Белые акулы Средиземного моря

В Средиземном море с незапамятных времен водятся белые акулы, хотя и редко встречаются. Даже Одиссею, жившему в эпоху непуганых чудовищ и испытавшему множество приключений на море, с акулой познакомиться не довелось. Возможно, малочисленность белых акул объясняется тем, что в Средиземное море они заплыли не из Атлантики, как можно было ожидать, а из Индийского океана. Хотя ученые, сделавшие это открытие, могли и ошибиться.

Большая белая акула Carcharodon carcharias (от греческих слов karcharos – «острый» и odous - «зуб») возглавляет список акул-людоедов. Это самая крупная из современных хищных акул. Ее длина достигает 8 м, а вес — 3200 кг. Обитает практически во всех прибрежных и морских водах с температурой от 12 до 24° C. Питается рыбой, омарами, морскими млекопитающими. Половой зрелости достигает годам к 15, а сколько живет точно не известно; по разным мнениям, от 30 до 100 лет. Белые акулы — яйцеживородящие, то есть яйца, оплодотворенные в теле самки, там же и развиваются. Выход акулят из материнского организма по-английски называется pupping — щенение

Где живет кархародон

Чаще всего белую акулу, или кархародона, можно встретить в теплых водах континентального шельфа, но она спокойно плавает ив открытом океане, лишь бы вода была от 12 до 24°C. Тысячи километров для кархародонов не расстояние. Недавно исследователи под руководством Майкла Паттерсона (Департамент по делам окружающей среды и туризма, ЮАР), навесив на нескольких акул электронные метки, наблюдали за их перемещениями с помощью спутника и обнаружили бурную трансокеанскую миграцию между Южной Африкой и Австралией. Но как бы далеко ни заплывали белые акулы, они регулярно возвращаются к месту своего рождения, а самки из года в год приплывают туда производить на свет малышей. Эта особенность называется филопатрией (по-гречески «любовь к родине»). Самкам белых акул она свойственна больше, чем самцам. Когда-то несколько взрослых особей заплыли из океана в Средиземное море, и с тех пор их потомки поддерживают средиземноморскую популяцию.

Она немногочисленна; глагол «встречается» в данном случае более уместен, чем «водится». На встречу с белыми акулами можно рассчитывать у западных берегов Средиземного моря, около Сицилии ив Адриатике. Юго-восточную часть моря, более теплую и соленую, эти рыбы не жалуют. Среди них попадаются совсем юные особи, а значит, Средиземное море — одно из мест, где самки производят потомство, и, пока они это делают, популяция жива.

В Средиземном море обитает 47 видов акул, причем люди охотятся на них гораздо активнее, чем они на людей. Белых акул ловят ради плавников и мяса, кожи и жира, и даже ради эффектных челюстей, а из остатков делают рыбную муку. За последние 200 лет акулье поголовье сократилось на 97%. Если так пойдет дальше, акулы в Средиземном море скоро совсем пропадут, в том числе и белые. Их судьба обеспокоила группу британских, турецких и американских ученых под руководством Лесли Нобла (Абердинский университет). Вообще-то он занимается эволюцией взаимоотношений паразита и хозяина, но тема акул не оставила его равнодушным. По мнению исследователей, исчезновение таких крупных хищников, как белые акулы, может привести к необратимым изменениям всей экосистемы, и об этом следует помнить в первую очередь тем, кто привык делить всех животных на полезных и вредных.

Итак, доктор Нобл с коллегами взялся за исследование средиземноморских кархародонов и первым делом постарался выяснить, насколько своеобразна их популяция.

Гости из Пацифики

Когда хотят определить место популяции среди других популяций того же вида, сравнивают контролирующие последовательности митохондриальной ДНК (мтДНК) разных особей. Контролирующими они называются потому, что содержат регуляторные элементы митохондриальных генов. Чем больше точечных различий в этих последовательностях, тем дальше популяции отстоят друг от друга и тем раньше разошлись их пути. Каждый вариант митохондриальной последовательности называется гаплотипом.

Выборка средиземноморских акул у исследователей была, прямо скажем, небольшой. Они выделили ДНК из заспиртованных тканей сердечной мышцы двух новорожденных рыб, пойманных у турецкого берега Эгейского моря, правда, в разных местах, из плавников акуленка, выловленного близ Туниса, и из сухих тканей сицилийской акулы. Полученные результаты они сопоставили с определенными ранее последовательностями мтДНК акул северо-восточной Пацифики (побережье Калифорнии), юго-западной Пацифики (Австралия и Новая Зеландия), Индийского океана (Южная Африка) и особей северо-западной Атлантики (всего 54 пробы). (Пацификой, по аналогии с Атлантикой, называют Тихий океан, а Индо-Пацификой — Тихий плюс Индийский.)

Хотя белые акулы плавают на огромные расстояния, африканский континент оказался для них барьером. Кархародоны Индо-Пацифики и Атлантики явно относятся к разным популяциям. Особняком стоит группа южноафриканских особей, которая ближе к акулам северо-западной Атлантики, чем хищники Индийского и Тихого океанов. Что касается средиземноморских акул, три исследованных митохондриальных образца оказались идентичными, четвертый от них почти не отличается, и все четыре очень близки к мтДНК рыб Индийского и Тихого океанов, а отнюдь не Атлантического, с которым сообщается Средиземное море.

