Наука в зоопарке

Как-то мне попалась зарубежная научная статья, авторы которой задавались вопросом: а должны ли зоопарки заниматься наукой? Ведь их задача заключается в том, чтобы сохранять, размножать и экспонировать животных. В такой организации наука как бы и не нужна, да и не предусмотрена. В нашей стране зоопарки относятся к Министерству культуры или их финансирует мэрия, если бюджет позволяет, а градоначальник любит животных. Научные исследования стоят очень дорого, и заниматься ими могут только крупные зоопарки, находящиеся на дотации.

Главная задача зоопарков — разводить животных, потому что это обменный фонд. В Советском Союзе вообще нельзя было купить зверей, существовал только безвалютный обмен. Мы могли получить потомство от каких-то животных, отправить в зоопарк на Запад и принять кого-то в ответ. Существовали финансовые эквиваленты обмена. Скажем, орангутанг стоил примерно 30 тысяч долларов, а китайский аллигатор — 100 тысяч. Таких дорогих рептилий мало, и мы могли, разведя крокодилов, получить орангутангов с Суматры или с Борнео.

Поэтому наука в зоопарке, если она есть, направлена на то, чтобы животные хорошо размножались, жили как можно дольше и не болели. То есть это фактически прикладная отрасль зоотехнии или ветеринарии. И поскольку подавляющее большинство обитателей зоопарка не входят в зону традиционной зоотехнии и нормальной ветеринарии, перед специалистами постоянно возникают проблемы, решение которых требует исследований.

Обогащение среды

Одна из специфических задач зоопарка — создание адекватных условий обитания. Содержание в неволе — суровое испытание для животных. Их природная среда гораздо богаче, чем ящик со стеклянными стенками, и никакие качели и колесики, установленные в клетке, этой проблемы не решают. Даже если животное проживет в зоопарке дольше, чем в природе, и будет размножаться, это не значит, что оно не испытывало хронического стресса. У некоторых видов, помещенных в клетку, даже не самых интеллектуальных, возникают стереотипии: они начинают сновать туда-сюда. Это борьба со скудостью среды. А есть животные, которые, подобно хамелеону, сидят неподвижно и внешне никак не реагируют на сотрудников и поток посетителей, стучащих в стекло. Что они при этом испытывают, понять трудно. Можно, например, померить у хамелеона уровень кортикостероидов. Раньше для этого надо было рептилию поймать и взять у нее кровь, что само по себе стресс, но сейчас можно определять уровень гормонов в экскрементах.

Бушмейстер не выносит соседей и вторжения на свою территорию. Фото С. В. Мамета

Стрессируемость животных в неволе зависит от их территориальности: территориальные виды плохо переносят постоянный поток людей. Но о поведении пресмыкающихся в природе известно очень мало. Многие люди за всю свою жизнь не встречают ни одну змею. Радиометки и датчики сложно устанавливать на мелких и скрытных животных, кроме того, сигнал плохо уловим из норы или при роющем образе жизни рептилии. Этот метод обычно применяют для крупных и активно перемещающихся видов, таких, как, например, вараны или морские черепахи. Герпетология всегда отставала от других разделов зоологии именно потому, что у нее довольно неудобный объект исследования. Известны виды, живущие колониями, например зеленые игуаны, у которых описаны 52 ритуальные позы. Они должны хорошо переносить содержание в неволе. А есть виды, у которых очень жесткое индивидуальное пространство, они не выносят присутствия соседей и только в сезон размножения допускают перекрывание индивидуальных участков. Такова, например, змея бушмейстер: ей для размножения пришлось обеспечить отдельную климокамеру, полностью имитирующую природный биотоп, и видеонаблюдение, чтобы избавить ее от посещения сотрудников. Однако не все так однозначно. Порой животные в густых поселениях терпеть друг друга не могут, а виды, которые живут одиночно, тем не менее лояльны к соседям. Лишь понаблюдав за животным в зоопарке, можно понять, как оно переносит неволю.

