Иногда метаморфозы роста происходили и с плацентарными млекопитающими — в тех группах, которые на континентах размером не отличались: на Крите жила 11-килограммовая выдра, а на Сардинии— 15-килограммовая лисица, нередко встречались гигантские насекомоядные и грызуны. Однако эти острова были не самые маленькие, и обычно небольшие хищники заняли место отсутствующих крупных.
Хищников ограничивает все-таки не столько площадь, сколько наличие достойных жертв. Можно льву, конечно, побегать и за зайцем, но энергии уйдет столько же, сколько на погоню за буйволом, а восполнить ее растраченные запасы зайчатиной не удастся. А ведь жизнь у хищника в два раза более энергетически затратная, чем у соразмерного травоядного. Потому хищные млекопитающие резко делятся на два размерных класса: на тех, кто довольствуется добычей менее 2 килограммов, и тех, кто выбирает жертву более 10 килограммов. Как показали расчеты Криса Кэрбоуна и его коллег из Института зоологии в Лондоне, самый мелкий из крупных в 2,3 раза больше самого крупного из мелких. Отличаются они и поведением: мелкие (куньи, псовые, гепард) — преследуют добычу, а крупные (большие кошки, медведи) — в основном нападают из засады и долго отдыхают, прежде чем снова выйти охоту. И особенно долго собираются с силами самые крупные — львы (до 90 процентов своего времени) и белые медведи (эти вообще периодически впадают в спячку). Масса последних, а также вымерших короткомордого медведя, миоценового креодонта мегистотерия (Megistotherium, 880 килограммов) из Африки и эоценового мезонихидного копытного эндрю-сарха из Северной Азии (Andrewsarchus, 900 килограммов) находится на допустимом пределе размерности для хищных млекопитающих. При еще больших размерах никакая добыча энергетических затрат уже не восполнит. А чтобы поймать слона, требуются особые условия.
Ныне в некоторых африканских национальных парках, которые превратились в небольшие изолированные территории, к тому же обедненные объектами охоты величиной с зебру или буйвола, львы переживают непростые времена. И в последние десятилетия они стали представлять серьезную опасность для слонов, и это при том, что масса не самого внушительного слона в 10–15 раз превышает массу крупного льва — наибольшая разница в размерах хищника и жертвы в современных наземных сообществах. В ботсванском национальном парке Чобе львы в среднем каждые три дня убивают по слону. Возглавляют охоту львицы: распугивают слоновью семейную группу рыком и выбирают жертву подходящего размера, обычно 4-11 лет от роду. Первая догнавшая слона самка вскакивает ему на спину и вонзает клыки в круп, готовясь перепрыгнуть на крестец. Вторая охотница следит за развитием событий и, выбрав момент, «седлает» жертву и вгрызается в хребет. Еще две львицы повисают на задних ногах и впиваются в подхвостье. С момента прыжка первой львицы до падения почти бездыханного слона проходит всего одна — три минуты. Тогда подходит самец, чтобы урвать львиную долю из мягкой подмышки. (На Дальнем Востоке России слоны сейчас не водятся, поэтому тиграм и леопардам компенсировать вырезанную браконьерами дичь просто нечем, и выходит, что дальневосточные большие кошки обречены.)
Однако погоня львов за слоном — ситуация, смоделированная искусственно: слишком большая дичь величиной со слона среди млекопитающих или с завроподу среди динозавров — это уже не потенциальная жертва, а потенциальная угроза. И затоптать ненароком может. Возможно, одной из причин гигантизма хищных теропод (тираннозавр и иже с ним) наряду с замедляющимся по мере роста обменом веществ было обилие подходящих жертв — многочисленное подрастающее поколение завропод, гадрозавров и других растительноядных ящеров. Почти неистощимый источник пищи — как криль для китов. Ешь — не хочу! Не жалели и своих: каннибализм среди теропод был распространенным явлением.
В пышном на человеческий взгляд дождевом тропическом лесу — как на острове — пища отнюдь не изобилует. Именно поэтому и там встречаются маленькие слоны.
Хотя карликовый лесной слон (Loxodonta cyclotis) выглядит малышом лишь в сравнении со своим саванным собратом, известным как африканский слон (I. africana), ученые не сразу его разглядели. В 1900 году этот вид официально установил зоолог Пауль Мачи из Зоологического музея в Берлине. Затем, в первые годы прошлого столетия, его переоткрывали еще несколько раз: каждый специалист пытался описать своего слона-пигмея. Средний рост лесного слона и вправду на метр ниже, чем у саванного (2,2 метра против 3,2–4 метра у самцов), но в биологии размер надежным доводом в пользу выделения отдельного вида не является.
Только в середине XX века зоологи разглядели явные отличия лесного слона от обычного африканского: прямые и тонкие, но плотные бивни; длинная и узкая нижняя челюсть; передние и задние конечности с 5 и 4 ногтями соответственно (у большого слона — с 4 и 3), а очертания ушей — округлые, а не треугольные. Молекулярные исследования начала нынешнего столетия окончательно определили самостоятельный статус лесного слона: оказалось, что генетически он даже меньше похож на саванного, чем индийский слон на мамонта (а ведь последних относят к разным родам). Сильно разнится поведение «обычных» и лесных слонов. Обычные слоны населяют саванну, где образуют крупные группы (9 особей в среднем); предпочитают траву; звуки издают на частотах от 14 герц и выше — в пределах нормального звукового диапазона. Лесные — питаются фруктами, листьями, корой и ветками деревьев, живут чаще по трое и общаются на инфразвуковых частотах не выше 5 герц.
Несмотря на небольшие, по слоновьим меркам, размеры, карликовый вид играет в дождевом тропическом лесу важную роль. Во-первых, он разносит семена деревьев, способствуя их расселению. Например, таких, как ом-фалокарп (Omphalocarpum), плоды которого напоминают гигантские пуговицы, «пришитые» прямо к стволу, — чтобы оторвать их, нужна поистине слоновья сила. Во-вторых, ломая и повреждая деревья, эти слоны устраивают прогалины и тем самым способствуют проникновению света под сомкнутый сумрачный полог, где растениям его очень недостает. Но самое интересное происходит на «рукотворных» прогалинах. Там слоники закладывают настоящие шахты. По наблюдениям Вики Фишлок, сотрудницы Слоновьего фонда Амбосели из Кении, копает яму каждый слон сам, пуская в ход поочередно и хобот, и бивни, и конечности; слонята учатся этим премудростям с раннего детства, наблюдая за своими мамами и подражая их движениям. Конечно, в шахтеры слоны пошли не от хорошей жизни. Дело в том, что, например, в национальном парке Дзанга-Санга вблизи поверхности таких расчисток залегают долеритовые дайки — магматические горные породы, обогащенные натрием, калием, кальцием, фосфором. Благодаря выветриванию долеритов микроэлементы попадают в грунтовые воды. И слоны докапываются до минеральных вод. Чтобы выяснить, есть ли на дне ямы пригодная для питья жидкость, они принюхиваются к воде, пробуют ее, набирая в хобот, и, если не чувствуют нужных растворов, опорожняют его. Минеральные добавки служат разным целям: восполняют недостаток минералов в растительной пище, особенно во время засухи; помогают избавиться от паразитов и лечат желудочные расстройства (интересно, что состав местных минеральных вод напоминает некоторые препараты, используемые в тех же целях медиками); способствуют выведению ядовитых и дубильных веществ, которыми изобилует тропическая растительность. Но главное — после посещения минеральных источников слоны возвращаются в джунгли, где удобряют почву, столь нуждающуюся в микроэлементах. Так что своим благополучием равнинный дождевой тропический лес во многом обязан карликовым слонам.
Живут в тропическом дождевом лесу не только карликовые слоны и бегемоты, но и самые миниатюрные люди. Народы, у которых рост самых высоких мужчин не превышает 1,6 метра, принято называть пигмеями (от греч. πυγμη — с кулачок). Самые маленькие из них— конголезские эфе — вообще выше 1,43 метра не вырастают. Пигмеи есть не только в Африке, но и в Юго-Восточной Азии (например, батаки и аэта), и в Южной Америке (яномама и гуахибо), но почти все «малорослики» — обитатели леса. Ведь в лесной гуще, где всегда очень влажно и душно, маленький рост имеет большие преимущества: легче пробираться через заросли, не так много нужно еды и потеть небольшому телу (у него площадь поверхности меньше) сильно не требуется. Потоотделение, хотя и кажется чем-то несущественным, на самом деле является жизненно важным процессом: благодаря испарению влаги снижается температура тела. Поэтому, скажем, пигмеи кунг способны загнать в лесу любого зверя, а европеец среднего роста, двигаясь там в таком же темпе, помер бы от перегрева.
