Плейстоценовый парк

Тундростепь эпохи последнего оледенения: (слева направо) дикие лошади, мамонты, пещерные львы над тушей северного оленя, шерстистый носорог

Мамонтовые прерии или тундростепь — не существующая более экосистема полярных областей Евразии и Северной Америки эпохи плейстоцена. Характерной чертой мамонтовых прерий было изобилие крупных животных — по оценке современного исследователя, «картина животного мира тех холодных степей… напоминала современную саванну экваториальной Африки»[2]. В фауну тундростепей входили мамонты, шерстистые носороги, бизоны, овцебыки, дикие лошади и верблюды, северные и гигантские олени, пещерные львы, гиены, четыре вида волков и многие другие животные[3][4][5][6][7]. Численность зверей была очень велика — так, по подсчётам Н. К. Верещагина, одних мамонтов на крайнем северо-востоке Сибири насчитывалось от 40 до 60 тысяч голов. По свидетельству Якова Санникова, почва некоторых островов Северного Ледовитого океана целиком была сложена из костей древних животных[8].

Столь большое количество крупных животных могло прокормиться в приполярных областях благодаря тому, что вместо современной тундры и тайги существовала совершенно другая экосистема. Особенностью тундры является то, что мёртвые растения в ней почти не разлагаются, как это происходит в более тёплых широтах, а уходят в вечную мерзлоту. В результате органические вещества безвозвратно теряются: «пониженная активность микрофлоры обусловливает бедность тундровых почв азотом и приводит к накоплению в верхнем горизонте оторфованых растительных остатков» (МСЭ). Но если бедность тундровых почв компенсировать внесением азотных удобрений, например, навоза, то на месте скудных мхов и лишайников появляются быстрорастущие и высококалорийные злаковые растения.

Многочисленные травоядные «мамонтовой фауны» съедали растительность доисторической тундры раньше, чем та успевала превратиться в «оторфованные растительные остатки», и возвращали в почву (в виде навоза) необходимую растениям органику. Как следствие, равнины ледниковой Евразии были покрыты высокоурожайными лугами, кормившими миллионные стада копытных. Можно видеть, что «ледниковый» биоценоз представлял собой богатую и продуктивную экосистему, чьё существование полностью зависело от населявших её крупных травоядных[9].

Современным аналогом этой экосистемы является не тундра, а африканская саванна. Хотя тёплый сезон в арктических областях длится всего несколько месяцев, биопродуктивность тундростепей была близкой к тропическим саваннам. Это объясняется тем, что круглогодичного роста трав в африканских саваннах нет — большую часть года занимает длинный сухой сезон. К тому же летом световой день в Арктике значительно длиннее, чем в тропиках (солнце светит практически круглые сутки). В высоких широтах также нет мощнейшего конкурента растительноядных млекопитающих Африки — термитов и муравьев-жнецов (их биомасса в тропиках не уступает биомассе крупных копытных). В силу указанных причин, прирост злаков и количество крупных животных в тундростепи был сопоставим показателям саванны[10].

Некогда мамонты населяли огромные пространства

По мнению некоторых биологов, превращение мамонтовых степей в современную заболоченную тундру, ставшее следствием гибели фауны крупных и средних млекопитающих, не является необратимым. Известно, что выпас скота в тундре приводит к обратному процессу — на месте съеденных животными мхов появляются травы, почва становится суше. В силу этого существует возможность частично восстановить прежний богатый биоценоз путём реинтродукции в тундре крупных копытных, некогда населявших тундростепь[11].

Эту задачу пытается разрешить плейстоценовый парк, созданный в Якутии силами Сергея Афанасьевича Зимова и его сына Никиты[12]. В 1980-е годы на севере Якутии, в нижнем течении Колымы, Зимов начал уникальный экологический эксперимент по восстановлению экосистемы мамонтовой степи.

Степные экосистемы играли важную климатообразующую роль. В холодные эпохи почвы степей, и особенно почвы мамонтовой тундростепи, являлись основным наземным хранилищем и поглотителем углерода, а при потеплении климата тысячи миллиардов тонн углерода высвобождались обратно в атмосферу. Высокое альбедо степей помогало отражать значительную часть солнечного тепла. Высокая продуктивность и транспирация степей позволяла держать почвы сухими и предотвращала образование болот, поэтому глобальная эмиссия такого важного парникового газа, как метан, в атмосферу была низкая.

