Выше, чем любые птицы, полетит послезавтра американка Джессика Меир – вместе с россиянином Олегом Скрипочкой она отправится с Байконура прямиком на МКС, где оба присоединятся к остальным членам 61-й экспедиции в качестве бортинженеров. Меир – физиолог, и она будет изучать, как организм астронавтов и космонавтов адаптируется к космическим путешествиям.
Ей всегда было интересно, как животные выживают в экстремальных условиях. В начале 2000-х она координировала эксперименты НАСА, в ходе которых изучалась реакция человеческих костей, мышц и легких на космический полет. Докторскую степень (PhD) она получила за похожее исследование императорских пингвинов и морских слонов, ныряя с ними в холодные воды Антарктики. А летом 2010 года, за несколько лет до того, как ее давняя мечта о космосе начала воплощаться в реальность, Меир собственноручно вырастила стаю горных гусей – одних из самых высоколетающих птиц на Земле.
Два раза в год – на зимовку в Индию и обратно на север (в Тибет, Монголию, Казахстан и Россию) – горные гуси (Anser indicus) совершают 8000-километровый перелет через Гималаи, самые высокие горы на нашей планете. Возможно, их предки летали так еще во времена гималайской молодости, когда горы еще не были столь высокими, и по мере их возвышения приспосабливались ко все более и более высотным миграциям. Один покоритель Эвереста, стоя на склоне, однажды наблюдал, как гуси пролетали над вершиной высочайшей горы Земли (8848 м), хотя научно подтверждены перелеты максимум на высоте 7290 метров – что тоже, в общем-то, немало.
Машущий полет – самый энергозатратный способ передвижения из всех возможных, а горные гуси к тому же осуществляют его в экстремально разреженном воздухе, который обеспечивает наполовину меньшую подъемную силу в сравнении с той, что достигается на уровне моря, а кислорода при этом вокруг меньше раза в три. Чтобы эффективно дышать в таких условиях, тело горного гуся напичкано уймой адаптивных примочек: самые объемные легкие среди всех гусей, очень крепкое связывание кислорода гемоглобином, чрезвычайно плотная сеть кровеносных сосудов в мышцах (кислород доставляется быстрее), митохондрии многочисленны и расположены близко к клеточной мембране, что облегчает попадание в них кислорода.
Все эти примочки были открыты у горных гусей в течение десятилетий экспериментов, которые, однако, почти всегда проводились на особях в состоянии покоя или, в лучшем случае, шагающих по беговой дорожке. Лишь одна научная группа дерзнула запустить гусей в аэродинамическую трубу – да и то там поддерживался нормальный уровень кислорода. Джессика Меир захотела повторить эксперимент, воссоздав в трубе низкокислородные условия высокогорных миграций и замерив нужные показатели с помощью приборов, вмонтированных в намордные маски и наспинные рюкзачки. На диких гусей надевать такое оборудование бессмысленно – данные будут отражать лишь реакцию испуга. Единственное правильное решение – вырастить горных гусей с нуля.
В одном птичьем парке в штате Северная Каролина, где разводят горных гусей, Джессика раздобыла дюжину яиц и, преодолев искушение сделать омлет, дождалась, когда птенцы вылупятся и запечатлеют ее в качестве матери на всю оставшуюся жизнь. В течение нескольких недель она укрепляла эту связь, кормя гусят, ухаживая, гуляя и играя с ними, разрешая им спать на ней. «Я была современной Матушкой Гусыней, – шутит Меир. – Двенадцать крошек всюду следовали за мной, это был незабываемый опыт». (На следующее лето, в 2011 году, еще семеро гусят были так же взращены коллегой Меир, Джулией Йорк.)
Помимо прочего, Джессика учила своих птенцов летать сначала рядом с велосипедом, потом со скутером, на котором она ездила по сельским дорожкам. «Они так близко летали, что кончиками крыльев касались моей руки!» – вспоминает Матушка Гусыня. Время от времени встречные машины пугали птиц, и тогда они взмывали ввысь и разлетались кто куда. Если они теряли Джессику из виду, то потом искали ее в людных местах, преследуя всех, кто хотя бы отдаленно был похож на их приемную маму. Один гусенок прилетел на хоккейное поле и стал бегать за игроками, другой залетел в продуктовый магазин и ходил за посетителями туда-сюда через автоматические двери. «Я остановила скутер, схватила гуся в охапку, и все такие: что за дела? – рассказывает Меир. – Всегда мечтала написать детскую книгу обо всем этом».
Когда гусята подросли, она отвезла их в Университет Британской Колумбии в Ванкувере (Канада) – одно из немногих учреждений, где есть подходящая аэродинамическая труба (большинство труб, которые используются в исследованиях животных, слишком малы для гусей, а те, что достаточно велики, предназначены для самолетов, скорость производимого ветра там огромна). На птиц надели маски, которые накачивали азот поверх клювов для симуляции гипоксии в Гималаях и измеряли количество поглощенного кислорода и выдыхаемого углекислого газа, а также рюкзачки, которые мерили частоту сердцебиения, температуру и давление. Ассистентка поднимала и запускала гусей в трубу, а Меир стояла рядом, хлопала в ладоши и кричала. Несмотря на подбадривания, не все гуси захотели полетать в трубе – лишь семь из них согласились сотрудничать. Но и они предоставили науке много новых интересных данных.
Горные гуси и правда оказались способны летать в условиях суровой кислородной депривации, как на Эвересте и даже выше (атмосферное давление и температура в экспериментах были обычными, хотя в горах они ниже, что тоже может оказывать влияние). Причем компенсация происходит не за счет усиления обмена веществ и прокачки кислорода через тело, как можно было ожидать, – напротив, метаболизм гусей снижался! Пульс же почти не повышался – вероятно, нехватка кислорода компенсируется не частотой, а мощностью выбросов. «Полет – самая затратная форма локомоции, и невероятно, как они могут снижать уровень метаболизма и при этом выживать…» – разводит руками Меир. Возможно, гуси как-то меняют стиль полета для более эффективной работы крыльев или отключают не самые нужные органы (например, пищеварительные) в пользу летных мышц. Как бы там ни было, благодаря снижению обмена гусям хватает ресурсов организма, чтобы пролететь на экстремальной высоте хотя бы несколько минут – этого достаточно для преодоления Эвереста.
Судьба тех гусей нам неизвестна – быть может, их давно ощипали да изжарили на Рождество. В настоящий момент все мысли Джессики Меир не о гусях, а о первом своем полете в космос. «Я ждала этого всю жизнь», – признается она. На МКС она будет выступать не только как исследователь, но и как объект исследования. Люди адаптируются к космическому полету совсем не так, как гуси к высокогорному перелету. Как именно и почему именно так, предстоит выяснить нашей героине. «На сей раз тыкать и толкать будут меня, – смеется Меир. – Все по справедливости. Настала пора расплаты».
Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: eLife (Meir et al., 2019)
Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем только рады. С уважением, Батрахоспермум.
Вас также могут заинтересовать статьи:
Нелюбовь и голуби: как милые птицы превратились в «крылатых крыс»
О приручении куриц, изменивших мир
Акикики, птичкин астероид
Комментарии: