Африканские латимерии живут в пять раз дольше, чем считалось прежде. Внимательно изучив концентрические кольца на чешуйках этих реликтовых рыб, французские и австрийские ихтиологи пришли к выводу, что максимальная продолжительность жизни данного вида может составлять около ста лет. При этом половой зрелости латимерии достигают после сорока лет, а беременность у них длится около пяти лет. Такой темп жизни, один из самых медленных среди всех позвоночных, делает их особенно уязвимыми к последствиям человеческой деятельности, отмечают исследователи в статье для журнала Current Biology.
Открытие африканской латимерии (Latimeria chalumnae) нередко относят к числу важнейших зоологических находок XX века. Дело в том, что эта рыба является одним из последних выживших представителей некогда разнообразного и широко распространенного отряда целакантообразных рыб (Coelacanthiformes). До 1938 года, когда живую латимерию выловили у берегов Южной Африки, считалось, что все целаканты вымерли на рубеже мела и палеогена около 66 миллионов лет назад (в конце 1990 годов специалистам удалось открыть еще один современный вид латимерий – L. menadoensis, населяющий воды Индонезии).
Несмотря на то, что африканская латимерия известна науке уже более 80 лет, многие аспекты ее биологии остаются плохо изученными – в первую очередь из-за того, что она немногочисленна и обычно встречается на глубинах от 100 до 200 метров ниже уровня моря, где проводить исследования непросто. Например, зоологи не знают, как долго живут латимерии и какова скорость их роста.
Келиг Маэ (Kelig Mahe) из Французского научно-исследовательского института эксплуатации морских ресурсов и его коллеги-ихтиологи решили внести ясность в этот вопрос. Для этого они проанализировали образцы чешуек 27 африканских латимерий (13 самок, 11 самцов, одной молодой особи и двух эмбрионов), добытых в водах Коморских островов с 1953 по 1991 год. Длина тела этих экземпляров составляла от 30,5 до 180 сантиметров.
Исследователей интересовали заметные под световым микроскопом концентрические кольца на чешуйках латимерий, по которым, как предполагается, можно узнать возраст этих рыб. Правда, ученые пока не пришли к единому мнению, как часто закладываются такие кольца. В ранних работах утверждается, что ежегодно на каждой чешуйке появляется по два новых кольца, соответствующих влажным и сухим сезонам, в то время как авторы более современных исследований склоняются к мысли, что каждый год формируется одно новое кольцо.
Подсчитав кольца на чешуйках под световым микроскопом, Маэ и его коллеги пришли к выводу, что, в зависимости от скорости образования этих структур, экземплярам из их выборки могло быть от ноля до восьми лет или от года до семнадцати лет. Эти результаты свидетельствуют, что латимерии очень быстро растут, что плохо согласуется с данными об их медленном метаболизме. К похожим противоречивым результатам приводили и предыдущие попытки разобраться в жизненном цикле этих рыб.
Чтобы разрешить данный парадокс, Маэ с соавторами рассмотрели чешуйки латимерий под поляризационным микроскопом. Это позволило им увидеть более тонкие и многочисленные кольца. Если считать, что каждый год образуется по одному такому кольцу, то латимерии из выборки были намного старше, чем считали исследователи: их возраст составлял от пяти до 84 лет. При этом на каждые пять колец, видимых в поляризационный микроскоп, приходится одно кольцо, видимое в световой микроскоп, – иными словами, более крупные кольца закладываются раз в пять с небольшим лет. Математические модели подтвердили полученные авторами выводы.
Новые оценки возраста африканских латимерий подразумевают намного более медленный рост, который лучше согласуется с низким уровнем их метаболизма и скоростью роста других видов рыб, населяющих аналогичные глубины, например, некоторых акул и атлантических большеголовов (Hoplostethus atlanticus). Кроме того, они свидетельствуют, что представители данного вида живут намного дольше чем считалось ранее. Самые крупные когда-либо пойманные L. chalumnae достигали 190 сантиметров в длину – и, по оценке Маэ и его коллег, таким особям может быть около ста лет. Для сравнения, до сих пор большинство специалистов считали, что латимерии живут до двадцати лет, то есть в пять раз меньше.