— Плейстоценовый парк

В 1988 году на участке тундры в 160 км² было выпущено стадо якутских лошадей, которое успешно прижилось. За прошедшие годы, как пишет научный обозреватель «Новостей науки» А. Марков, «Растительность на территории парка начала меняться. Животные расчистили заросли бурьяна и кустарников, расправились с многолетними залежами сухой мёртвой травы, удобрили почву навозом. Это способствовало росту сочных, богатых белками трав»[13]. Фактически лошади восстановили кусочек древней мамонтовой степи. К лошадям добавились лоси, олени, медведи. Результаты эксперимента оказались столь интересными, что по ним был написан ряд статей в журналах «Nature» и «Science».[14][15][16]

Большие надежды были связаны с возможностью поселить в плейстоценовом парке вместо вымершего древнего бизона (Bison priscus) сохранившегося в Америке лесного бизона (Bison bison athabascae). В 2006 году, после долгих переговоров, в Якутию привезли стадо из 30 молодых лесных бизонов, подаренных правительством Канады, однако по решению Правительства Республики Саха (Якутии) их поселили не в плейстоценовом парке, куда первоначально они должны были быть направлены, а в парке «Усть-Бутома», расположенном южнее[17][18]. В связи с этим вместо американских лесных бизонов по финансовым и иным причинам весной 2011 года плейстоценовый парк пополнился европейскими зубрами[19]. В зависимости от адаптации зубров к условиям якутской лесотундры они (если не приживутся) будут заменены американскими лесными бизонами либо (если приживутся) останутся в заповеднике в качестве «заменителей» древнего бизона, так как в проекте важна не чистота ДНК, а занятость соответствующей экологической ниши. Кроме того, в сентябре 2010 года в плейстоценовом парке появились овцебыки, а весной 2011 года были реинтродуцированы маралы[20].

Зубр — ключ к восстановлению тундростепи

Для создания сбалансированного саморегулирующегося биоценоза в плейстоценовом парке предполагается интродуцировать амурских тигров (в дополнение к имеющимся там волкам и медведям). Это необходимо, поскольку в отсутствие своих естественных врагов — тигров и львов, чрезмерно расплодившиеся волки становятся угрозой для копытных. Помимо перечисленных, в дальнейшем возможно поселить в плейстоценовом парке диких яков, населявших Якутию в древности, а также диких двугорбых верблюдов, которые могут заменить вымершего верблюда Кноблоха. В биоценоз плейстоценового парка можно со временем ввести киангов, сайгаков, красных волков, черношапочных сурков и дроф.

Вопреки распространённому мнению, львы не боятся холода

Наиболее интересной представляется перспектива акклиматизации в парке африканских львов. Подобно тигру, лев вовсе не является тропическим животным, а приспособлен к обитанию во всех климатических зонах. Но в умеренных широтах он был некогда истреблён, сохранившись лишь в Африке и Индии. На всей территории России сравнительно недавно обитали пещерные львы, мало отличающиеся от львов современных. Сегодня вымерших пещерных львов могли бы заменить капские львы. Истреблённые в исконных местах обитания (горах Южной Африки), эти львы сохранились в Новосибирском зоопарке, где «с 1968 года содержатся на открытом воздухе круглый год, при перепадах температур от +36 °C до −49 °C». При этом «взрослые львы, и малыши чувствуют себя зимой хорошо. За последние 40 лет в зоопарке родилось более 60 львят»[21][22]. Вероятно, многие другие животные, которые априорно считаются способными жить лишь в тёплом климате, реально представляют собой уцелевшие тропические формы видов, занимавших некогда гораздо более широкий ареал — вплоть до берегов Северного Ледовитого океана. Соответственно, они могут быть успешно акклиматизированы в России в качестве замены уничтоженных животных ледникового периода.

Наряду с крупными животными, в качестве одного из наиболее важных компонентов в восстанавливаемой экосистеме мамонтовых прерий называется также навозный жук. Задача его акклиматизации — одна из важнейших и одна из наиболее сложных.

Поскольку в вечной мерзлоте сохранились целые туши гигантских животных ледникового периода, в будущем предположительно возможно восстановление недавно вымерших видов, чьи останки содержат генетический материал. Мягкие ткани в таких находках сильно разрушены, в силу чего клонировать мамонтов или шерстистых носорогов с помощью существующих на сегодня технологий пока невозможно. Это связано с тем, что учёным неизвестно количество парных хромосом в ядрах клеток вымерших животных, из-за чего невозможно вычислить их геном.

Японский учёный Тэрухико Вакаяма (яп. 若山照彦) планирует получить живого мамонта с помощью своей методики клонирования животных из надолго замороженных клеток. Летом 2011 года он намеревался отправиться в Сибирь, чтобы найти образец мягких тканей мамонта, пригодный для клонирования. В случае успеха ядра из клеток мамонта перенесут в яйцеклетку африканского или индийского слона. Генетические материалы слона и мамонта различаются незначительно, и сравнительно небольшие изменения слоновой ДНК (с помощью сохранившейся ДНК мамонта) могли бы воскресить крупнейшее животное плейстоцена и приоткрыть тайну исчезновения животных[23]. Подобные опыты уже проводились в 1990-е годы, но не принесли результатов. Доктор Вакаяма уверен, что сегодняшний уровень развития технологий генной инженерии и его новейшая методика существенно повышают шансы на успех[24][25].

