В. Н. Дублянский «Занимательная Спелеология»

10. Обитатели подземного мира

Спускался я на дно пещер,
Где сумрак ядовит и сер,
И где увидеть мы могли б
В воде озер безглазых рыб.

Н. Гумилев

10.1. Ольм и индрик

Мифы и предания древних народов богато населяли подземный мир. В пещерах рождались Боги, жили Герои. Здесь же находилось и царство Мертвых. Иезуит Афанасий Кирхер (XVII в.) полагал, что земля, как сыр, пронизана дырами. Там, во многочисленных пещерах, затаились всевозможные монстры — герои греческих, римских и библейских легенд. Среди них особое место занимают драконы. Выйдя на поверхность из своей пещеры (недаром в мире столько Драконовых пещер!), они не всегда могли найти дорогу обратно и блуждали по свету, становясь жертвами благородных рыцарей. С таким чудовищем бился не на жизнь, а на смерть драконоборец Винкельрид, родосского дракона-скитальца убил в 1345 г. благородный рыцарь Деодатус...

Такими "сенсациями" переполнены средневековые трактаты, высмеянные А. Франсом в романе "Остров пингвинов". Облик драконов часто определяли реальные зоологические и палеонтологические находки. Дракон Винкельрида "срисован" со скелета плезиозавра (только его передние ласты переделаны в крылья), родосский дракон — довольно точная копия летающей ящерицы из лесов Явы.

Основой легенд о героях, победивших драконов, вероятно, являлось аргосское сказание о Персее, сыне Зевса и красавицы Данаи. Это он, убив Медузу Горгону, "мимоходом" сразил морского дракона, грозившего смертью прекрасной Андромеде. Христианская религия по-своему "отредактировала" древнюю легенду. Персей был канонизирован как святой рыцарь. В XI в. легенда о Святом Георгии-драконоборце проникла на Русь. О его битве с вышедшим из пещеры драконом напоминают более 200 рукописных списков на русском, сербском, греческом, латинском, немецком, французском и многих других языках. А искусственный дракон, на радость детворе, и сегодня каждый час брызжет огнем из пасти у входа в небольшую Смочу яму под Вавельским замком (Польша).

Суеверия иногда возводят в ранг всемогущих страшилищ самых безобидных животных. "Ольм, страшный дракон, затеял игру в горах",- сообщили священнику жители словенской деревни Ситтих. Это было в 1751 г., во время наводнения. Бурные потоки вырывались из входов в карстовые пещеры. Они-то и вынесли на поверхность виновника всех бед — бледное, похожее на тритона существо с двумя красными пучками жабр по бокам головы и с крохотными лапками. Священник заспиртовал это странное существо и отослал натуралисту Вальвасору, который описал его под именем морского божества Протея, обладавшего способностью превращаться то в дракона, то во льва. С изучения протеев, в XX в. ставших эмблемой словенского карста, и началась наука биоспелеология.

Протей — дракон-ольм

Протей (Proteus anguinus) действительно оказался обитателем подземного мира. Длинное, до 28 см, червеобразное тело протея окрашено в желто-белый, реже — мясо-красный цвет. У него слабенькие, непригодные для ходьбы лапки с 3 и 2 пальцами, малюсенькие, скрытые под кожей глазки, заметные лишь у молодых животных. Кроме жабр у него имеются и легкие, но дышать ими он может 2-4 часа. Питается протей пауками, рачками, насекомыми, добывая их с помощью осязания и обоняния. Ламарк использовал протея как иллюстрацию своей теории об эволюционных изменениях животных под влиянием среды. Протей относится к семейству, в котором насчитывается 5 видов: один — европейский (пещерный) и четыре — североамериканских (наземных). Сейчас в Южной Америке обнаружен еще один подземный вид.

В таинственной "Голубиной книге", имевшей в средние века хождение на Руси, есть такие строки:

У нас Индрик-зверь, всем царям зверь,
И он ходит, зверь, по подземелью,
Яко солнышко по поднебесью.
Он проходит все горы белокаменные,
Прочищает ручьи и проточины,
Пропущает реки в кладези студеные...