Исследователи также предполагают, что беременность (эти рыбы относятся к яйцеживородящим) у латимерий длится около пяти лет, а не год-два. Это один из самых продолжительных сроков вынашивания потомства среди всех позвоночных. Для сравнения, беременность у предыдущих рекордсменов, глубоководных плащеносных акул (Chlamydoselachus anguineus), длится три года. При этом половой зрелости латимерии достигают при длине 120-129 сантиметров для самцов и 160-179 сантиметров для самок. Это соответствует возрасту в 40-69 лет и 58-66 лет. Судя по всему, популяция этих рыб поддерживается за счет высокой выживаемости очень немногочисленного потомства.
К сожалению, высокая продолжительность жизни, медленное созревание и долгое вынашивание потомства делают африканских латимерий особенно уязвимыми к последствиям человеческой деятельности, например, климатическим изменениям и гибели в рыболовных сетях. Международный союз охраны природы уже присвоил L. chalumnae статус вида на грани полного исчезновения (Critically Endangered, CR), однако, с учетом новых данных, эти удивительные рыбы могут находиться в еще большей опасности.
Латимерия – не единственная рыба, которая отличается поразительным долголетием. Например, несколько лет назад стало известно, что гренландские полярные акулы (Somniosus microcephalus) в среднем живут по триста лет. А пятнистый маколор (Macolor macularis) с западного побережья Австралии поставил рекорд продолжительности жизни среди тропических рифовых рыб, дожив до 81 года.
Сергей Коленов
Вклад этих источников составил 25 и 75 процентов соответственно
Ученые определили источники радиоактивного 137Cs в мясе баварских кабанов. Оказалось, что происхождение в среднем 75 его процентов связано с аварией на Чернобыльской АЭС, а 25 процентов — с испытаниями ядерного оружия в середине прошлого века. Причем в некоторых регионах Баварии активность оружейного137Cs в кабанятине так высока, что этого достаточно для превышения европейских норм безопасности. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Environmental Science & Technology. Авария на Чернобыльской АЭС в апреле 1986 года привела к загрязнению обширных территорий Европы радиоактивными изотопами йода, цезия, стронция и других химических элементов. Например, в Баварии, регионе на юго-востоке Германии, активность изотопа цезия 137Cs в поверхностных слоях почвы вскоре после аварии составляла 102-105 беккерелей на квадратный метр. Позднее радиоактивные изотопы проникли из почвы в организмы растений и животных. В частности, активность 137Cs в мясе баварских кабанов (Sus scrofa) в 1986 году превышала норму на один-два порядка. За почти четыре десятилетия, прошедших с момента аварии, изначально высокая концентрация 137Cs в организмах животных из лесов Баварии резко снизилась за счет физического распада и экологических процессов. Однако по неизвестной пока причине в мясе местных кабанов активность этого радионуклида мало изменилась с 1986 года. В некоторых случаях темпы снижения концентрации 137Cs в их телах даже ниже скорости его физического распада. Это явление известно как «парадокс кабана». Согласно наиболее убедительному объяснению, кабаны получают новые порции 137Cs за счет того, что регулярно поедают подземные грибы, в которых, в свою очередь, этот изотоп накапливается в большом количестве. Команда исследователей под руководством Георга Штайнхойзера (Georg Steinhauser) из Венского технического университета решила больше узнать об источниках радиоактивных изотопов в мясе кабанов из Баварии. В 2019-2021 годах исследователи получили 48 образцов свежей кабанятины у баварских охотников из 11 округов этой земли. В основном это были ткани языка. Медианная активность 137Cs в образцах составила 1,7 килобеккереля на килограмм. При этом она