Считалось, что пигмеи потому и маленькие, что с питанием у них плохо. Однако дети у них, наоборот, растут быстро, чего не было бы при недостатке пищи, и взрослеют раньше (потому и останавливаются в росте). Понятно, что особенности роста определяются генетикой, но, как выяснила группа молекулярных биологов и антропологов во главе с Джорджем Перри из Университета Чикаго, особого гена «пигмеистости» не существует. Касается этот вывод не только пигмеев разных континентов, но даже соседних африканских народов маленького роста. Это значит, что «сокращение» размеров у людей происходило неоднократно и очень быстро (в течение нескольких тысяч лет), как только они вынуждены были приспосабливаться к жизни в дождевом тропическом лесу. И точно так же буквально на глазах — в течение всего нескольких тысячелетий — уменьшались островные растительноядные млекопитающие и динозавры — за счет замедления темпов роста.
Первое, что обычно теряют животные, подвергшиеся миниатюризации, — мозг. Скажем, на острове, в условиях ограниченных ресурсов, этот самый энергозатратный орган только мешает. Родственник серны галлогорал (Gallogoral), проникший на Мальорку и Менорку во время падения уровня Средиземного моря, после превращения этих территорий 5,3 миллиона лет назад в острова измельчал в шесть раз, а объем мозга у него уменьшился вполовину. Получившийся из него новый зверек — мио-траг (Myotragus) — внешне уподобился грызуну, и даже резцы у него росли постоянно. Дело, однако, не в том, что большому мозгу нужны просторы, а в том, что для развития этого органа требуется постоянная смена впечатлений и упражнения в решении новых задач, и, когда их нет, мозг избавляется от «балласта» — нерабочих нейронов. Ведь и у одомашненных животных мозг уменьшается: когда за тебя кто-то думает, самому размышлять уже незачем, а вскоре — и нечем. Особенно заметны различия в характере развития мозга у летучих мышей, что показал зоолог Камран Сафи из Цюрихского университета. Среди них есть такие, у которых мозг в ходе эволюции увеличивался, и наоборот: мышки с маленькими мозгами питаются растениями на открытых пространствах, а с большими — охотятся в сложных лабиринтах пещер или в лесу. Летающим динозаврам и настоящим птицам сложные мозги понадобились для полета.
Так же как и насекомым: к примеру, благодаря тому, что нейроны у них значительно короче, мухи и даже стрекозы обладают удивительной скоростью реакции и способны на лету уворачиваться от быстро движущихся птиц и тем более от человеческих рук. Еще сложнее устроены мозги насекомых, которым необходимо хорошо ориентироваться на местности в поисках источников пищи: у пчел и бабочек, собирающих пыльцу, скарабеев, озабоченных выбором различных источников питания, или паразитических ос и наездников, подыскивающих подходящие жертвы для своих личинок. Мизерные абсолютные значения размера мозга у насекомых отнюдь не являются признаком примитивного характера мышления. Майкл Шихан и Элизабет Тиббеттс из Мичиганского университета (Анн-Арбор) выяснили, например, что живущие небольшими — до нескольких десятков особей — колониями осы полисты знают всех своих соседей в «лицо»: распознают их по индивидуальным очертаниям головы и антенн. Одиночные осы полисты подобными способностями не обладают. Если одиночные насекомые способны совершить от 15 до 42 поведенческих актов, медоносные пчелы — почти 60, в том числе весьма сложных — как пчелиный «танец», а североамериканский лось — 22, и даже некоторые обезьяны — не более 44. Правда, насекомым для изменения поведенческой реакции достаточно «перестыковать» несколько нейронов — мускульная система заработает по-другому, а поскольку сама она очень сложная (например, у саранчи 296 мускулов), то возникнет и новый поведенческий акт. Млекопитающему нужна гораздо более глубокая перестройка.