Средиземноморскую популяцию отделяет от атлантической 51 мутация в контролирующей последовательности мтДНК, а от тихоокеанской — всего пять-шесть мутаций. Теоретически такая ситуация могла бы возникнуть в случае, если в Средиземное море заплывают акулы из Индийского океана. Самый короткий путь лежит через Красное море и Суэцкий канал. Но никто не видел, чтобы в канале шлюзовались белые акулы, да и в Красном море они не встречаются: для кархародонов вода там слишком соленая и теплая. Кружной путь вокруг Африки они тоже не используют. Кроме того, исследователи не нашли у тихоокеанскихакул средиземноморских гаплотипов, а в Средиземном море — тихоокеанских. Следовательно, две эти популяции в настоящее время не взаимодействуют, во всяком случае, свидетельств этих контактов нет.

Судя по количеству мутаций, которые отличают контролирующие районы мтДНК акул Средиземного моря и ИндоПацифики, разделение этих популяций произошло около 450 тысяч лет назад, в позднем плейстоцене. Ученые предположили, что именно тогда группу тихоокеанских акул каким-то образом занесло в Средиземное море. Но каким, если они не плавают вокруг Африки?

Бурные воды плейстоцена

Для плейстоцена характерно чередование оледенений и межледниковий. Соответственно в холодные периоды уровень Мирового океана существенно падал и был метров на 80 ниже нынешнего, а когда ледники таяли, моря выходили из берегов. В периоды потеплений Индийский океан и юго-западная Атлантика, возможно, соединялись, и тихоокеанские виды заносило в Атлантический океан, а оттуда в Средиземное море. В одно из межледниковий туда заплыли белые акулы. Когда наступило очередное оледенение, уровень океана понизился, а группа белых акул осталась в изоляции в Средиземном море. Так и возникла эта популяция.

Если такой сценарий действительно имел место, то в Атлантический океан могли попасть не только белые акулы, но и другие тихоокеанские виды. В 2005 году американские и испанские ученые проанализировали 275 образцов мтДНК рыбы-меч. Этот вид обитает в тех же условиях, что и белая акула, ему также свойственна филопатрия, и он часто служит добычей для кархародона. Так вот исследователи обнаружили серьезные отличия между средиземноморскими и атлантическими меч-рыбами. Средиземноморская популяция оказалась более молодой и генетически однородной, чем атлантическая, и она очень близка к тихоокеанской.

Но если все дело в том, что океаны смешались и тихоокеанская рыба потекла в южную Атлантику, там должны были какое-то время присутствовать тихоокеанские гаплотипы и оставить свой след. Однако следов совместного пребывания тихоокеанских и атлантических видов пока нет даже у берегов Южной Африки. Так что вряд ли воды Тихого океана накатились на Атлантику и отхлынули, оставив в Средиземном море своих акул. И группа Лесли Нобла предложила другой сценарий.

Опять плейстоцен, межледниковье, океанское половодье. Течения, которыми следовали акулы, были гораздо сильнее, чем сейчас, и увлекали животных вдоль африканского побережья. Восточный берег Африки между 27° ю.ш. и 40° ю.ш. омывает течение мыса Игольного, или, как его назвали португальцы, течение Агульяс. Оно переносит теплую воду Атлантики к югу, ау мыса Игольный раздваивается: часть его разворачивается против часовой стрелки и возвращается на восток, а другая огибает Южную Африку и перетекает в южноатлантическое Бенгельское течение, идущее на север. Течение Агульяс довольно быстрое. На поверхности его скорость в наши дни может достигать 2 м/c, а в то время была еще выше. Возможно, тихоокеанских акул, подхваченных стремительным водным потоком, уносило из Индийского океана в Атлантический. А если они привыкли возвращаться на восток, то в конце концов могли оказаться в Средиземном море. Добычи там было много, и хищники остались, а во время очередного оледенения оказались заперты в теплом море, где и пережидали неблагоприятные условия. Тут сыграла свою роль филопатрия, и возникла средиземноморская популяция белых акул, произошедшая от нескольких особей-снователей. В такой же ситуации оказалась и рыба-меч; ученые предполагают, что все средиземноморские представители этого вида — потомки одной особи.

Затворники Средиземного моря

Допустим, белые акулы (а также меч-рыбы и даже кашалоты) Индо-Пацифики по ошибке заплыли в Средиземное море. Почему за столько тысяч лет они не смешались с атлантическими сородичами? Исследователи отмечают, что белым акулам ничто не препятствует покидать родное море, но они, по-видимому, к этому не стремятся. В северо-восточной Атлантике этот вид встречается редко, хотя у Азорских островов изредка ловили взрослых рыб. В Гибралтарском проливе их тоже не замечали. Могли бы пересечь Атлантический океан акулы, обитающие у берегов Америки, но они предпочитают курсировать вдоль побережья США. Таким образом, миграция между средиземноморскими и атлантическими акулами хотя и возможна, но кажется маловероятной.

И раз уж мы заговорили об изоляции, нельзя исключить еще один вариант. Авторы исследования проанализировали очень мало образцов мтДНК. Возможно, в Атлантике изредка встречаются тихоокеанские гаплотипы — трудно доказать, что их там нет. Возможно также, что в плейстоцене соотношение гаплотипов было другим. И несколько атлантических особей с гаплотипом, который считается сейчас тихоокеанским, вполне могли основать средиземноморскую популяцию. А поскольку популяция достаточно изолирована, а у самок филопатрия, современные средиземноморские акулы сильно отличаются от атлантических. В ближайшем будущем Лесли Нобл с коллегами планируют исследовать мтДНК и ядерную ДНК белых акул на большей выборке, и тогда, возможно, картина прояснится.

Статья написана по материалам журнала «Proceeding of the Royal Society B. Biological Science», 2011, т. 278, с. 1703.