Многие виды рептилий кажутся абсолютно безразличными к окружающей обстановке. Крокодилы и змеи проводят часы в полной неподвижности. Но посетители видят их днем, а это животные с сумеречной активностью. То, что днем крокодилы лежат, открыв рот и не шевелятся, нормально. Они ушли бы куда-нибудь в кусты, но здесь нет кустов. В природе их днем не найдешь, как и змей. А если приехать на водоем ночью, будут видны горящие глаза: рептилии охотятся, чем-то занимаются. Даже на крокодиловых фермах их поведение гораздо разнообразнее, чем в зоопарке.

В общем, проблем с адекватной средой обитания много, одни пока кажутся нерешаемыми, а о других мы, возможно, еще не знаем.

Кормление

Кормление животных — тоже непростая задача. Вот, например, такая простая ситуация: многие змеи едят только змей. Техасский зоопарк Форт-Уорт, один из лучших в США, в качестве корма для королевской кобры заказывал в свое время посылками из Африки ядовитых ужеобразных бумслангов, змей не очень дорогих, но интересных — некоторые зоопарки не отказались бы иметь их в своей коллекции. А мы за два года научили кобру есть грызунов. Следующий абзац, в котором рассказано, как мы это делаем, впечатлительным небиологам лучше пропустить.

Зеленая игуана не стремится к уединению и хорошо переносит содержание в неволе. (Здесь и далее фото автора)

Сначала кобре предлагают живую гадюку, потом дохлую размороженную, затем к ее хвосту пришивают теплую мышь без шкуры. (Хвост гадюки вставлен мышке в рот.) При этом ее натирают, чтобы она пахла гадюкой. Кобра начинает заглатывать змею, доходит до хвоста с мышью и долго думает, отрыгнуть ей незнакомую еду или нет. Но гадюка-то уже довольно глубоко в животе. Поэтому кобра глотает и мышь. Приучение к новому корму требует много времени, змеи едят редко — раз в неделю. Но через какое-то время она будет есть пропахшую змеей мышь без шкуры, потом станет есть ее в шкуре, а затем начнет ловить живых мышей. (Крупные змеи едят крыс.) В Московском зоопарке почти все офиофаги, то есть те, кто в природе ест змей, питаются грызунами. Другое дело, что лабораторные корма очень отличаются от природных по своему составу, в основном избытком жиров и химическим составом триглицеридов. Это приводит к ожирению и жировой дистрофии печени, которая регистрируется на вскрытии почти у 60% хищных рептилий, содержащихся в неволе.

Еще одна проблема — нехватка растительной пищи. Змеи не едят траву, но они заглатывают свою жертву вместе с содержимым ее кишечника. Микрофлора толстой кишки травоядных вырабатывает витамины К и В₁₂, которые хищник употребляет, съедая добычу целиком. И когда мы даем змее тушку лабораторной мыши, которая к нам ехала полдня, а потом хранилась в морозильнике, рептилия, конечно, не получит всех необходимых веществ.

Некоторые люди держат экзотических рептилий дома и тоже рассказывают о проблемах с их питанием. Но их трудности другого рода и зачастую вызваны невежеством. Ко мне как-то обратился за помощью человек, который кормил своего варана мясом гремучей змеи. Покупал в каких-то супермаркетах. Варан, правда, был из Африки и с гремучими змеями встречаться никак не мог. Хозяин так кормил варана не потому, что выпендривался, а потому, что хотел как лучше. От безумно дорогого, но плохо размороженного мяса у варана развился сначала атрофический гастрит, а затем прободение желудка, и его содержимое просто вывалилось в полость тела. Спасти варана не удалось. В зоопарке такое не случится никогда, потому что мы хотя бы разморозим мясо.