Подобно тому как у человека память «расширяется» по мере роста синапсов между нейронами, появления новых извилин в коре или ее утолщения (Филип Шоу из Национального института психического здоровья в Балтиморе обнаружил такую закономерность у интеллектуально развитых детей), у насекомых, по крайней мере у медоносных пчел, то же самое происходит в грибовидных телах мозга за счет увеличения числа и ветвления дендритов 170 тысяч нейронов — клеток Кеньона. Поэтому иногда пчелы способны «осознать» череду весьма сложных событий: когда в одном эксперименте, поставленном этологом Ларсом Читткой из Лондонского университета королевы Марии, рабочих шмелей стали ловить в темные баки, чтобы взвесить, те, инстинктивно стремясь к свету, поначалу очень яростно сопротивлялись. Но после повторных опытов некоторые насекомые «поняли», что их все равно отнесут в улей, и стали садиться в баки сами — ведь так можно было сэкономить энергию, иначе растраченную бы на перелет с грузом. Даже круглые черви со своими 302 нейронами способны к обучению.
Так что «в здоровом теле — здоровый мозг» (в смысле объема) — это далеко не правило. У китов и слонов мозги намного крупнее, чем у динозавров той же или много большей размерности. У человека объем мозга — больше, чем у льва, который в два раза тяжелее, и гораздо больше, чем у антилопы сравнимой массы. Попугаи и врано-вые заметно выделяются способностью решать сложные задачи среди птиц той же величины, поскольку и мозги у них крупнее. Особенно продолжают удивлять опыты, показывающие «разумную» деятельность слонов. Психолог Джошуа Плотник из Кембриджского университета и его коллеги из Тайского центра по сохранению слонов придумали для серых исполинов задачу, которую они могли решить лишь сообща, в кооперации друг с другом, понимая, чего хочет партнер и на что он способен. Слонам предлагалось добыть приманку, которая лежала на доске, прилаженной к системе блоков и канату: приблизить ее к себе, чтобы ухватить хоботом, можно было, лишь дружно с двух концов потянув за канат. Слоны не просто догадались, что нужно сообща браться за концы каната, но и что тянуть его надо, прилагая соразмерные усилия. Если же слонов выпускали в вольер по очереди, то первый всегда дожидался появления второго. Всего в различных сочетаниях в опыте было задействовано шесть животных, и в 88–97 процентах попыток им сопутствовал успех. А некоторые, возможно, самые умные особи просто наступали на один конец и выжидали, пока партнер в одиночку сделает всю тяжелую работу. Так что в отношении слонов понятие «разум», наверное, можно употреблять без кавычек и не подменять его наукообразным термином «высокие когнитивные способности».
Изначально на развитие мозга несомненно влияет длительность беременности: 9 месяцев у людей и 22 месяца у слонов, а также длительность жизни (до 122,5 и 65,5 лет на воле соответственно). Последнее обстоятельство не менее важно, поскольку обучают детей не только родители, но и дедушки с бабушками. Семейные группы у слонов состоят из самок и слонят обоего пола («мальчики» по достижении пятнадцатилетнего возраста вынуждены покидать семьи), и особым уважением в таких группах пользуются бабушки — слонихи старше 60 лет, являющиеся настоящими матриархами. Они умеют находить кратчайшие пути к наилучшим кормовым угодьям и водопоям, что особенно важно в сухой сезон. Способность к обучению, как принято считать, с возрастом снижаются, зато приходит опыт. Именно наиболее возрастные и, следовательно, опытные слонихи могут по характеру львиного рыка определить, грозит ли семье настоящая опасность. Обычно к их сигналам прислушиваются все члены группы, и это позволяет во многих случаях избежать потерь.
Уважение к таким особям сохраняется у слонов даже после их смерти. Карен Маккомб и Люси Бейкер из Университета Сассекса, а также Синтия Мосс из Слоновьего фонда Амбосели задали африканским слонам из одноименного национального парка задачу — распознать среди различных костей те, что принадлежат их же виду. Слоны не только проводили заметно больше времени у бивней и черепов себе подобных, отличая их от черепов носорогов и буйволов, но и вьщеляли среди них те, что принадлежали матриархам, в недавнем времени возглавлявшим группы их соплеменников. В этих случаях они осторожно дотрагивались до черепа кончиком хобота или бережно касались его стопой (там у них расположены очень чувствительные механорецепторы). Повышенный интерес к бивням, возможно, объясняется тем, что только эти части скелета позволяют распознать умершую особь. Однажды ученым удалось застать удивительное событие: после смерти очень старого матриарха к ее телу пять дней приходили слоны со всей округи, даже чужие.
