В тесной, плохо освещенной комнате три женщины смотрят на банк мигающих видеомониторов. На каждом из шести экранов под немного другим углом изображен черно-белый шарик пуха - Тай Шань, гигантский детеныш панды, родившийся прошлым летом в Национальном зоопарке Смитсоновского института. Каждые две минуты, при звонке в колокол, исследователи-добровольцы записывают, что делает детеныш. Дин! Спать. Дин! Зевок Дин! Правая передняя лапа дергается. В течение первых двух месяцев жизни Тай Шаня сотрудники зоопарка и волонтеры контролировали его 24 часа в сутки. Он является одним из наиболее тщательно изученных панд в истории.
Он также является одной из крупнейших знаменитостей столицы. В декабре, когда детёныш дебютировал, 13 000 бесплатных билетов на него были раскуплены в режиме онлайн за два часа. Поклонники выстроились в минусовые температуры, прежде чем билетная касса открылась, чтобы получить шанс на дополнительные 60 билетов, которые раздают каждый день. Более 200 000 человек проголосовали за имя детёныша - Тай Шань (tie-SHON) означает «мирная гора», в то время как миллионы людей вошли в «затычку панды» зоопарка (nationalzoo.si.edu/Animals/GiantPandas).
Первый выживший в зоопарке зоопарк, и только четвертый в стране Тай Тай, «является кульминацией десятилетия совместных исследований между Соединенными Штатами и Китаем», - говорит Дэвид Вильдт, председатель отдела репродуктивных наук зоопарка. В 2005 году выжил двадцать один детеныш, родившийся в неволе (два в Соединенных Штатах, один в Японии и остальные в Китае), более чем в два раза больше, чем выжил в 2004 году и больше, чем в любой другой год до настоящего времени. Это достижение, наряду с новыми запасами панды и другими природоохранными мерами в Китае, увеличивает шансы того, что одно из самых исчезающих и самых любимых в мире существ выживет не только в неволе, но и в дикой природе.
Еще два десятилетия назад будущее панды выглядело мрачным. К концу 1980-х годов медведи, ограниченные отдаленными, покрытыми туманом бамбуковыми лесами в гористом юго-западном Китае, потеряли более половины своей среды обитания. На протяжении веков лесозаготовки и земледелие толкали панд на более крутой и возвышенный ландшафт. Популяция вида сократилась примерно до 1000 животных, разбросанных по двум дюжинам изолированных групп. Хотя еще около ста панд содержались в китайских племенных центрах, их репродуктивный уровень был настолько низким, что у них не было надежды на пополнение сокращающихся чисел. К 1997 году только 26 процентов пленных пленных когда-либо разводили.
Панды, как известно, трудно разводить. Самки овулируют только один раз в год и остаются фертильными только один или два дня. Между тем, большинство мужчин в неволе либо не заинтересованы в сексе, либо настолько агрессивны, что представляют опасность для фертильных женщин. Даже когда оба партнера кажутся готовыми, мужчины часто не могут завершить дело. Прошло десять лет, прежде чем первая пара панд зоопарка, Лин-Лин и Син-Син, наконец соединилась, в 1983 году, после нескольких лет неуклюжих объятий. Лин-Лин и Син-Син - подарки доброй воли из Китая, приуроченные к визиту президента Ричарда Никсона в 1972 году, - принесли пять детенышей за два десятилетия совместной работы в зоопарке, но ни один из них не прожил дольше, чем несколько дней.
В 1970-х годах ученые в Пекинском зоопарке впервые применили методы искусственного осеменения панд, и в 1978 году они выпустили своего первого детеныша. Но эта процедура имела высокий процент неудач, и лишь небольшой процент детенышей, родившихся в неволе в Китае, были ли они задуманы выжили искусственно или естественно целых год. Перспективы медведя начали улучшаться в 1996 году, когда китайские чиновники пригласили группу американских ученых, имеющих опыт разведения других исчезающих видов, сотрудничать в исследованиях гигантских панд. Соединенные Штаты должны были предоставить большую часть научно-технических ноу-хау, в то время как Китай поделится знаниями, полученными в результате десятилетий исследований панды, и, конечно же, предоставит реальных животных. «Мы воспользовались этой возможностью», - вспоминает физиолог репродуктивного органа Национального зоопарка ДжоГейл Ховард, который провел бесчисленные часы, пытаясь сделать Лин-Лин мамой.