заметно колебалась от округа к округу в диапазоне от 0,37 килобеккереля на килограмм до 14 килобеккерелей на килограмм. В 88 процентах образцов активность 137Cs оказалась выше норматива, установленного немецким правительством. Примечательно, что по сравнению с аналогичными пробами, взятыми в 2001 году, концентрация 137Cs в мясе кабанов почти не изменилась. Чернобыльская авария не была единственной причиной появления 137Cs в почвах Баварии и организмах местных животных. До нее этот изотоп также попадал в окружающую среду в результате ядерных испытаний. Чтобы определить вклад обоих источников, Штайнхойзер с соавторами оценили соотношение концентрации 135Cs/137Cs в мясе кабанов из разных округов Баварии — оно составило 0,67-1,97. Затем полученные данные сравнили с результатами анализа биологических образцов из других регионов мира, в том числе из Чернобыля и Фукусимы (где почти весь 137Cs попал в окружающую среду в результате аварий на АЭС) и отдаленные от них регионы, включая США, Канаду и Гренландию (здесь основным или единственным источником 137Cs являются ядерные испытания). Соотношение 135Cs/137Cs в телах кабанов из Баварии оказалось промежуточным между Чернобылем и Фукусимой с одной стороны (в этих местах оно составляло 0,31–0,73) и регионами мира, где крупных аварий на АЭС не было, с другой (1,21–2,84). Это подтверждает, что радиоактивный цезий, поступающий в организмы баварских кабанов, имеет два источника происхождения. Для дальнейших расчетов исследователи взяли за основу соотношение 135Cs/137Cs из серии образцов легочной ткани человека, собранных в Вене в 1960 годах. Поскольку эти образцы были взяты до первых крупных аварий на АЭС, весь 137Cs попал в них в результате испытаний ядерного оружия. Соотношение 135Cs/137Cs в них составило 1,99. Судя по всему, в тех регионах Баварии, где соотношение 135Cs/137Cs в кабанятине выше, чем в венских образцах, основным источником 137Cs являются испытания ядерного оружия, а в тех, где ниже — авария на Чернобыльской АЭС. Основываясь на этой идее, авторы предложили следующую модель распространения 137Cs в экосистемах Баварии (и всей Центральной Европы). Вероятно, радиоактивный цезий, который попал в атмосферу в результате ядерных испытаний, к концу века достиг поверхности земли и был включен в пищевые цепи всего региона. Соотношение 135Cs/137Cs в нем высокое. В то же время чернобыльский радиоактивный цезий, с низким соотношением 135Cs/137Cs, в основном осел в горах и предгорьях. На финальном этапе работы Штайнхойзер и его коллеги провели моделирование и пришли к выводу, что средний вклад чернобыльского 137Cs в мясе баварских кабанов составляет 75 процентов, а оружейного — 25 процентов. Наименьшая доля 137Cs чернобыльского происхождения была выявлена в кабанятине с севера Баварии, однако даже в Центральной и Южной Баварии есть регионы, где доля оружейного 137Cs в мясе кабанов составляет 40-50 процентов. При этом в 25 процентах образцов активность 137Cs, происходящего от испытаний ядерного оружия, настолько велика, что его одного достаточно, чтобы превысить европейские нормы безопасности. Результаты исследования демонстрируют, что радионуклиды, попавшие в окружающую среду в результате ядерных испытаний середины прошлого века, до сих пор присутствуют в экосистемах. Причем, как в случае баварских кабанов, их активность порой достаточно велика, чтобы угрожать здоровью людей. Ранее зоологи выяснили, что панцири черепах хранят информацию о ядерных испытаниях и работах с ядерным топливом. У тех черепах, что жили рядом с местами испытания ядерного оружия, соотношение 235U/238U в роговых щитках повышено, а у тех, что обитали недалеко от заводов по производству ядерного топлива, наоборот, понижено. При этом соотношение 236U/238U повышено в обоих случаях.