Интерес к покойным родственникам не является единственным проявлением разума в поведении слонов. Они— единственные млекопитающие, которые наряду с высшими приматами (включая людей) и дельфинами способны распознавать свое отражение в зеркале. Например, трогают цветную метку на своей шкуре, заметив ее в зеркале. Более того, они изготовляют орудия, подражают голосам других особей, понимают, когда один из их соплеменников попал в беду, и пытаются сообща помочь ему. Видимо, слоны осмысленно способны обучать других тому, что знают сами.
По объему мозга (в среднем 4800 см3) слоны входят в число лидеров, а отношение массы этого органа к общей массе тела составляет 0,27 процента, причем у самок он заметно выше. В ходе эволюции хоботных данный показатель вырос в десять раз, и таким образом слоны уступают по темпам развития этого органа только дельфину-бутылконосу и современному человеку, а по сложности организации мозга сравнимы лишь с людьми.
Но человек в ходе эволюции обманул природу: изначально его бесшовная черепная коробка не предназначалась для слишком большого мозга. Эта «хитрость» была замечена при переизучении ископаемого черепа, открытого 90 лет назад. А ведь его чуть не потеряли… В середине 1920-х весь мир был потрясен открытием первого ископаемого предка человека, даже, можно сказать, всего человеческого рода — австралопитека африканского в каменоломнях южноафриканского Таунга. Его остатки пожелал лицезреть принц Уэльский, в мюзик-холлах звучали шутки о «бэби из Таунга», а депутаты парламента Южно-Африканского Союза обзывали друг друга «почетными членами Таунга». Удивительным было не только открытие, совершенное профессором Реймондом Дартом из Университета Витватерсранда, но и обстоятельства, этому сопутствующие: интересная находка чуть не затерялась в Лондоне, когда расстроенный Дарт возвращался с антропологической конференции, где его доклад был встречен весьма холодно. А водитель кеба, в котором профессор оставил драгоценный череп, сдал находку в полицейский участок, и против ученого хотели возбудить дело об убийстве…
На данный факт редко обращают внимание, а ведь это означает, что человека в австралопитеке признали даже полицейские. Череп трех- или четырехлетнего ребенка из Таунга, который Дарт два с лишним месяца терпеливо препарировал вязальной спицей, по-прежнему служит важным источником знаний о происхождении человека. Так, антрополог Дин Фалк из Университета штата Флорида и его коллеги обнаружили, что на естественном слепке мозга, образовавшемся при заполнении этого черепа пещерным осадком 3,8 миллиона лет назад, сохранился отпечаток лобного шва. Этот шов у нас, современных людей, соединяет две половинки лобной кости и нередко остается на всю жизнь. Раннее его зарастание ведет к задержке умственного развития. У наших ближайших выживших родственников — шимпанзе и боно-бо — шов закрывается вскоре после рождения. По мнению Дина Фалка, появление такого шва могло облегчить роды большеголовых детей у прямоходящих самок и тем самым способствовать дальнейшему росту мозга. Кроме того, данный признак свидетельствует о перестройке лобной доли коры головного мозга, отвечающей за мышление. Эти предположения подтверждаются и исследованиями другого характера: антрополог Джереми ДеСилва из Бостонского университета рассчитал, что масса новорожденных у людей составляет в среднем 6 процентов массы взрослого, а у шимпанзе — всего 3 процента. Новорожденные австралопитеки уже были достаточно тяжелыми — 5 процентов массы взрослой особи. Эти данные тоже прямо указывают на прогрессивное увеличение массы мозга в человеческом роду.
Выходит, если нам еще подрасти, то и наш мозг увеличится? Увы, в изображениях скелетов гигантских людей, которыми любит развлекаться интернет-сообщество, сразу можно распознать подделку: гигантов размером от четырех до девяти метров показывают с соблюдением пропорций обычных людей. У реальных же великанов череп (и мозг) оказался бы непропорционально маленьким, а нижняя часть позвоночного столба, кости таза и ног — толще, чем у мамонтов. Страдали бы они от гипертонии, одышки и дистрофии (недостаточно объемные для такого тела легкие и кишечник), проблем с суставами, которые не выдерживали бы нагрузки, а жили бы недолго и глупо, поскольку мозги бы у них были не крупнее, чем у зав-ропод, — с грецкий орех, или — при больших размерах — «взрывались» бы от кровяного давления, стоило бедняге нагнуться. А полностью распрямившись, он лишился бы легких: под давлением разорвало бы легочные артерии.