорода не используется организмом. Если в условия привычного давления возвращаться достаточно медленно (не обгоняя выпускаемых пузырьков воздуха), то азот успевает выделиться из крови в лёгкие, и никакой болезни не возникает. Если же подниматься быстро, то азот выделяется непосредственно в кровеносных сосудах, образуя пузырьки и закупоривая эти сосуды (embolus в переводе на русский – пробка). В результате то там, то там возникает резкая боль. Если человека сразу же не поместить в барокамеру, то всё может закончиться весьма печально.

Понятие «кессонная болезнь» вообще-то возникло сначала у строителей мостов. Подводная часть мостов обычно сооружалась строителями с использованием специальных воздушных камер – кессонов, – наполненных сжатым воздухом. После ряда несчастных случаев со строителями медикам удалось выявить эту болезнь.

А почему же у китов не может быть такой болезни? Они, как известно, ныряют на глубину. Например, для кашалота (зубатый кит) глубина ныряния 1000 м считается как бы нормальной. Киты ныряют, задерживая дыхание. Эта задержка легко достигает 20–30 мин, но известны случаи вплоть до 1,5 ч. Так как же без воздуха? И как же с кессонной болезнью?

Киты ныряют, делая только один вдох. Кислород из этого «вдоха» они используют полностью. Человек, как известно, при обычном дыхании из 20–21% кислорода использует лишь около 4%. После полного использования воздух китам просто не нужен – они могут его выпустить, а их организм переходит на бескислородное окисление. Этот вид окисления менее эффективен, но его достаточно для снабжения организма энергией. Вот какой хитрый механизм придумала природа.

Получается, что азот у китов не высвобождается в переносимой крови и не может вызвать кессонную болезнь. Да и как-то трудно себе представить закупорку сосудов. Например, спинная артерия у крупного кита может достигать полуметра в диаметре. Это же сколько азота нужно?

И ещё простой житейский вопрос. Ну ладно, ну бог с ней, с этой наукой, ну пусть – кессонная болезнь. Но от неё можно просто погибнуть. В своей естественной среде – в море. А вот зачем на берег-то выбрасываться?

Итак, и в эту самую современную гипотезу о причинах самоубийств китов тоже трудно поверить.

Размышления. При выдвижении и обсуждении гипотез почему-то никто из авторов не обращает внимания на «общественный» характер самоубийств. Ну, заболел кто-нибудь из стаи, ну невмоготу ему больше, но остальные-то зачем заканчивают свою жизнь? За компанию?

У животных известны случаи самоубийств, например, у птиц. Есть много рассказов о самоубийствах лебедей или аистов из-за погибшего супруга, но ведь в одиночку же. Киты, бывает, тоже гибнут в одиночку, мало ли что в жизни бывает. Но групповая гибель – это действительно нечто необычное.

Даже у людей, которые «по-разному с ума сходят», и то групповые самоубийства – большая редкость.

А вот у наземных животных групповой суицид существует. Наиболее известны истории с массовой гибелью леммингов. Лемминги – небольшие северные грызуны с пушистым мехом и очень умными глазками. Очень впечатляющее описание суицида леммингов есть в книге [3]. Рассказ ведётся как бы от имени лемминга, который сам не понимает причин неудержимого стремления бежать на запад через все встречающиеся на пути препятствия (реки, озёра, хищники). А затем эта непонятная причина заставляет леммингов бросаться в море. Некоторое время они плывут, но мех постепенно намокает, и они, конечно, гибнут. Причём лемминги из разных колоний могут бежать в разных направлениях (необязательно на запад). Но в любом случае этот бег заканчивается гибелью.

Учёные пытались выявить причины неудержимого «бега к смерти». Представляется наиболее любопытной гипотеза доктора П.Лорана [3]. Он усматривает в стремлении к суициду «планетарные и даже космические причины».

Известны странности и с другими животными. В популярной литературе описывалось, как однажды в Швейцарии на глазах пастухов отара свыше полутысячи овец, как по команде, ринулась в реку, а в Южной Кении точно так же бросились большим стадом с обрыва в реку антилопы гну. Известный зоолог профессор Бернгард Гржимек после изучения этого случая пришёл к довольно смелому заключению: когда популяция животных достигает определённого количественного уровня, включается какой-то природный механизм, уменьшающий их численность.

