Хранилище черепов, беспозвоночные на булавках и семейные хвостатые пары: новосибирские исследователи раскрыли тайны сибирской фауны

Немногие знают, что буквально в самом сердце Новосибирска находятся уникальные коллекции, способные удивить даже искушенных любителей науки. Здесь, в стенах Института систематики и экологии животных СО РАН, хранятся подлинные чудеса природы – полноразмерные скелеты динозавров, подобные экспонатам лучших палеонтологических музеев мира, величественные экземпляры исчезнувших и ныне живущих видов млекопитающих, а также редких насекомых, которых лучше рассматривать под мощным увеличением микроскопа.

Эти сокровища открывают двери юным исследователям ежегодно, в том числе благодаря фестивалю «Наука 0+». Именно здесь школьники становятся свидетелями захватывающих открытий, совершая путешествие в мир естественной истории и биологии. Специально для наших читателей редакция ЧС присоединилась к старшеклассникам из новосибирского лицея № 12, чтобы поделиться своими впечатлениями и показать самые интересные моменты научного путешествия.

Парк неюрского периода

Экскурсия по Институту систематики и экологии животных СО РАН началась с палеонтологической выставки. У самого входа в зал посетителей встречает эффектно оскаливший пасть скелет тарбозавра. Как рассказал старший научный сотрудник лаборатории Филогении и фауногенеза, кандидат биологических наук Дмитрий Тараненко, водился этот устрашающий хищник в Монголии, Казахстане и на юге Сибири 74 миллиона лет назад. Это молодая особь, всего около пяти метров в длину, тогда как взрослые тарбозавры вырастали до 12 метров. Рядом с ним на ветку карабкается другой древний ящер – дейноних. Он жил на Земле 130 миллионов лет назад и был опасным хищником, способным охотиться на более крупных животных. Жертвам, попавшим в лапы дейнониха, не позавидуешь – стоя на одной ноге и балансируя хвостом, он разрывал добычу когтем.

Чуть поодаль от этой парочки расположился скелет другого ископаемого — эстемменозуха. Такие здоровяки длиной до четырех метров водились 270 миллионов лет назад на территории современного Пермского края и были вполне миролюбивы – питались водной и прибрежной растительностью. Под скелетом ученые разместили изображение того, как мог бы выглядеть эстемменозух. «Внешний облик, который мы видим на изображении, является реконструкцией, приближенной к оригиналу. Однако цвет, окраска этих животных остаются предметом фантазии автора, так как на данный момент у нас нет методов, способных определить их истинный окрас», – объясняет Дмитрий Евгеньевич.

Зато эволюция особенно ярко проявилась в их зубной системе. У динозавров зубы могли быть разного размера, но это не указывает на их назначение. Форма зубов ясно показывает их задачи. У некоторых уже хорошо выделялись резцы, клыки и щечные зубы. Резцы были плоскими и острыми, чтобы срезать пищу. Клыки удерживали добычу, а щечные зубы пережевывали и перетирали её.

Выяснилось, что все три скелета динозавров – реплики оригинальных скелетов. Институт заказал их в Москве специально для зоологического музея. Скелеты выполнены в натуральную величину и с такой точностью, что их невозможно отличить от настоящих.

В другой части выставочного зала представлены только подлинные экспонаты. Например, бивень мамонта из Новосибирска, найденный в долине реки 2-я Ельцовка. К каждой кости прикреплена бирка с описанием: вид животного, место, время и обстоятельства находки. Например, одна из увесистых костей принадлежала овцебыку, который жил в Тюменской области. Об этом как раз и «повествует» бирка на экспонате.

Многие не знают, что десятки тысяч лет назад по Сибири, включая Западную, бродили и шерстистые носороги. В музее есть их крупные останки, найденные в сибирских регионах. Здесь же череп носорога, только без его важной части, которую мы привыкли видеть на картинках. «Рогов на черепе нет, потому что это не кость, а роговые выросты кожи, как волосы или ногти, которые быстро разлагаются», – ответил школьникам Дмитрий Тараненко на вопрос о том, куда мог исчезнуть рог с головы древнего животного. Ученый продемонстрировал обширную коллекцию черепов крупных млекопитающих: лосей, кабанов, лошадей, верблюдов и архаров. Он объяснил, что такие большие выборки необходимы для проведения исследований и сравнительного анализа. А останки представителей одного вида позволяют изучать географическую или возрастную изменчивость, так как изменчивость и наследуемость признаков являются ключевыми для понимания эволюции.

От легендарных мастеров маскировки до загадочных кровососов

Большая часть экспозиции ИСиЭЖ СО РАН посвящена различным насекомым. Тут и знаменитый мастер маскировки – палочник. О многообразии бабочек Сибири рассказывает целый стенд. Здесь наглядно демонстрируется, как существенно могут различаться самка и самец бабочки одного вида, как сильно по воле природы или человека может меняться ареал насекомых и так далее.