Болезни

Болезни диких животных стали интенсивно изучать только в последние годы. Это весьма дорогие и наукоемкие исследования, заниматься ими в естественных условиях сложно, потому что больное животное в природе демонстрирует себя человеку и своим врагам очень недолгое время. Потом оно исчезает. Так что если вы в природе найдете одного больного зверя, это большая удача. Но в зоопарке совсем другие выборки. Здесь достаточно больных и старых животных, постоянно доступных для наблюдения. Необходимость содержать в одном месте большое количество видов позволяет снабдить материалом специалистов в самых разных областях биологии, и зачастую это не сотрудники зоопарка.

Когда животное заболевает, приходится подбирать ему лекарства и определять возбудитель болезни. А это непростая задача, даже если речь идет о таких известных болезнях, как сальмонеллез или туберкулез. У сальмонеллы около 2000 вариантов (сероваров). Все, что мы посылаем на определение, проверяют старыми методами — посевом на селективные среды. Как правило, найденный возбудитель попадает в группу «Редкие нетипируемые штаммы». А в Америке возбудителей определяют с помощью полимеразной цепной реакции. Этот метод точнее, быстрее и позволяет выявить больше штаммов, но все равно не все 2000. Чтобы типировать больше, надо проводить полноценные исследования для каждого варианта.

Такие же сложности с туберкулезом. Российские ветеринары могут определить три варианта микобактерий: бычий, птичий и человечий, а их на самом деле около 20, причем у рептилий зарегистрировано 11 видов микобактерий. Но делать коммерческий диагностикум для всех штаммов нерентабельно, и опять нужны специальные исследования.

У людей и рептилий, по счастью, мало общих инфекций. Одна из них — сальмонеллез. Сальмонелла относится к условно-патогенной микрофлоре, и она есть почти у каждой нормальной рептилии. Но здесь все не так трагично, потому что нам с вами, чтобы заболеть, надо получить минимальную инфицирующую дозу, то есть проглотить полмиллиона клеток. Это достаточно много; чтобы получить такую дозу, надо совсем руки не мыть. Однако у детей в возрасте примерно 10 месяцев, когда их отлучают от груди, инфицирующая доза меньше, им достаточно нескольких тысяч бактерий. Тогда, конечно, даже если ребенок не тянет в рот черепашку и родители не моют одной губкой его, соску и черепаший поддон, он заболевает. Тем не менее статистика показывает, что до 1977 года, когда ввели запрет на продажу черепах размером менее четырех дюймов (а такие черепахи уже довольно сильны и агрессивны, что не располагает к тесному личному общению), заболевало около 300 тысяч человек в год, и было это связано с черепахами. После запрета заболеваемость людей снизилась более чем на 70%, но сейчас снова несколько возросла, во всяком случае в США — данных по России нет. Заболевают 90 тысяч и заражаются в основном от игуан, у них другой штамм сальмонелл.

Еще одна общая инфекция — лихорадка Западного Нила, для средних широт нетипичная. Это арбовирусное заболевание передается через комариные укусы. Чтобы заболеть, нужны зараженные животные и переносчики заболевания. В 1999 году птицы занесли болезнь в Америку, и оказалось, что наиболее восприимчивы к ней крокодилы и лошади, хотя первыми от лихорадки умерли голуби и вороны. Для человека опасно соседство с большим количеством инфицированных комаров и зараженных животных, то есть с конезаводами и крокодильими фермами. (Комары кусают рептилий в область шва между чешуями.) С 1999 до 2005 года в Луизиане на фермах умерло 10 тысяч крокодилов и более 100 человек.

В человеческой медицине есть понятие «нозологическая единица». Это четкое описание болезни, включенной в реестр. У рептилий очень мало таких болезней, которые можно вписать в реестр. Картина их недуга обычно смазана. Но болеют они, видимо, всеми хворями, включая психические. Если на животных, которых тошнит от стресса, действуют человеческие успокаивающие препараты, то можно заключить, что это психогенная реакция. Например, когда мы получили из США диких хлыстовидных змей, оказавшихся чрезмерно возбудимыми, все наши попытки их накормить заканчивались рвотой в течение нескольких часов. Нам удалось купировать заболевание, используя человеческий препарат — трициклический антидепрессант амитриптилин.