Эта идея «саморегуляции» численности популяций животных, на первый взгляд, кажется весьма плодотворной. То есть существует пока неизвестный природный механизм, некая «надсистема», где нет командующих. Она работает сама по себе.

Но в этой гипотетической надсистеме должен существовать физический механизм обмена информацией.

А вот что это за механизм – никому не известно.

Более интересны идеи биологической саморегуляции численности популяции через схему хищник–жертва. В экологии широко известны подобные модели. Но применить их к китам никак не получается.

Всё-таки пока физически наиболее понятной остаётся гипотеза о космогеофизическом влиянии, весьма смутно высказанная доктором П.Лораном и не рассматривавшаяся им подробно. Попробуем это сделать сами.

Космогеофизические факторы стремления к суициду. Первое, о чём приходится вспомнить, это данные А.Л.Чижевского [4] о суициде в человеческом обществе. Выполненный им анализ даёт удивительное сходство кривых по самоубийствам в столь далеко отстоящих друг от друга городах, как Копенгаген и Цюрих. И эти кривые сходны с кривой изменчивости солнечной активности (рис. 2). Для построения этих, на первый взгляд, несложных графиков проанализировано 67 двадцатидневных периодов активного Солнца (±10 дней) и за те же периоды – количество самоубийств в указанных городах (Копенгаген – 849 смертных случаев, Цюрих – 482). На рисунке буквой n обозначен момент максимальной активности Солнца, по оси ординат указаны относительная изменчивость активности (верхняя кривая) и относительная изменчивость смертности от суицида.

Рис. 2. Изменчивость солнечной активности относительно точки n (верхняя кривая), смертность от суицида в Копенгагене (средняя кривая) и в Цюрихе (нижняя кривая) [4]

Итак, получается, что солнечная активность существенным образом влияет на подобные процессы. Естественно, что оттуда не поступает некоторый «приказ о самоубийстве». По-видимому, всё связано с активизацией нервно-психических реакций, как считал А.Л.Чижевский, а люди, склонные к суициду, его осуществляют.

А сейчас вернёмся к тем самоубийствам китов, о которых сообщалось в самом начале. Конец 80-х гг. С 1986 г. начинается рост солнечной активности – восходящая ветвь (рис. 3) и к 1989 г. достигает максимума. И если в 1986 г. некоторых китов удавалось спасти, то к 1989 г. их стремление к суициду оказалось непреодолимым.

Самоубийство стада гринд в 1955 г. в районе Оркнейских островов тоже произошло на подъёме солнечной активности (начало восходящей ветви). Дополнительно следует отметить, что смена циклов активности сопровождается «переполюсовкой» магнитных трубок солнечных пятен (см., например, [5]).

Рис. 3. Солнечная активность в 1950–1995 гг. По оси абсцисс – годы, по оси ординат – среднемесячные значения активности

Сама по себе солнечная активность, выражаемая так называемыми числами Вольфа, конечно, никак не может действовать на психику и «сводить с ума». Однако с солнечной активностью связаны геомагнитные возмущения – магнитные бури. Вот они «сводить с ума» могут. И людей, и сухопутных животных, и китов.

Конечно, всё это не является строго доказанным. Всё, что описано выше, всего лишь гипотеза. И она до­статочно разумна, чтобы начать вести серьёзные исследования. Видимо, эта задача будет стоять перед теми, кто в ближайшие годы станут геофизиками или экологами, т.е. перед нынешними выпускниками школ.

Литература

1. Белькович В.М. и др. Наш друг – дельфин. – М.: Молодая гвардия, 1967.
2. Головко В. «Самоубийства китов»: попытка разгадки.//Спутник (дайджест советской прессы), 1991, № 4.
3. Жорж Блон. Великие кочевья.– М.: Мысль, 1975.
4. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. – М.: Мысль, 1973.
5. Степанюк И.А. Магнитные бури. – Физика-ПС, 2007, № 5.