Начиная с 1998 года, американские ученые начали регулярно путешествовать в Китай, где они и их китайские коллеги провели оценку состояния здоровья, репродукции, генетики, поведения и питания 61 животного в трех крупнейших племенных центрах Китая, в Волонге, Чэнду и Пекине. Самое удивительное открытие опроса заключалось в том, что 80 процентов панд, даже тех, которые были отклонены как «бедные заводчики», на самом деле были «здоровыми, репродуктивно компетентными животными, которые могли внести свой вклад в популяцию в неволе», - говорит Вильдт. Десять лет спустя большинство этих животных действительно внесли свой вклад благодаря всплеску науки о пандах, порожденному сотрудничеством. «Сегодня, - добавляет Вильдт, - мы знаем больше о биологии гигантской панды, чем о любых других находящихся под угрозой исчезновения видах в мире».
Гигантская панда - это биологическая странность. Член семейства медведей Ailuropoda melanoleuca («черно-белый медведь с кошачьими лапами») отошел от основной линии медведей 15–25 миллионов лет назад. В дополнение к его смелым отметкам у панды есть более крупная и округлая голова, чем у любого другого медведя. Как и другие медведи, панды - одиночные существа, за исключением матерей и их детенышей, которые остаются вместе до двух лет. Самая необычная вещь о гигантской панде - это ее диета. В отличие от других урсид, которые по крайней мере частично зависят от насекомых, рыб, млекопитающих или другого мяса, панды являются вегетарианцами. И все же, 99 процентов рациона медведя состоит из бамбука и травы. Панда может хорошо подходить для бамбуковой диеты. Большая челюсть животного оснащена мощными жевательными мышцами и большими плоскими молярами, которые размалывают жесткую траву. Его лапы имеют противостоящие «большие пальцы» - фактически удлиненные кости запястья - позволяя панде держать бамбуковый стебель, пока его жуют. (Животные обычно делают это, сидя в удивительно человеческом положении, одна из черт, которые люди находят настолько привлекательными в отношении панд.) Но пищеварительной системе панды не хватает специализированного кишечника, в котором коровы и олени должны эффективно вырубать траву. Это означает, что медведи должны тратить около 14 часов в день, съедая до 40 фунтов бамбука. Взрослые весят от 185 до 245 фунтов. Поскольку панды не способны накапливать много жира, они не могут позволить себе зимовать в спячку, в отличие от азиатских черных медведей, которые живут в той же среде обитания. «Зависимость панды от бамбука влияет на всю ее физиологию и экологию», - говорит специалист по питанию животных Национального зоопарка Марк Эдвардс.
В отличие от белых медведей и гризли, которые путешествуют на большие расстояния в поисках пищи, панды могут оставаться рядом с домом. «По сути, они живут в собственной салатнице», - говорит Эдвардс. Но диета животного также делает его уязвимым для отмираний бамбука, которые происходят естественным образом каждые 40-100 лет после цветения растений. В прошлом, когда одна бамбуковая подставка умерла, панды просто мигрировали в другую. Но большая часть среды обитания вида была разрушена или фрагментирована, что угрожает охладить медведей.
Зависимость гигантской панды от бамбука может даже помочь объяснить ее необычную репродуктивную систему. Когда самка забеременеет, оплодотворенная яйцеклетка не сразу прикрепляется к стенке матки, как это происходит у большинства видов млекопитающих. Вместо этого эмбрион плавает в репродуктивном тракте в течение многих месяцев, прикрепляясь только за 45 дней до рождения детеныша. Эдвардс подозревает, что женщина не может накапливать достаточное количество питательных веществ из бамбука, чтобы поддерживать плод дольше. В результате новорожденные детёныши только начали развиваться. Розовые и безволосые, они весят около четверти фунта или столько же, сколько кусок масла. (Отсюда и прозвище Тай Шань, Butterstick.) По сравнению с размером матери, «ни у одного другого млекопитающего млекопитающего нет меньшего потомства», - говорит Эдвардс.
Панды рожают близнецов примерно половину времени. Само по себе это не является необычным - у большинства медведей есть близнецы или тройни, но мать-панда обычно выбирает одного из двух своих детенышей, чтобы поднять, и позволяет другому умереть. Биологи когда-то считали, что такой явно нелогичный акт произошел только в неволе. Но в полевых работах, проводившихся в заповеднике Волонг в конце 1980-х годов, биолог Пан Уэнши часто находил мертвого детеныша рядом с матерью, которая ухаживала за здоровым. Ученые предполагают, что новые матери-панды просто не могут позволить себе кормить двух детенышей - еще одно поведение, которое может быть эволюционной адаптацией к низкоэнергетической диете животных.
История Тай Шаня начинается в 2000 году, когда его мать, Мэй Сян (май-шон), и отец, Тянь Тянь (t-YEN t-YEN), приехали в Национальный зоопарк на десятилетний кредит из Китая, сделанный возможным благодаря крупным спонсорство со стороны Fujifilm и Animal Planet и других доноров. (В трех других зоопарках США - в Сан-Диего, Атланте и Мемфисе - также размещаются панды; взамен каждое учреждение должно вносить не менее 1 миллиона долларов в год на сохранение панды в Китае.) В 2003 году, когда медведи только достигли половой зрелости в возрасте 5 и 6 лет они спаривались впервые, но беременности не последовало. В следующем году, после того, как панды безуспешно пытались спариться самостоятельно, ученые зоопарка осеменяли Мэй Сян спермой Тянь Тяня, опять же без зачатия.
Прошлой весной, когда Мэй Сян начала проявлять признаки того, что она входит в эструс, ученые приготовились поместить сперму Тянь Тянь прямо в ее матку. Поскольку процедура потребовала, чтобы Мэй Сян подвергся общей анестезии - которая всегда несет в себе риск - они решили попробовать оплодотворение только один раз, что представляет собой значительный риск, учитывая, насколько коротка женщина является фертильной. «В Китае мы узнали, насколько узкое окно возможностей», - говорит ДжоГейл Ховард, которая выполняла эту процедуру.
В недавних исследованиях были отработаны методы прогнозирования этого периода от 24 до 48 часов. Одним из них является анализ влагалищных клеток. В обмен на вознаграждение - печенье, яблоко или грушу - Мэй Сян была обучена входить в свою 5-футовую тренировочную клетку и подчиняться всевозможным ударам и пробам. Специалисты зоопарка осматривают клетки, соскобленные с ее влагалища, чтобы определить, насколько она близка к овуляции. Они также откачивают ее мочу с пола шкафа. Эндокринологи Национального зоопарка Стив Монфорт и Дэвид Керси анализируют эти образцы на предмет изменения уровня эстрогена.
Великим днем оказался 10 марта 2005 года. Ранее на этой неделе Мэй Сян увеличила частоту «маркировки запахов» или трения железы возле хвоста о землю, чтобы осесть липкое вещество с запахом, обнаруживаемым другими пандами., Ученые зоопарка круглосуточно следили за ее клетками мочи и влагалища. Когда тесты показали, что у Мэй Сяна овуляция, они впервые дали Тянь Тяню возможность выполнить работу самостоятельно. Но через 24 часа, в течение которых он «не достиг должного выравнивания», говорит помощник куратора Лиза Стивенс, - ученые взяли верх.
Чтобы получить сперму Тиана Тиана, исследователи анестезировали его и использовали технику разведения животных, называемую электроэякуляцией, при которой зонд, вставленный в прямую кишку самца, производит электрические стимуляции, которые вызывают эякуляцию. Для осеменения Говард использовал модифицированный лапароскоп (крошечный телескоп с оптоволоконным освещением, часто используемым в медицине), чтобы провести катетер через шейку Мэй Сян в ее матку. «Мы чувствовали, что время пришло», - говорит Говард. «Процедура не могла пройти быстрее или более гладко, и это заставило меня нервничать».