Что же это за таинственный "подземный зверь"? По всему русскому Северу, Сибири, Маньчжурии и Китаю распространены легенды о звере-кроте ростом со слона. "Тин-Шу постоянно держится в пещерах, похож на мышь, но достигает величины быка; он выкапывает себе пещеры в местностях, покрытых скалами и лесами",- повествует китайский трактат Бун-зоо-ганн-му, составленный в XVI в. Так людская молва связала с пещерами мамонтов, находимых во многолетней мерзлоте. Ну, а Индрик? Профессор С. Усов доказал, что слово "Индрик", так же как и встречающиеся в русских легендах другие названия этого зверя (инрог, индрог, индра), происходит от ненецкого "йенгора" — подземный вожак, мамонт.

Мамонт дал название многим пещерам мира: одним — по их гигантским размерам (Мамонтова в США), другим — по находкам их зубов или костей (шахта в Крыму, местонахождение в Южной Дакоте, США). О последнем стоит рассказать более подробно. При строительных работах кости мамонта были обнаружены на дне провальной воронки диаметром около 50 м с 14-метровой карстовой полостью на дне. В результате прорыва напорных вод в ней образовался водоем глубиной более 5 м. Спускавшиеся на водопой мамонты не всегда могли выбраться наверх по скользким бортам воронки. В этой естественной ловушке, имеющей возраст около 26 тысяч лет, найдены кости десятков особей мамонтов, гигантского медведя, волка, суслика, луговой мыши. Надо отдать должное нашим американским коллегам: сотрудники Северо-Аризонского университета проф. Ларри Агенброд и его ассистент Джим Мид за 20 лет провели огромную работу... Местонахождение "взято под крышу" — над ним построено музейное здание, причем экскурсии проводят по участку, где продолжаются раскопки. В 1985 г. его посетило 50 тысяч человек, что в значительной мере окупило стоимость исследований. Местонахождение является гордостью штата и городка Хот-Спрингс.

О взаимоотношениях мамонтов и пещер можно говорить только по костным остаткам. Зато "слоновьи пещеры" существуют и сегодня. В Кении известна соляная пещера Китум, стены которой покрыты желобками, оставленными бивнями слонов. Они заходят сюда, чтобы полакомиться солью. Английский зоолог Р. Боуел наблюдал, как слоны карабкаются по крутому склону вулкана Элгон, чтобы добраться до небольшой пещеры на 345 м выше равнины, где они обитают. Здесь, пользуясь хоботом, слоны "добывают" комья глинообразного цеолита. Они поедают его, чтобы восполнить нехватку в организме натрия и калия.

10.2. Рождение биоспелеологии

Первые сведения о подземной фауне содержатся в книге иезуита Кирхера . В XVIII-XIX вв. открытия продолжались, хотя описания пещерных животных были небезошибочными, а сведения о них — неполными. К концу XIX в. в списках фауны отдельных пещерных районов числилось до сотни видов различных животных.

Термин "биоспелеология" (раздел биологии, изучающий подземную жизнь) ввел в 1903 г. француз А. Вирено. Расцвет биоспелеологии связан с деятельностью румынского ученого Эмиля Раковицэ (1868-1947). В 1904 г. он описал слепого рачка из Драконовой пещеры на о-ве Мальорка, в 1907 г. основал международную научную ассоциацию "Биоспелеолоджика", в 1920 г. создал в г. Клуж (Румыния) первый в мире институт спелеологии. Э. Раковицэ и его сотрудник Ж. Вандель обследовали более 1500 пещер Европы и способствовали исследованиям обитателей подземелий во всем мире. В бывшем СССР они проводились в очень скромных масштабах. Лидером отечественной спелеологии был московский биолог Яков Авадьевич Бирштейн (1911-1970), основатель серии публикаций под рубрикой . Сейчас его дело продолжают С. Левушкин, Н. Залесская, С. Головач, В. Книсс, Р. Джанашвили и несколько других энтузиастов.

