В начале 2017 года Генри Ваймерскирх (Henri Weimerskirch) размышлял над тем, куда могли пропасть все пингвины. Его коллеги отправили ему сделанные с воздуха снимки острова Кошон, пустынного вулканического острова, расположенного между Мадагаскаром и Антарктидой, куда люди редко заглядывают. На этих снимках были видны обширные пустые скалы, где всего несколько десятилетий назад жили около 500 тысяч пар королевских пингвинов, которые там гнездовались и выращивали свое потомство. Очевидно, к настоящему моменту эта колония — некогда крупнейшая колония королевских пингвинов и вторая по численности колония из 18 разновидностей пингвинов — сократилась на 90%. Почти 900 тысяч черно-белых птиц, достигающих в высоту 1 метра, исчезли, не оставив никакого следа. «Это было просто невероятно, абсолютно неожиданно», — вспоминает Ваймерскирх, который работает во французском национальном исследовательском агентстве CNRS.
Вместе со своими коллегами он планировал в скором времени отправиться в экспедицию к этому острову — третью экспедицию на остров в общей сложности и первую за последние 37 лет, — чтобы попытаться найти объяснение происходящему. «Мы должны были увидеть это своими глазами», — сказал эколог из CNRS Чарльз Бост (Charles Bost).
Пока исследователи готовились к своей экспедиции, им приходилось решать проблемы логистического, политического и научного характера, которые долгое время преследовали биологов, пытавшихся изучать экосистемы Антарктиды. Огромные расстояния, суровая погода и пересеченный рельеф делали экспедиции туда сложными и дорогостоящими. Ученым требовался корабль — и вертолет, потому что ледяные моря и скалистые берега островов зачастую делали высадку на острова в Антарктиде крайне рискованным предприятием. Чтобы выполнить все жесткие требования по обеспечению биологической безопасности на этом острове, контролируемом Францией, — это значит, что ученым запрещено нарушать баланс в хрупких экосистемах, — требовалось тщательное планирование и подготовка массы документов, а это занимало много месяцев. После прибытия на остров у ученых было очень мало времени — всего пять дней, — чтобы проверить все гипотезы исчезновения пингвинов, включая болезни, хищников и потепление Антарктического океана.
Вероятнее всего, у этих ученых больше не будет шансов вернуться на остров Кошон. «Мы знали, что эта экспедиция будет единственной, — вспоминает биолог Адриен Шеньи (Adrien Chaigne), организатор экспедиции, работающий на Национальный заповедник Французских Южных и Антарктических территорий, который контролирует этот остров. — Мы испытывали огромное давление».
***
Подобные проблемы долгое время преследовали биологов, пытавшихся изучать особенности жизни в Антарктике. Два столетия назад ученые, которые хотели попасть в этот регион, должны были плыть вместе с первооткрывателями, китобоями и охотниками на тюленей. К примеру, пингвинов Адели впервые обнаружил натуралист, который присоединился к экспедиции 1837 года к юго-восточной части Антарктиды, возглавляемой французским путешественником Жюлем Дюмон-Дюрвилем (Jules Dumont d'Urville), который назвал это место Землей Адели в честь своей супруги. Тяжелые морские путешествия в конечном счете увенчались успехом: в 1895 году ботаники, уверенные в том, что ни одно растение не может выжить в ледяной Антарктике, к своему огромному удивлению обнаружили лишайники на острове Поссесьон, рядом с островом Кошон.
Сегодня современные бюджеты исследований, а также целая сеть полярных научно-исследовательских станций сделали Антарктику более доступной. Биологи отправились в этот регион, чтобы найти ответы на целый ряд фундаментальных вопросов, включая вопрос о том, как животные сумели эволюционировать, чтобы выживать при минусовых температурах, и каким образом организованы экосистемы в огромном Южном океане. Изменение климата, которое сделало Антарктику самым быстро меняющимся местом на планете Земля, породило исследования таких феноменов, как движение ледников и закисление океана. Потенциал новых открытий делает этот регион чрезвычайно привлекательным для ученых, как утверждает морской биолог Денеб Каренц (Deneb Karentz) из университета Сан-Франциско. «Если ученый хотя бы раз туда попадет, ему всегда будет хотеться вернуться».