Паразиты

Когда много животных из разных концов мира собраны в одном месте, они начинают обмениваться паразитами. Обмену способствуют тараканы, грунт, на котором раньше держали другое животное, ветер, вода. Мы поливаем клетки, пользуемся общими тряпками, и таким образом паразиты и яйца могут попасть в другой террариум. Это модель ситуации редкой в природе, когда животное встречается с новым паразитом за пределами его естественного ареала.

Хамелеон Парсона — обитатель террариума

У нас в зоопарке жили два хамелеона Парсона, разведенных в неволе. Этого практически нереально добиться, потому что яйцо должно 18 месяцев пролежать в инкубаторе; обычно оно не выдерживает такого срока и загнивает. Но у нас хамелеоны вылупились, всего два, первые в Европе. Подросли до почти взрослого состояния — и умерли от аскаридоза. Нематод нашли даже вне кишечника, в полости тела. Я определил этих гельминтов как специфических аскарид крокодилов. Это были взрослые нематоды, спутать их ни с чем невозможно, поскольку они имеют очень характерное строение желудка. Но крокодилов в этом помещении никто не держал, там жили другие ящерицы. Видимо, после них не поменяли почву, может быть, в передаче паразита сыграли роль арибатиды (почвенные клещи). В общем, откуда взялся этот гельминт, непонятно.

Другой пример — разведенные в неволе ночные обезьяны галаго. Сейчас они умирают от печеночного паразита альвеококка. В его жизненном цикле участвуют дикие псовые, например лисы и волки. Понятно, что в обезьяннике лис не держат, но яйца каким-то образом туда попадают. Источник заражения пока неизвестен. Эти данные имеют важное для зоопарка практическое значение, особенно если бы можно было провести полноценные исследования.

Не описанный ранее вид ленточного паразита у питона Бёлена. Увеличение ×400. Виден край членика червя, окрашенный квасцовым кармином, его половой орган (циррус), который выглядит как полупрозрачный сосочек.

Но вообще животные, разведенные в неволе, как правило, чище и здоровее диких. Животные, пойманные в природе, страдают от процессов адаптации и дизадаптации, болеют редкими болезнями, и паразиты у них совсем другие. Я сам попал в науку, когда стал вскрывать очень редких питонов, которые дохли по непонятной причине. В результате я обратился во ВНИИ гельминтологии имени К. И. Скрябина, где один из сотрудников институтского музея мне сказал, что эти глисты, наверное, очень интересны для науки. Паразитов оказалось много, дальше пошла аспирантура и так далее.

Онкология

Онкология рептилий представляет особый интерес, а условия зоопарка — это уникальная возможность для ее изучения. Пресмыкающиеся страдают онкологическими заболеваниями гораздо реже, чем млекопитающие, а учитывая, что больные животные в естественных условиях долго не живут, найти их там практически невозможно. Сотрудники Смитсоновского института в США, который собирает информацию обо всех онкологических случаях у диких животных, вскрыли 3000 змей, отловленных в природе, и не нашли ни одной, больной раком. В зоопарках выборки совсем другие. Работая над докторской диссертацией, я за 20 лет верифицировал 47 случаев онкологии, хотя у меня было около трех с половиной тысяч вскрытий. Из обзоров мне удалось выяснить, что с начала ХХ века среди рептилий всего мира, содержащихся в неволе, верифицировано, то есть не только обнаружено, но и диагностировано морфологически, немногим более 300 случаев. Это очень мало, но встретить больных раком змей можно только в неволе.