Ученые зоопарка не знали бы, добились ли они успеха в течение почти четырех месяцев: гигантские панды часто проходят «псевдобеременность», когда небеременные женщины демонстрируют поведенческие и гормональные изменения, подобные изменениям у беременных женщин. (А учитывая крошечный размер плода панды, беременность не проявляется.) «Я не расслаблялась, пока этот детеныш не оказался на земле», - говорит Говард. Это было в 3:41 9 июля 2005 года. Тем не менее, Говард не был готов откупорить шампанское. Известно, что в дополнение к обычному отказу от близнецов мамы-панды игнорируют одиноких детенышей. Говард говорит: «Они либо ведут себя так, как будто боятся этого, либо выглядят так, будто думают:« Я не забочусь об этом », - и уходят».
Но всего через две минуты после родов Мэй Сян осторожно поднял крошечный Тай Шань и начал прижимать его к себе. В течение следующей недели она отказывалась покидать их «логово» - затемненную комнату размером 10 на 12 футов - даже чтобы есть или пить. На 7-й день она оставила его (на три минуты), чтобы выпить воды; она не ела до 17 дня. «С самого начала Мэй Сян не могла быть более совершенной матерью», - говорит Говард. «И Тай Шань не может быть здоровым детенышем».
Самая важная причина содержания панд в неволе - помимо государственного образования, исследований и сбора средств - заключается в предотвращении их вымирания в дикой природе. Пленные популяции находящихся под угрозой исчезновения животных являются страховкой на случай исчезновения вида в его естественной среде обитания и потенциальным источником животных для реинтродукции в дикую природу. Но попавшие в плен популяции склонны к инбридингу, что является серьезной угрозой их выживанию. Американские и китайские ученые теперь встречаются перед каждым весенним сезоном размножения, чтобы порекомендовать лучшие пары панд, чтобы обеспечить разнообразное сочетание генетического фона, и большинство центров размножения перемещают животных или их сперму из одного учреждения в другое по мере необходимости. Гигантские панды имеют преимущество перед другими видами, находящимися под угрозой исчезновения, такими как хорьки с черными ногами и калифорнийские кондоры, число которых упало настолько низко, что нельзя было избежать инбридинга. «Мы знаем, что выращиваем генетически здоровую популяцию панд», - говорит Вильдт. По словам управляющего населением Национального зоопарка Джонатана Баллу, следующим шагом будет увеличение количества пленных, пока население не станет самообеспеченным. Он рассчитывает, что магическое число составляет 297 панд; сегодня их 185, максимальный за все время.
Большинство ученых говорят, что еще не время возвращать пленных в дикую природу. Реинтродукция опасна для животных, рожденных в неволе, и потенциально для любых диких панд, с которыми они могут бороться или заражать болезнями. И то, что осталось от среды обитания панды, еще не безопасно.
Нет сомнений в том, что перспективы вида в дикой природе улучшились. Восемь лет назад Китай запретил вырубку во всех лесах в пределах диапазона панды. Чтобы обуздать эрозию, шестилетняя правительственная программа «Зерно-зеленый» предусматривает выплату крестьянам земли, обрабатывающей землю на склонах, более крутых, чем 30 градусов, чтобы оставить эти поля залежными или посадить деревья - политика, которая также приносит пользу пандам, живущим в горах. На сегодняшний день для панд выделено около 60 резервов по сравнению с 13 в начале 1990-х годов. Похоже, что такие меры помогают: исследование Государственной лесной администрации Китая и Всемирного фонда дикой природы, проведенное в 2004 году пандой, показало, что в дикой природе остается около 1600 панд, что, по-видимому, увеличилось с 1980-х годов.
Американские зоопарки начинают направлять большие средства своих панд на сохранение животных в дикой природе. Из 1, 4 млн. Долл. США, которые Национальный зоопарк ежегодно выплачивает Китаю, около 200 тыс. Долл. США поддерживает полевые работы. Сотрудники зоопарка обучили сотни китайских специалистов по охране природы таким методам, как использование спутников для оценки мест обитания и установка «ловушек» для термочувствительных камер для документирования животных. В прошлом году камеры сняли свои первые фотографии гигантских панд (наряду с почти 25 другими видами млекопитающих). Исследователи стремятся оснастить некоторых панд радиопередатчиками для отслеживания их перемещений, но в последние годы Китай прекратил предоставлять разрешение на такие исследования, опасаясь, что эта практика может нанести вред животным. Это решение замедлило исследования в естественной среде обитания панд, одних из самых крутых и труднодоступных в мире лесов. «Радиотелеметрия - это то, как мы узнаем о дикой природе», - говорит эколог Национального зоопарка Уильям МакШи. «По крайней мере, 80 процентов того, что известно о черных, полярных и гризли, например, основано на радиоконтроле животных».