Но даже сегодня исследования Антарктики сопряжены с множеством трудностей. «Если дома вам требуется всего два часа, чтобы собрать необходимые образцы, то в Антарктике на этой уйдет 10 часов», — объясняется Каренц. Суровые погодные условия иногда могут оборачиваться потерей ценного оборудования. В 1987 году движущийся морской лед сломал плексигласовую рамку, с помощью которой Каренц изучала микроорганизмы под поверхностью воды. Ей пришлось заменить ее приспособлением, которое она соорудила из материалов, оказавшихся на расположенной неподалеку исследовательской станции. По ее словам, в Антарктике «приходится проявлять изобретательность».
***
Ваймерскирх и Бост, ветераны исследований в Антарктике, хорошо усвоили эти уроки, когда вертолет с французского исследовательского судна Marion Dufresne доставил ученых и 700 килограммов оборудования на остров Кошон в ноябре 2019 года. Это был самый разгар сезона гнездования королевских пингвинов, и ученые были встречены пронзительными криками и щебетом десятков тысяч птенцов. Но ученые также увидели огромные пустые участки скал, которые прежде кишели пингвинами. По словам ученых, когда-то 67 квадратных километров острова были плотно заселены пингвинами, а теперь большая часть этого пространства пустует.
Изучать королевских пингвинов относительно несложно. В отличие от их сородичей, живущих во льдах, таких как императорские пингвины, королевские пингвины живут на островах в Субантарктическом поясе. Это значит, что их можно регулярно пересчитывать благодаря снимкам со спутников и что ученые могут жить лагерями рядом с колониями пингвинов, чтобы вести за ними постоянное наблюдение. Во время продолжительного сезона размножения родители делят обязанности между собой: один высиживает яйца и выкармливает пушистых бурых птенцов, а другой отправляется к морю, чтобы поймать рыбу. Как показывают данные с электронных передатчиков, прикрепленных к птицам, в поисках пищи пингвины могут преодолевать расстояния в 500 километров.
Основная задача участников экспедиции заключалась в том, чтобы прикрепить такие передатчики к 10 пингвинам, чтобы понять, могли ли перемены, связанные с поиском и добыванием еды, каким-то образом повлечь за собой такие потери в численности колонии пингвинов. Это было непросто. Группе ученых было разрешено передвигаться только по одной протоптанной дороге и работать только на самом краю колонии. Ученым также разрешалось приклеивать эти передатчики к перьям птиц.
В это время другие члены группы устанавливали ловушки, камеры и приборы ночного видения, чтобы следить за поведением кошек и мышей, которые были когда-то завезены туда китобоями и которые, как известно, могут поедать яйца и охотиться на птенцов. Кроме того, ученые собрали перья и выкопали кости пингвинов, которые могут послужить им подсказками, в том числе рассказать об изменениях в рационе питания.
«Первые два дня работа была очень интенсивной, — рассказывает Шеньи. — Мы понимали, что плохие погодные условия могут в любой момент положить конец нашей экспедиции». К счастью, группе ученых удалось избежать серьезных штормов, и к концу пятого дня им удалось закрепить датчики на пингвинах и собрать все необходимые образцы.
***
Теперь необходимо обработать огромное количество данных. Однако исследователи уже выдвинули несколько гипотез касательно причин резкого сокращения численности колонии королевских пингвинов. К примеру, сухопутные хищники, очевидно, не сыграли в этом никакой роли. В результате осмотра птенцов и взрослых особей пингвинов, а также исследования костей ученые не обнаружили никаких следов укусов мышей или кошек, а установленные учеными камеры не зафиксировали ни одного эпизода нападения. (Что интересно, ученые также отметили, что с острова исчезли кролики, которых там видели ранее.)
Кроме того, ученые не обнаружили никаких верных признаков того, что пингвины просто ушли в другое место. В более малочисленной колонии на этом же острове, которая могла бы послужить естественным местом для переселения, насчитывалось не более 17 тысяч пар — этого слишком мало, чтобы объяснить резкое падение численности основной колонии. По словам Боста, им не удалось обнаружить признаки — к примеру, на снимках со спутника — того, что эта колония переместилась на какой-то другой остров.
По словам Боста, остается только одно рациональное объяснение: «Если пингвинов там нет, значит, они погибли». Но что их убило?
Очевидно, не болезни. Ученые ждут результатов окончательных анализов образцов крови, однако на острове они заметили всего несколько больных птиц и мало свежих трупов. «Мы думали, что найдем там много мертвых птиц, много птиц в плохом состоянии», — говорит Шеньи. Но птицы выглядели здоровыми.