Йеменский хамелеон с опухолью. Опухоль удалили, все закончилось хорошо

Рептилии — интереснейшая для онкологов модель. В медицине различают пограничные с онкологией состояния, которые легко трансформируются в злокачественную опухоль. У пресмыкающихся часто возникает ситуация, которую можно классифицировать как пограничную. Не исключено, что при этом морфологически зрелые клетки рептилий способны проявлять полипотентные свойства, то есть поддаваться обратной трансформации.

Известно, что зрелые тромбоциты пресмыкающихся в условиях гипоксии могут накопить гемоглобин и стать эритроцитами или заняться фагоцитозом. У людей такого не бывает, а у рептилий случается. По всей видимости, подобные превращения зрелых клеток могут происходить и в пограничных ситуациях. С точки зрения фундаментальной науки такие наблюдения были бы интересны и для других областей, но эти исследования выходят далеко за рамки прикладного научного зоопарковского интереса.

Во многих случаях материал, полученный от зоопарковских животных, вызывал интерес у моих коллег или друзей из сторонних научных организаций. Например, в случае ганглионейробластомы у хамелеона сотрудники Онкоцентра РАМН специально для нас проводили иммуногистохимические исследования и электронную микроскопию, а один из ведущих патоморфологов мира, академик, просидел несколько часов в Ленинской библиотеке, разбираясь с особенностями патогенеза опухолей у рептилий. В результате мы не только смогли классифицировать данную опухоль, но и доказали, что у рептилий бывают опухоли нервных тканей, ранее не обнаруженные у этой группы животных.

Этой черепахе со сломанной челюстью установили микропластину. Она меньше обычных пластин, которые используются для «человеческой» челюстно-лицевой хирургии, раза в два

В этом вопросе еще остается множество белых пятен. Например, опухолевые поражения в группе животных часто принимают характер эпизоотической вспышки. Несколько лет назад мы получили партию из девяти персидских гадюк. Через некоторое время у одной появились быстро прогрессирующие новообразования на слизистой рта. Наши контакты с Онкоцентром позволили классифицировать эту опухоль как злокачественную гемангиоперицитому. Вскоре такие же образования появились и у других змей этой группы. Операции не помогли, и за полтора года мы потеряли все девять экземпляров. Логично в данном случае предположить инфекционную (вирусную) природу заболевания. Однако ни в этой, ни в сходных ситуациях обычно не удается обнаружить вирусный агент. Много сложностей остается и при лечении онкологических заболеваний. Попытки проведения химиотерапии, лучевой или фотодинамической терапии до сих пор практически единичны и не очень успешны. Вопреки распространенному мнению рептилии не намного устойчивей к лучевым поражениям, чем мы, и даже более чувствительны к химиопрепаратам нитрозомочевины или платины. Конечно, есть отдельные успехи и в этом направлении. Например, мы пытались проводить трансфузию костного мозга у игуаны с миелоидным лейкозом и достигли некоторого успеха. Но в целом первичного материала в этой области еще совершенно недостаточно для более фундаментальных обобщений.

Зоопарк — уникальное учреждение, в нем собрано множество животных, которых весьма трудно встретить в природе. Не проводить исследования в таком месте просто невозможно.

Мы все сравниваем себя с Западом. Там существуют два подхода. У богатых зоопарков, как правило, есть собственная клиника, которая обслуживает и зоопарк, и окрестные города. Другие же не имеют мощной ветеринарной базы и за плату приглашают специалистов. Собственного штата у них нет. В Московском зоопарке большой штат и достаточные площади, но нет денег на исследования. Зоопарк — не академическое учреждение. Если кому-то из сотрудников что-то интересно и есть возможность бескорыстно заинтересовать коллег, тогда получается результат. При отсутствии целевого финансирования наука в зоопарке делается на коленке. Мои операции — это военно-полевая хирургия, и я их делаю от безысходности. Я могу гордиться тем, что удалил черепахе почку, однако на самом деле эти достижения — не результат научных исследований. Это я вроде как блоху подковал.