Другие ученые работают над восстановлением среды обитания панды. Мемфисский зоопарк, чьи панды Ya Ya и Le Le только сейчас приближаются к половой зрелости, тратит часть своих сборов за панд, чтобы восстановить 2000 акров бамбукового леса, прилегающего к заповеднику Foping, в провинции Шэньси, которая имеет самую высокую плотность панд из всех резерв. Ожидается, что бамбук, выращенный прошлым летом, будет процветать в течение трех лет. По словам координатора исследований зоопарка Джона Оуэлета, восстановленная территория «обеспечит коридор между заповедником и большим массивом неосвоенных лесов, где были обнаружены панды».
Несмотря на рост численности населения и экономики Китая, ученые надеются, что страна сохранит приверженность защите видов. «За последнее десятилетие в китайском правительстве произошли огромные изменения», - говорит Дональд Линдбург, руководитель программ по сохранению гигантских панд в зоопарке Сан-Диего, который произвел единственных других выживших детенышей США. «Поскольку мир стал осознавать, что Китай - это единственное место, где живут панды, возникает огромное чувство национальной гордости. Китай никогда не допустит исчезновения этого вида ».
Хотя китайские племенные центры обычно берут детенышей от матерей до достижения ими 6-месячного возраста, чтобы самки снова впали в эструс, Тай Шань (и детенышам в Сан-Диего) разрешается оставаться с матерями до тех пор, пока им не исполнится как минимум год. полтора года (Когда детенышам исполнится 2 года, в соответствии с условиями соглашения о займе панды они будут отправлены обратно в Китай.) Ученые говорят, что удаление 6-месячных детенышей может помешать развитию нормального поведения взрослых, в том числе спаривания. «Мы подозреваем, что многие поведенческие проблемы, которые мы видим в неволе, связаны с тем, как мы разводим животных», - говорит Стивенс. Другая проблема может заключаться в том, что в американских зоопарках существует практика содержания гигантских панд в парах самец-самка, тогда как в дикой природе самцы могут сражаться друг с другом в течение сезона размножения. «Возможно, мужчины-пленники ведут себя агрессивно по отношению к женщинам, потому что им не с кем бороться, - говорит Вильдт.
В настоящее время Тай Шань больше не находится под круглосуточным наблюдением, но он все еще подвергается тщательному изучению. Ветеринары регулярно измеряют и взвешивают его; измерять его температуру, частоту дыхания и частоту сердечных сокращений; и отметьте вехи развития, такие как, когда у него открылись глаза (7 недель), появились зубы (14 недель) и нос стал розовым до черного (6 месяцев). Он растет быстрее, чем другие новички в США, и он продемонстрировал определенное поведение раньше, чем ожидалось. В конце января преждевременный 6-месячный запах впервые отметил рекорд.
Тай Шань не переросла свою апелляцию. Наблюдая за тем, как он играет со своей матерью в Обитании гигантской панды Fujifilm, которое включает в себя две - скоро будет три - открытые парковые зоны и их три - скоро будет четыре - крытые 25-футовые 30-футовые корпуса со стеклянным фасадом, толпы сводятся к болтовне. «Он такой милый!» «Ауууу!». Для Стивенса такая реакция не удивительна. «Панды сохраняют даже во взрослой жизни многие черты человеческих детей», - говорит она, имея в виду круглое лицо и тело животного, высокий лоб и большие, обращенные вперед глаза. «Мы генетически запрограммированы на то, чтобы они были привлекательными». Стивенс, который работал в зоопарке в течение 28 лет с более чем 30 видами, говорит, что «страсть публики к пандам намного превосходит страсть к любому другому животному».