Извлечённый из многолетней мерзлоты Киргиляхский мамонт

Учитывая быстрый прогресс генной инженерии, есть вероятность, что в ближайшем будущем получится воскресить некоторых представителей вымершего животного мира.

Это направление, получившее широкое освещение в прессе, часто подвергается научной критике. Многие учёные отвергают возможность клонирования вымерших животных в принципе или как минимум в обозримом будущем. Исследования показали, что даже хорошо сохранившиеся останки из вечной мерзлоты не содержат пригодного для клонирования или генетических манипуляций материала — речь идёт лишь о следовых количествах полностью разрушенной ДНК. Ткани, подвергнутые захоронению в вечной мерзлоте, теряют свою клеточную структуру из-за разрушения клеточных мембран, а содержащиеся в них молекулы ДНК подвергаются сильным постмортальным изменениям, включая распад цепочек нуклеотидов на отдельные фрагменты, случайные мутации в «горячих точках» и контаминацию генетическим материалом почвенных бактерий и грибков[26] Таким генетическим материалом невозможно воспользоваться напрямую даже для секвенирования генома исследуемого вида. Для создания же из ископаемой ДНК генетического материала, пригодного для клонирования, необходимо сначала реконструировать полную последовательность по сохранившимся отдельным обрывкам цепочек нуклеотидов, восстановить последовательности нуклеотидов на повреждённых или подвергшихся постмортальным мутациям участках, а затем на основе полученной последовательности собрать «рабочую» молекулу ДНК — современным технологиям очень и очень далеко до подобного.

Впрочем, восстановление некоторых вымерших видов не должно обязательно быть клонированием — вероятно, возможно вывести «псевдомамонтов» из слонов с помощью генного модифицирования и селекции.[27]

Россия является страной с экстремальным климатом, большая часть которой непригодна для ведения сельского хозяйства (60 % территории России — вечная мерзлота). Огромные слабозаселённые (или совсем не заселённые, как плато Путорана) пространства Севера хорошо подходят для восстановления первоначальной природы России — с изобилием крупных копытных и хищников.

Восстановление экосистем с полноценными трофическими связями и комплексным взаимодействием между десятками видов растений, многими видами травоядных, специализированными на том или ином растительном корме, и многими видами хищников позволит получать доходы не только от туризма, но и вести рациональную охоту. Как показывает опыт африканских заповедников, африканская саванна (единственная сохранившаяся сегодня на Земле полноценная экосистема «плейстоценового» типа) обладает биологической продуктивностью, во много раз превышающей продуктивность скотоводческих хозяйств, размещенных на той же площади[28].

Тем большей является выгода от восстановления мамонтовых степей на территории сегодняшней тундры. Также важна роль парков плейстоценовой природы для будущего биосферы как резерватов вымирающих сегодня диких видов, потерявших практически все прежние области обитания. К таким видам относятся дикий як, дикий двугорбый верблюд, лошадь Пржевальского, дзерен, сибирский красный волк, азиатский гепард, дальневосточный леопард, амурский тигр.

Жирным курсивом обозначены вымершие животные, которых в настоящее время невозможно заменить родственными видами. Жирным шрифтом обозначены животные, которые могут быть возвращены в природу Якутии из других мест или заменены родственными видами. Сохранившиеся в фауне Якутии или успешно реинтродуцированные виды набраны обычным шрифтом.

Критика проекта чаще всего ведётся в трех основных направлениях:

Во-первых, имеется опасность того, что интродукция чуждых видов может повредить уже имеющейся хрупкой экосистеме тундры[32]. Однако автор проекта возражает: «Тундра — это не экосистема. Таких систем на планете не было, и нечего тундру лелеять. Конечно, глупо вместо тундры создавать пустыню, но если на той же самой территории будет степь, то это, безусловно, улучшит экологию. Если там будет бегать больше оленей, песцов, быков, то природа от этого только выиграет. И человек тоже. Однако опасность всё равно существует, безусловно, надо быть очень осторожными. Если речь идёт о возрождении степей, то, например, мелких животных действительно опасно выпускать без контроля. Что касается бизонов и зубров — опасности нет, так как их очень легко истребить».[33].

Во-вторых, многие сомневаются в том, что большинство видов возможно будет интродуцировать в столь суровых условиях. К примеру, те же якутские лошади, несмотря на то, что живут в парке несколько поколений, по мнению некоторых наблюдателей, без участия человека не выжили бы. Они нормально переносят −60 °C , но вот с обилием снега справляются плохо и, возможно, погибли бы в первую же снежную зиму от голода.

В-третьих, имеются сомнения в целесообразности проекта. Критиками ставится под сомнение польза от проекта как научного эксперимента и практическая ценность воссоздаваемой экосистемы.

• Реинтродукция лесных бизонов в Сибири
• Восстановление плейстоценовой мегафауны
• Мамонтовая фауна
• Северо-Восточная Научная Станция

• Официальный сайт (рус.). pleistocenepark.ru. Дата обращения: 27 января 2020.