Большие животные в маленькой шкуре

В нынешнем году одна из самых престижных наград в области биологии — премия Фонда имени академика В.Е. Соколова — была присуждена молодому уральскому ученому О.Л. Орлову за работы в области фауны и экологии рукокрылых Среднего Урала. Но прежде чем  мы расскажем о лауреате и его исследованиях, несколько слов о самой премии.

Фонд имени академика В.Е. Соколова был учрежден Президиумом РАН и Национальным резервным банком в 1998 году, после смерти выдающегося российского биолога, лауреата Демидовской премии Владимира Евгеньевича Соколова. В течение многих лет В.Е. Соколов возглавлял академический Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова и Отделение общей биологии РАН, заведовал кафедрой зоологии позвоночных и общей экологии биологического факультета МГУ. Первоначально премия была общенаучной, ее присуждали за исследования в разных областях, а теперь — только в области биологии и экологии. Вручается она в двух вариантах: «взрослом» — для маститых ученых и молодежном. Премию фонда за выдающиеся научные заслуги получил, в частности, крупнейший российский почвовед академик Г.В. Добровольский.

   Олег Орлов стал одним из пяти лауреатов нынешнего года в молодежной номинации. В 1995 году он закончил географо-биологический факультет Уральского государственного педагогического университета. В 1996 поступил в аспирантуру Института экологии растений и животных УрО РАН, где и начал изучать летучих мышей с подачи своего научного руководителя академика В.Н. Большакова, который питает к рукокрылым давнюю привязанность. Эти исследования стали основой кандидатской диссертации Орлова, защищенной в декабре 2000 года. Сегодня он научный сотрудник лаборатории экологических основ изменчивости и биоразнообразия животных ИЭРиЖ и одновременно доцент кафедры экологии и экологического образования УрГПУ.
   К летучим мышам у людей всегда было особое отношение. Со времен средневековья они воспринимались как существа таинственные, а то и зловещие, как на полотнах Босха. Легенды о мышах-вампирах, способных нападать на людей, эксплуатируются и сегодня. Недавно по одному из телеканалов показали фильм, где летучие мыши, превратившиеся вследствие мутации в агрессивных прожорливых тварей, едва не уничтожили целый город. Разумеется, это не более чем художественное преувеличение. На американском континенте действительно обитает малочисленное семейство летучих мышей, сосущих кровь крупных млекопитающих, в частности домашних животных. А среди российских рукокрылых «вампиров» вообще нет.    

Ученые также испытывают к летучим мышам особый интерес, но совершенно другого рода. Хироптерологов (от chiroptera — латинского названия отряда рукокрылых) интересуют особенности их биологии, сильно отличающие их от других млекопитающих. По словам Олега Орлова, это большие животные в маленькой шкуре. По скорости размножения и продолжительности жизни они приближаются к крупным млекопитающим. Большинство видов летучих мышей в среднем живут 5–10 лет, в рекордных случаях доживают до 20, а ночницы Брандта — даже до 30 лет. Интересно и то, что рукокрылые, ведущие ночной образ, ориентируются при помощи локационных сигналов в виде коротких ультразвуковых импульсов.

На Урале отмечено 15 видов рукокрылых. Среди них есть оседлые виды, зимующие в пещерах, и перелетные, отправляющиеся зимовать далеко на юг. К северу количество видов летучих мышей уменьшается. Приполярного Урала достигает лишь северный кожанок.             

На зиму рукокрылые впадают в спячку. Средний Урал предоставляет большие возможности для исследований их зимовок в пещерах. Только в Свердловской области более 200 пещер и пещерок протяженностью от нескольких метров до километра. Здесь обнаружены самые крупные на Урале зимовки летучих мышей — в пещерах Смолинской (Каменский район) и Аракаевской (Нижнесергинский район). Уникальная колония рукокрылых обитает в Пермской области, в Дивьей пещере. Там зимует не менее 1000 особей 6 видов летучих мышей. Это только число подсчитанных животных, на самом деле их гораздо больше. Но даже примерно подсчитать численность мышей в пещере очень нелегко. Исследователям (Орлов часто ходит в пещеры вместе со своими студентами) приходится проводить под землей от нескольких часов до нескольких суток. К примеру, общая протяженность Дивьей пещеры около 10 км. Исследования там невозможны без подземного базового лагеря, который разбивается обычно в одном из дальних гротов, поблизости от подземного озера. Грот освещают и готовят еду при помощи примуса или газовой горелки. От входа в Дивью до места подземного лагеря приходится ползти по камням, грязи, глине и воде не менее 6 часов да еще и тащить мешки со снаряжением и научным оборудованием. Так что специалисты по летучим мышам по совместительству еще и спелеологи. По словам Олега Орлова, в Смолинской пещере можно справиться с подсчетом численности мышей часов за 8, а в Дивьей на это требуется двое суток. Помимо подсчета числа зимующих животных, в пещерах изучаются видовой состав колоний, половая структура, характер зимовок, температурные предпочтения особей того или иного вида, локализация животных в микроукрытиях или вне их, сроки формирования и расформирования зимовальных скоплений и другие аспекты биологии летучих мышей. Сопоставляя данные зимних учетов рукокрылых за несколько лет, ученые делают выводы об изменении их численности.               