Шеньи и его коллеги предполагают, что изменения, происходящие в окружающем океане, заставили пингвинов заплывать гораздо дальше в поисках еды. Исследования других колоний королевских пингвинов показывают, что в поисках пищи птицы с острова Кошон обычно заплывают на сотни километров к югу, достигая границы, которую называют полярным фронтом или антарктической конвергенцией. Этот полярный фронт представляет собой место, где холодные воды Антарктиды встречаются с более теплыми водами. Пингвинов туда влечет разнообразие морских обитателей, особенно изобилие главной добычи птиц, светящихся анчоусов, собирающихся огромными косяками.
Этот полярный фронт не стоит на одном месте. В разные годы такие климатические аномалии, как Южная осцилляция Эль-Ниньо или Диполь Индийского океана, приводят к тому, что океанские воды в этом регионе нагреваются и полярный фронт смещается к югу, то есть ближе к полюсу и дальше от острова Кошон. Когда один родитель отправляется в далекое путешествие в поисках пищи, голод может заставить другого родителя покинуть гнездо, чтобы найти еду, в результате чего птенцы могут гибнуть вследствие нападений хищников или от голода. Такие дальние путешествия делают пингвинов более уязвимыми перед хищниками и приводят к чрезмерной нагрузке. Эти аномальные годы служат предзнаменованием того, как в ближайшие несколько десятилетий будет происходить потепление Южного океана, постоянно смещая полярный фронт все дальше не юг.
Свидетельства того, что потепление океана может угрожать пингвинам, были получены в ходе исследования 2015 года, которое Бост и его коллеги провели на более малочисленной колонии королевских пингвинов на острове Поссесьон, в 160 километрах к западу от острова Кошон. На этом острове находится исследовательская станция «Альфред Фор», и там действуют менее жесткие правила биобезопасности, которые позволяют ученым непрерывно следить за колонией, климатическими и океанографическими условиями. В ходе исследования, результаты которого были опубликованы в журнале Nature Communications, ученые проанализировали 124 маршрута пингвинов в поисках пищи, которые 120 птиц преодолевали в течение 16 лет. Исследование показало, что в те годы, когда полярный фронт смещался к югу, пингвинам приходилось заплывать на сотни километров дальше. В тот период, когда «наблюдались эти неблагоприятные условия», отметили исследователи, «популяция пингвинов сократилась на 34%».
На основании этого исследования в 2018 году в журнале Nature Climate Change был опубликован прогноз, согласно которому потепление морей и другие изменения окружающей среды могут привести к сокращению численности королевских пингвинов в два раза уже к концу текущего столетия.
Ученым, возможно, так и не удастся понять, объясняет ли этот сценарий резкое уменьшение численности пингвинов на острове Кошон. (Другая гипотеза заключается в том, что эта колония выросла до необычно больших размеров за десятилетия особенного изобилия пищи, а теперь она уменьшилась до своих нормальных размеров.) Однако те передатчики, которые ученые закрепили на 10 птицах во время экспедиции 2019 года, могут дать им новые подсказки. Пять передатчиков продолжают передавать данные и могут делать это до 2021 года.
Данные, переданные этими приборами, уже принесли немало неожиданностей: они показывают, что некоторые пингвины отправляются в поисках пищи не на юг, а на север. Это значит, что пингвины начали охотиться на субантарктическом фронте. «Разумеется, речь идет о маленьком объеме выборки, — говорит Ваймерскирх. — Но это очень интересно». Данные с передатчиков могут также подтвердить тенденцию к более дальним путешествиям пингвинов в поисках пищи, что в свою очередь может указывать на то, что тревожные прогнозы касательно воздействия изменения климата на самом деле достаточно точны.
По мнению ученых, неожиданное резкое снижения численности колонии королевских пингвинов на острове Кошон может оказаться предвестником будущих катастроф и, возможно, резкого уменьшения численности других колоний пингвинов. Тем не менее, проведя пять дней на холодном острове, ученые теперь вынуждены вести наблюдение за птицами издалека, понимая, что власти вряд ли разрешат им отправить туда еще одну экспедицию в ближайшее время. За судьбой пингвинов также помогут следить вертолеты, время от времени пролетающие над островом, а также снимки со спутников.