В настоящее время принято выделять пещерную фауну — особый комплекс животных, обитающих в пещерах и трещинах горных пород. Такое расширенное понимание биоспелеологии (или, как иногда говорят биологи,- биоспеологии) привело к выделению стигобиосферы (по имени мифической реки Стикс, протекающей через царство мертвых). Болгарский биолог Л. Цветков считает, что эта сфера располагается от основания почвенного разреза до нижнего предела биосферы. Стигосфера в основном населена различными бактериями. Особое место в ней занимают пещеры, где обитают представители 7 типов животных — простейшие, губки, кишечнополостные, черви, членистоногие (ракообразные, паукообразные, многоножки, насекомые), моллюски и хордовые (рыбы, амфибии, рептилии, птицы, млекопитающие). Всю спелеофауну подразделяют на три группы, между которыми, правда, нет четких границ: троглобионтов, троглофилов и троглоксенов.

Троглобионты — животные, проводящие под землей всю жизнь и здесь же размножающиеся. Некоторые из них были известны еще первобытному человеку. В пещере Трех братьев (Франция) среди палеолитических рисунков обнаружено изображение насекомого, в котором зоологи признали пещерного кузнечика. Пещерные животные обратили на себя внимание и Ч. Дарвина, который считал, что многие вопросы эволюционной теории следует разрабатывать с учетом особенностей этих странных существ. "Некоторые из них очень аномальны, представляя собой как бы живые окаменелости",- писал великий английский натуралист.

В чем же проявляется аномальность троглобионтных животных? Прежде всего, во внешнем облике. Большинство обитателей пещер лишено глаз и окраски (пигментации). Ножки и усики насекомых тонкие, длинные и покрыты чувствительными волосками и щетинками. Осязание заменяет им в темноте зрение. Облик их чем-то напоминает глубоководных животных, с которыми их связывают тесные родственные связи. Мухи, теряя крылья, становятся похожими на жуков, а жуки, имеющие вздутое брюшко и тонкую талию, напоминают муравьев. В подземных водоемах плавают полупрозрачные рачки-бокоплавы; только черная полоска кишечника, забитого илом, выделяется на фоне их беловатого тела. Очень резко отличаются от своих поверхностных родственников и пещерные позвоночные. Они имеют недоразвитые глаза, укороченные конечности, дышат жабрами.

Постоянная температура и высокая влажность пещер обусловливают особенности физиологии и образа жизни троглобионтов. Обмен веществ у них замедлен, а жизненные циклы растянуты. Поэтому подземные бокоплавы живут не два года, как поверхностные, а 10-15 лет. У подземных животных исчезает цикличность в развитии, стираются грани водной и воздушной сред обитания: водное животное может долго находиться на суше, а сухопутный жук или многоножка спокойно "путешествуют" по дну водоемов. Питаются обитатели пещер бактериями, развивающимися в иле подземных озер, низшими грибами типа плесени, пометом летучих мышей, листьями и веточками растений, заносимыми в пещеру с поверхности. Есть в пещерах и свои хищники — жужелицы, стафилиниды, сенокосцы, лжескорпионы.

Сухопутная троглобионтная фауна пещер формируется из видов, обитающих на поверхности, в лесной подстилке, почве, норах животных, а водная в основном имеет морское происхождение. Многие троглобионты — реликты более или менее древних плейстоценовой или неогеновой фаун. Как писал Ч. Дарвин, пещеры — это палеонтологический зоопарк, в значительной мере населенный осколками давно погибших на поверхности форм. Среди троглобионтов много эндемиков, то есть видов и родов, имеющих относительно небольшой ареал распространения.

Сведений об общем количестве троглобионтов в пещерах мира нет. В Северной Америке, например, описано около 1200 троглобионтов. Между общим количеством видов в данном типе и процентом троглобионтов нет пропорциональности. Я. А. Бирштейн указывает, что из 15 тысяч простейших только 5 (0,03%) являются троглобионтами, а из 5500 видов плоских червей — 25 (0,5%)...