Некоторые насекомые поражают своими размерами. Школьников, пришедших на экскурсию, заинтересовал огромный жук с большими крыльями – жук-носорог, или как еще его называют – «дупляк». Кажется, что еще чуть-чуть и он взлетит на уже расплавленных и приготовленных к полету крыльях. Но здесь у него другая миссия – вместе со своими собратьями продемонстрировать направления адаптивной эволюции.

«Какое самое большое насекомое можно встретить в Новосибирской области?» – задал свой первый вопрос лицеист и победитель олимпиады по биологии Фёдор Малюга. Как ответил старший научный сотрудник лаборатории Филогении и фауногенеза кандидат биологических наук Роман Дудко, на этот вопрос нельзя однозначно ответить – своего «великана» можно выделить в каждой группе. «Пройтись по отрядам и выбрать самого крупного представителя – самый удобный способ, потому что сравнивать их сложно. Самое большое насекомое, к примеру, по размаху крыльев – это стрекоза. Из них самые крупные – коромысло. Так называют семейство крупных стрекоз из подотряда разнокрылых, – рассказывает Роман Юрьевич. – Из бабочек самой крупной, вероятно, является голубая орденская лента. Это ночная бабочка, которая в августе часто залетает даже в город и может случайно попасть в окно. Среди жуков в регионе можно увидеть два самых крупных вида. Это большой водолюб и жук-носорог. Последний иногда встречается и в городе. В этом году их наблюдали чаще, чем обычно».

Дальше последовали другие вопросы от лицеистов. Роман Юрьевич подробно остановился на кровососущих двукрылых – комарах, мошках, слепнях, мухах.

Особенно поразил рассказал ученого о необычных насекомых, которые вынуждены пожертвовать частью своего крохотного тельца для того, чтобы иметь возможность напиться крови, – кровососках.  При попадании на тело жертвы (оленя, медведя, лося, кабана или человека) они тут же сбрасывают свои крылья. Они нужны кровососке только для короткого перелета с травы или ветки, где она поджидает свою жертву, на тело «хозяина». «В прошлом году наблюдался небывалый рост численности кровососок. Вероятно, это связано с мягкой зимой. Обычно эти насекомые активизируются осенью, но в тот год они неожиданно появились летом и распространились по различным регионам. Особенно много их было отмечено на Алтае, а также в Новосибирской области», – отметил ученый и перевел внимание любопытствующих гостей института на другой вид насекомых.

В углу выставочного зала, в небольшом террариуме, притаились тараканы. Среди них были как крупные, так и мелкие особи. Ученый, сопровождавший экскурсию, с улыбкой объявил, что посетители могут взять насекомых в руки, если захотят. Это предложение вызвало интерес у немногих, те, кто решился, действовали с осторожностью, но выбирали самых крупных – блаберусов. Эти насекомые обитают во влажных тропических лесах Южной и Центральной Америки, где они играют важную роль в экосистеме, разлагая органические вещества и участвуя в круговороте питательных веществ. Однако некоторые виды блаберусов завоевали популярность среди разводчиков и стали любимыми домашними питомцами в Сибири.

За кулисами энтомологии

На столе у Романа Юрьевича на аккуратных кусочках пенопласта тоже блаберусы, но уже подготовленные к экспонированию.  «Этот процесс полон тонкостей и нюансов, особенно когда речь идет о сохранении редких представителей фауны, – рассказывает ученый. – Большинство экспонатов современных музеев представляют собой уникальные экземпляры, собранные в природных условиях. Методы сборки материала также различны и зависят от конкретной группы животных. Например, дневных бабочек ловят сачком, а ночных привлекают искусственным источником света». Затем наступает этап умерщвления образца, который выполняется несколькими методами. Один из них — использование спирта, другой – замаривание в парах химических веществ. «У каждого метода есть свои плюсы и минусы. Чаще всего для замаривания, к примеру, жуков применяют этилацетат (этиловый эфир уксусной кислоты). Жуков можно держать в парах эфира сутки и более, если холодно. Эти вещества отлично размягчают мышцы насекомых», – уточняет Роман Юрьевич. После этого можно сразу приступить к расправлению насекомого или временно разместить его на специальных ватных матрасиках с подложкой из картона. Так их будет удобнее изучать под бинокуляром. И ученый продемонстрировал аккуратно уложенных жужелиц на ватном матрасике.

Удивительно, но, оказывается, на берегу реки можно сделать научное открытие. Крутые склоны хранят летопись реки. В их серо-голубых слоях можно найти остатки жуков – надкрылья, преднеспинки и другие части тела. Ученые промывают пробы на ситах, удаляя породу. Затем они обнаруживают крошечные улики из прошлого и восстанавливают ход событий. В лаборатории энтомолога можно увидеть несколько таких приспособлений с ячейками разных размеров. И не только. В арсенале научных сотрудников есть множество других необычных предметов, которые помогают изучать животных – от бинокулярной лупы и электронного микроскопа до энтомологической булавки.