Летом большая часть летучих мышей покидает пещеры. Беременные самки формируют выводковые колонии, используя для поселения дупла деревьев, сооружения человека. Многие самцы также предпочитают другие убежища. Для поиска летних поселений рукокрылых ученые применяют ультразвуковой детектор — специальный прибор, воспринимающий ультразвуковые сигналы животных и переводящий их в слышимые человеком звуки.

   Несколько лет назад исследования Орлова получили новый оборот — он занялся изучением радиобиологии рукокрылых. Началось все с того, что его коллега кандидат биологических наук О.В. Тарасов, сотрудник центральной заводской лаборатории ПО «Маяк», в 1993 году обнаружил на территории Челябинской области радиоактивные очаги, сформированные многолетними отложениями помета летучих мышей в местах их летнего обитания. В 1998 году были опубликованы первые результаты исследования этого феномена. С целью дальнейшего его изучения вскоре сформировался небольшой творческий коллектив в составе сотрудников ЦЗЛ ПО «Маяк» кандидатов биологических наук О. В. Тарасова и А. И. Смагина, доктора биологических наук заведующего лабораторией экспериментальной экологии ИЭРиЖ Н.М. Любашевского и  на тот момент аспиранта института Олега Орлова. Ученые установили, что локальные радиоактивные очаги формируются в местах базирования выводковых колоний трех видов рукокрылых на чердаках и в простеночных пространствах домов. Возможный механизм формирования подобных очагов таков: в технологических водоемах ПО «Маяк», загрязненных радиоактивными веществами, развиваются личинки насекомых и аккумулируют в себе эти вещества; по достижении стадии имаго (взрослая стадия) насекомые вылетают из водоемов и становятся пищей летучих мышей; радиоактивные вещества, содержащиеся в насекомых, в конечном итоге оказываются в помете рукокрылых. Не исключено, что радионуклиды могут попадать в организм летучих мышей с порцией воды, которую животные заглатывают на лету, подбирая насекомых с поверхности водоемов. На зиму самки возвращаются в пещеры, а летом возвращаются на те же места, и там образуется новый слой радиоактивного помета.       

На первом этапе уральские ученые исследовали механизм формирования радиоактивных очагов, роль рукокрылых в процессах миграции и перераспределения радионуклидов. Результаты работы легли в основу отдельных глав кандидатских диссертаций О.Л. Орлова и О.В. Тарасова, защищенных в 2000 году в ИЭРиЖ УрО РАН. Эти новаторские исследования сыграли не последнюю роль в присуждении Олегу Орлову престижной академической награды. Кстати, сам Владимир Евгеньевич Соколов когда-то возглавлял радиоэкологические экспедиции на Южном Урале и в зоне Чернобыльской аварии. В дальнейшем исследователи планируют изучить воздействие фактора радиоактивности на самих летучих мышей, а также роль рукокрылых в осуществлении связи между биомами водной и наземно-воздушной сред.

Свои научные результаты молодой ученый представлял и на международном уровне. В 1999 году вместе с академиком В.Н. Большаковым он принимал участие в VIII Европейском симпозиуме по рукокрылым, проходившем в Польше, в Кракове, а в 2002 году выступал на IX Европейском симпозиуме по той же тематике во Франции, в Гавре. Помимо научной работы львиную долю своего времени Орлов отдает преподаванию. Он читает курсы лекций по биологии и экологии на географо-биологическом, математическом и физическом факультетах педуниверситета, курирует научную работу студентов-биологов, участвует в деятельности городского координационного совета по одаренным детям. Его дипломница Е.М. Первушина, теперь аспирантка ИЭРиЖ, также занимается изучением рукокрылых, есть и другие продолжатели этого дела. Можно сказать, что в Екатеринбурге формируется хироптерологическая группа.

Е. ПОНИЗОВКИНА
На фото: Олег Орлов и объект его изучения