С изучением троглобионтных представителей пещерной фауны связано много фундаментальных проблем биологической науки: внутривидовая дифференциация, приспособление организма к чуждой среде, пищевые взаимоотношения, выживание в чрезвычайных ситуациях и пр. В связи со вступлением человека в атомную эру последний вопрос особенно актуален. П. Фарб приводит следующие данные. В 1883 г. в Зондском проливе между островами Ява и Суматра произошел взрыв вулкана Кракатау, эквивалентный взрыву водородной бомбы мощностью 10 000 мегатонн. В воздух было поднято свыше 20 км3 скального материала, в радиусе 40 км — уничтожено все живое. Лишь через 9 месяцев на этой территории появились пауки, через 3 года — цветковые и папоротники, через 23 — пальмы и тростник, через 25 лет — насекомые, улитки и птицы, через 50 — низкорослый лес, птицы и летучие мыши. Жизнь же в пещерах архипелага не прекращалась ни на день...

Троглофилы — пещеролюбивые виды животных, иногда образующие обособленные сообщества, могущие обитать и на поверхности. Нередко хорошо приспособлены к жизни под землей, используя пещеры как укрытия или для охлаждения, необходимого в их жизненном цикле. Наиболее яркие примеры-летучие мыши и... крокодилы. В определенной мере к троглофилам относится и человек (во всяком случае — спелеолог). Троглофилами являются и многие зеленые растения. Некоторые их виды, нуждаясь в малом количестве света, проникают довольно далеко от входа в пещеры. Так, для развития цветковых и лишайников хватает 0,4 %, а для папоротников и водорослей — даже 0,05% нормального дневного света.

Троглоксены — животные, обитающие на поверхности, попадающие под землю активно (бабочки, мухи, насекомые) или пассивно (с потоками воды). Эта группа животных наименее интересна для специалистов.

Биоспелеологические проблемы очень сложны и специфичны. Поэтому рассмотрим только отдельные вопросы, представляющие более общий интерес.

10.3. Среди моготов и крокодилов

Под таким интригующим названием польский спелеолог Пш. Бурхард опубликовал книжку об экспедиции 1960 г. на Кубу. Аллегориями здесь и не пахло: пещеры Кубы зачастую заложены в останцах тропического карста — моготах, а крокодилов предостаточно в болотах вокруг лагеря. И все же аллегория была: контур острова от Пинар дель Рио на западе до Сант-Яго де Куба на юго-востоке напоминал крокодила...

В далекие 50-е гг. группа киевских спелеологов исследовала пещеры в долине Хосты (Западный Кавказ). После возвращения из одной особенно узкой полости от их одежды остались лохмотья. "Вы как в пасти аллигатора побывали",- заметил один из подсевших к костру местных жителей. Так возникло непонятное имя пещеры — Пасть Аллигатора.

В 1961 г. прохождение Красной пещеры (Крым) остановил Пятый Обвальный зал. На профиле он был удивительно похож на раскрывшего пасть крокодила. Но, как шутили ребята, они не убоялись бы и настоящего крокодила в этом коварном зале: от его дальней точки до сифона в шахте Провал осталось еще 2300 пока не пройденных метров...

В 1973 г. на VI Международном спелеологическом конгрессе в Чехословакии нам довелось побывать в Збрашовской гидротермальной пещере. Самую длинную остановку гид сделал в зале "У крокодила", а через несколько дней в часовне Святого Креста в Карлштайнском замке нам показали "голову дракона". Это была мумифицированная голова крокодила, найденная в пещерах Чешского карста.

И вот в 1987 г. в английском журнале появилась статья "Анкаранская пещера крокодилов". Мистификация?.. Но оказалось, что это действительность. Массив Анкаран на севере Мадагаскара сложен среднеюрскими известняками. Его пересекает река Стикс, имеющая температуру воды 25-27 °С. Суммарная протяженность пещерных ходов массива 98 км, что при его длине 30 км и ширине 8 км достаточно примечательно. Но главное, на юге массива в реке обитает малагасийская популяция нильских крокодилов длиной до 6 м. В сухой сезон, когда болота высыхают, они прячутся в пещерах, поднимаясь далеко вверх по подземной реке. В ней обитают также рыбы, угри, крабы, креветки. Крокодилы имеют нормальный облик и не лишены пигментации, являясь в данном случае типичными троглофилами.

