Учёный исследует уникальный мир пещерных существ
Пещеры — это тёмные, порой суровые ландшафты, сформированные вулканическими извержениями или подземными потоками, которые также являются домом для множества существ, странно приспособленных к подземному миру.
Многие из этих организмов бледные, скрытные и многоногие. Некоторые полностью лишены глаз или других светочувствительных органов. Другие, например летучие мыши и пещерные сверчки, днём обитают в пещерах, а ночью выходят на поверхность для поиска пищи.
Стивен Тейлор, биолог, изучающий макробеспозвоночных из Иллинойсского обзора естественной истории при Университете Иллинойса, более двух десятилетий исследует загадки пещерной жизни. С помощью других специалистов он документирует жизнь беспозвоночных в известняковых пещерах Арканзаса, Миссури, Техаса и южного Иллинойса; в Национальном памятнике «Лавовые кровати» в Калифорнии; и в горных пещерах Национального парка «Грейт-Бейсин» в Неваде.
Работа имеет свои особенности. Тейлор исследовал сталактиты в туристической пещере в Грейт-Бейсин; спускался на верёвке через густые скопления пауков-сенокосцев, забивавших вход в пещеру в центральном Техасе; изучал лавовые трубки на Галапагосских островах; и собирал многоножек, пауков, ложноскорпионов и других существ, которые питаются — прямо или косвенно — грибами или бактериями, растущими на помёте летучих мышей или сверчков на полу пещер.
Работа требует тщательной подготовки, умения протискиваться в узкие места и готовности погружаться в полную темноту, вооружившись как минимум тремя фонарями.
Поскольку в пещерах нет солнечного света, «пещерные системы — это среды с низким уровнем энергии», — говорит Тейлор. «Основной источник энергии — это мусор, который упал или был смыт в пещеру, или принесён организмами, либо существами, которые забрели внутрь, не смогли найти выход и погибли».
Опавшие листья и гуано находятся в основании пищевой цепи пещеры.
«На них растут грибы и бактерии, которыми затем питаются многоножки и ногохвостки (крошечные, размером с клеща, насекомые). А затем более крупные организмы, пауки и ложноскорпионы, поедают ногохвосток».
Также существуют водные амфиподы: бледные, многоногие (и часто слепые) ракообразные, которые плавают и питаются органическими остатками в воде, а сами становятся пищей для (иногда также слепых) водных саламандр.
Тейлор и его коллеги ограничены размером подземных проходов, в которые они могут протиснуться. Но изучаемые ими животные проникают гораздо глубже в свои подземные миры через крошечные трещины в породе.
«Пещера — это всего лишь окно в эту подземную среду, и мы видим лишь уголок популяции», — говорит он.
В то время как некоторые пещерные животные перемещаются между подземным и поверхностным миром, многие виды не выжили бы на поверхности и нескольких минут. Это особенно актуально на западе, где жаркие и засушливые условия быстро привели бы к их обезвоживанию.
Пещеры подобны островам, говорит Тейлор: животные, обитающие в них, полностью изолированы от других популяций родственных организмов. Как и другие островные существа, пещерные животные уникально адаптировались к своим изолированным местообитаниям. Это делает их редкими, и в результате некоторые из них занесены в списки угрожаемых или исчезающих видов.
Исследования Тейлора показывают, насколько пещерные существа зависят от состояния поверхностной среды. Например, в 2003 году он и его коллеги с помощью радиотрекеров отслеживали перемещения пещерных сверчков во время их ночных вылазок на военной базе в центральном Техасе. Пещерные сверчки — ключевой вид для жизни пещеры. Они кормятся на поверхности и приносят всю собранную там энергию (в виде гуано, яиц или мёртвых сверчков) обратно, питая многих других обитателей пещеры.
Исследователи обнаружили, что сверчки кормились на обширной территории вокруг пещеры, причём некоторые особи удалялись более чем на 100 метров от входа.
В обследовании девяти пещер Техаса Тейлор обнаружил, что в пещерах, окружённых застройкой (парковками, многоквартирными домами или другими твёрдыми поверхностями), внутри практически не было жизни. Лишь горстка сверчков и других существ цеплялась за существование в этих пещерах, в то время как в аналогичных пещерах с большими участками нетронутой земли вокруг он обнаружил большие, здоровые сообщества пещерных сверчков и других организмов.
В будущих исследованиях Тейлор и его коллеги надеются изучить микробную жизнь пещер, чтобы понять, как вся пещерная экосистема влияет на здоровье её отдельных компонентов. Такие исследования могут помочь объяснить распространение грибкового заболевания, синдрома белого носа, которое убивает летучих мышей в восточной части Северной Америки.
Пещеры являются вместилищем всего, что смывается или падает в них, говорит Тейлор, поэтому они уязвимы для загрязнения, засухи, болезней или других изменений, происходящих сначала на поверхности.
«В некотором смысле, пещера — это своего рода микрокосм всех проблем, которые у нас есть на всей планете», — говорит он. «У вас есть эта маленькая, ограниченная полость, и в ней живут все эти существа. Всё, что мы делаем, влияет на них».