К троглофилам относятся и "монашьи тюлени", которые обнаружены на восточном берегу Сардинии. Они живут в подземном озере, имеющем длину 300 м и ширину около 100 м. Пещеры Тарханкута (Равнинный Крым) признаны пригодными для акклиматизации и сохранения популяции черноморских тюленей. Вероятно, это не единственные случаи их обитания под землей.

К троглофилам можно отнести и речных рыб, проникающих в обводненные карстовые полости и проходящих по ним большие расстояния. В 50-е гг. при строительстве Каховской ГЭС на Днепре проводился большой комплекс изысканий в зоне влияния будущего водохранилища. Местные жители рассказывали, что в большую воду на Днепре они неоднократно встречали крупную рыбу в колодцах, заложенных в закарстованных неогеновых известняках в десятках километров от реки. Такие же факты, но уже с морской рыбой, приводили старожилы Равнинного Крыма. Но это — слухи. А вот и факты. В 1983 г. в карстовом озере Городно Новгородской области поймали леща, меченного металлической пластинкой № 567. Ихтиологи установили, что несколько лет назад этот лещ был выпущен в озеро Ильмень, в 250 км от места поимки...

Кроме рыб-троглофилов известны и рыбы-троглобионты. В Центральной и Восточной Африке, на Мадагаскаре, в Южной Азии, Океании, Северной, Центральной и Южной Америке известно около 50 видов слепых рыб, принадлежащих 12 семействам шести отрядов. Первая рыба-троглобионт обнаружена в Мамонтовой пещере еще в 1842 г. Последняя по времени находка принадлежит московскому геологу В. Мальцеву, который в 1979 г. обнаружил в карстовом провале массива Кугитанг-Тау (Туркменистан) слепых рыбок. Экспедиция 1981 г. отловила 10 экземпляров этих рыбок, обитающих в проточной воде подземного озера с температурой 24°С. Пещерный голец Старостина — это новый для науки вид, отличающийся от всех известных представителей этого рода (рис. 66). Слепой голец — первая находка троглобионтных рыб на территории бывшего СССР. Он занесен в Красные книги Туркменистана и Международного союза охраны природы.

Рис. 66. Слепой голец из пещер Кугитанга, Туркменистан (фото С. А. Смирнова).

О пещерных троглобионтах можно рассказывать много. Иногда они задают биологам такие загадки, на которые пока нет ответа. Ракообразные — обширная и разноликая группа животных, по современной систематике включающая 8 классов и более 50 отрядов. Американский зоолог Дж. Ягер недавно открыл в подводной пещере Лукейан на Багамских островах необычного рачка. Лукейан и сама достаточно примечательна: она образована при растворении известняков в зоне смешивания пресных и соленых морских вод. При колебаниях уровня океана положение зоны растворения меняется. Так образовались этажные лабиринты сталактитовых пещер, при последнем поднятии океана затопленные водой. Погружение в пещеру производится с суши, через "голубую дыру" — провал в своде пещеры. Верхний слой воды в ней пресный с постоянной температурой 22 °С. Ниже располагается слой более плотной морской воды с температурой 23-25 °С. В полной темноте, на глубине 19 м (то есть в соленой воде!) были обнаружены бокоплавы, различные рачки, слепые рыбы, а также новое полупрозрачное червеобразное животное — рачок спелеонектес. При длине около 2,5 см рачок состоит из головного щита и 32 одинаковых сегментов туловища с плавательными ножками на каждом. Он плавает спиною вниз, причем ножки бьют по воде не одновременно, а "со сдвигом по фазе" При этом по телу рачка пробегают волны...

Рис. 67. Подземная биоспелеологическая лаборатория. Мули, Франция. Зал аквариумов: бассейн для протеев (фото А. Каррера).

Сочетание черт строения спелеонектеса настолько своеобразно, что его нельзя отнести ни к одному известному отряду или даже классу ракообразных. Пришлось "открывать" для него в систематике новый класс — Remipedia (гребленогие). Самое удивительное, что он обнаруживает сходство только с палеозойскими ракообразными: девонским Lepidocarpus и карбоновым Tesnusocaris, вымершими 300-400 тысяч миллионов лет назад.

Свойства подземных троглобионтов настолько примечательны, что их мало выявить и описать. Необходимо углубленное изучение условий их жизни на уровне современной науки. Поэтому во всех странах мира (увы, кроме бывшего СССР!) созданы подземные биоспелеологические лаборатории. Наиболее известна лаборатория, основанная в 1947 г. во Франции, в пещере Мули. Это 600 метров галерей, подземная река, богатые натечные отложения, скопления глины и песка. Чтобы не нарушать микроклиматический режим пещеры, исследователи проходят через специально пробитый входной тоннель со шлюзовой камерой; здесь есть телеметрическая связь с поверхностью, аквариумы для пещерных животных (рис. 67) и многое-многое другое. Создателем и первым директором лаборатории был известный французский биоспелеолог Ж. Вандель.

В 1987 г. на юге Франции в департаменте Ардеш открыт первый биоспелеологический музей. В небольшой 200-метровой пещере собраны обитатели подземного мира — летучие мыши, рыбы, земноводные, пауки, насекомые. Особенно популярен он среди школьников Центральной Европы.

10.4. Пастбища бактерий

Рис. 68. Разрез пещеры Петек, Турция (по А. Бозовичу).

1 — проектный уровень воды в водохранилище; 2 — водовороты возникшие при заполнении водохранилища; 3 — шахта пройденная для заполнения пещеры; 4 — пещера, вскрытая скважинами и шахтой; 5 — уровень воды в пещере

Биологи давно установили, что существенную роль в жизни обитателей пещер — их защите, питании, размножении и развитии играет глина. Например, рачок нифаргус живет под поверхностью воды, где устраивает себе в глине норку с несколькими входами. Когда уровень воды падает, он закупоривает входы и пережидает сухое время. Я. А. Бирштейн показал, что грунт некоторых пещерных водоемов (пещеры Рион ГЭС) на 10-20% по весу состоит из бактерий. Образуется своеобразная цепочка: бактерии питаются минеральными солями и органическими соединениями; их поедают одноклеточные существа — протесты; протистов — глиноеды; глиноедов — хищники. Таким образом, в основе всего лежит глина, играющая роль своеобразного пастбища для пещерных животных.

Систематика пещерных бактерий находится в стадии разработки. Среди них имеются аэробы и анаэробы (формы, способные расти в присутствии кислорода и без него); автотрофы и гетеротрофы (синтезирующие необходимые для жизни вещества из неорганических и органических соединений); психофилы и термофилы (живущие в водах ледниковых пещер и горячих источников) и пр. Некоторые бактерии близки к сине-зеленым водорослям или к грибам-актиномицетам. Словом, это целый мир, который сейчас только начинает приоткрывать свои тайны. На страницах спелеологических журналов все чаще появляются статьи, посвященные микробиологии пещер; в 1994 г. прошел даже специальный междисциплинарный симпозиум...

Изучение живых организмов пещер является мощным орудием познания гидрогеологии карстовых массивов. Еще в 60-е гг. Я. А. Бирштейн, обнаружив в Скельской пещере (Крым) рачка-троглобионта нифаргус, а в Скельском источнике в смежном тектоническом блоке — троглофила гаммарус, уверенно заявил, что эти водотоки между собой не связаны (нифаргус и гаммарус — антагонисты). При реализации в 60-70-е гг. обширной программы водной мелиорации горных районов Югославии применялась необычная последовательность работ. Карстовый массив первыми изучали биоспелеологи, по составу пещерной фауны и особенностям ее питания, выполняющие предварительное районирование территории; затем в работу включались спелеологи, наносившие на план все проходимые для человека пещеры; за ними шли гидрогеологи, проводившие опыты с окрашиванием и уточняющие пути движения подземных потоков. И только потом в бой вступала "тяжелая артиллерия" — начинали исследования геологи и геофизики. Это позволило сэкономить много сил и средств, избежать просчетов при сооружении плотин.

© Комиссия спелеологии и карстоведения
Московского центра Русского географического общества

Опубликовано: научно-популярная книга, Урал LTD 2000

Видео о протее