Сам Роман Дудко в этом году собрал порядка двух тысяч различных «шестилапых» и не только. При этом, как считает энтомолог, экспедиции – это самое интересное в работе исследователей. Ученый может рассказать множество увлекательных историй. Например, однажды заведующая отделом природы Кемеровского областного краеведческого музея, биолог Наталья Демиденко привезла в Институт систематики и экологии животных СО РАН уникальные образцы из заповедника Кузнецкого Алатау. В этих сборах ученые обнаружили новый вид жужелиц – мельчайшего жучка, которого можно было разглядеть только в лупу. Этот вид получил название «бегунчик Демиденко».

«И попался такой жучок, он немножечко не целый, – показывает Роман Юрьевич части маленького жучка. – В общем, с тех пор уже лет 30 прошло, так он по одному экземпляру и известен. В этой истории можно было бы точку поставить, но есть у нее неожиданное продолжение. Мы начали исследовать останки жуков, которые жили тысячи лет назад, в Новой Суртайке на реке Иша. Там мы обнаружили материал, датируемый примерно 23 тысячами лет назад. В одной из проб нашли множество бегунков Демиденко, что указывает на их обычное присутствие в ледниковый период».

Кто прячется в шкафах зоологического музея Сибири?

Конечной остановкой путешествия по Институту систематики и экологии животных СО РАН стала научная коллекция млекопитающих. Здесь научный сотрудник лаборатории Экологии сообществ позвоночных животных Наталья Лопатина рассказала о зверях, обитающих на территории Сибири – от бурозубки до лесного хорька, а также показала чучела и черепа разных животных. Наталью Васильевну можно смело назвать академиком в мире грызунов.

Это помещение – лишь часть уникальной научной установки «Сибирский зоологический музей ИСиЭЖ СО РАН», фонды которого включают более 13 миллионов единиц хранения по 600 семействам и 26 тысячам видов. Основная часть коллекции ориентирована не на обывателя, а на ученых-биологов. Для ее хранения были созданы специальные шкафы с выдвижными полочками, на которых расположились специальные коробки. В них хранятся тушки мелких животных, засушенные насекомые и многое другое. Все это систематизировано, подписано и представляет бесценный материал для исследователей.

Все внутри расположено по географии, видовому составу и по таксономическому положению. Многие виды собраны большими сериями экземпляров из самых разных частей их ареалов, что обеспечивает наличие репрезентативных выборок для их анализа. «Это такие интересные зверьки отряда насекомоядных млекопитающих, которые живут в небольших реках, – вынула из коробки чучело одного из мохнатых зверков Наталья Васильевна. – Это выхухоль. Представленный экземпляр был собран в 1933 году. На тушке четко видны особенности строения лап с перепонками, уплощенный хвост и структура шерсти, приспособленная к жизни в водной среде. Также хорошо заметны удлиненная мордочка с хоботком и когтистые передние лапы. Эти животные ведут водный образ жизни, питаясь моллюсками, рыбой и другими водными обитателями».

Дальше она поочередно доставала из коробок грызунов и интересовалась у школьников, знают ли они их названия, и подробно рассказала о каждом. В основном угадать животное не составляло труда, но были и такие, которых школьники узнали с трудом. «Перед нами представители фауны, обитающие в приарктической зоне. В частности, это сибирские лемминги, – подсказывает ребятам научный сотрудник, – которые были привезены сюда с Таймыра. Вот так хранится череп одного из этих животных. Обратите внимание на его своеобразную форму, которая делает его особенно интересным».

В музее представлены уникальные экспонаты, охватывающие множество групп животных. Среди млекопитающих можно увидеть череп среднеазиатского, или туранского, тигра – подвида тигра, который уже не существует в природе. Ещё недавно эти величественные кошки обитали в Центральной Азии, включая Таджикистан. Благодаря музеям такие уникальные экземпляры сохраняются для потомков.

«Взглянув на череп рыси, сразу становится ясно, что это кошка. У них отлично развиты глаза, короткий нос и длинные клыки. Этот сустав, соединяющий нижнюю челюсть с черепом, который мы видели на черепе волка, также присутствует у рыси. Нижняя челюсть двигается лишь в одной плоскости, – продолжает экскурсию ученый. – У лисы, напротив, узкая мордочка, позволяющая ей проникать в норки мышей. Острые зубы и вытянутая мордочка делают её приспособленной к охоте. Изучая череп млекопитающего, можно определить его рацион, образ жизни и развитые органы чувств. По черепу можно восстановить внешний облик животного. Таким образом, происходит реконструкция древних животных. По аналогии с современными, можно восстановить облик вымерших видов».

Тайны тушканчиков и семейные ценности полевок

У Натальи Лопатиной множество увлекательных историй, которыми она с радостью делится с гостями ИСиЭЖ СО РАН. Одна из них – трогательная история о том, как под её заботливым крылом оказался маленький тушканчик. В сентябре, когда осенний холод уже давал о себе знать, а мелкий дождик моросил с серого неба, Наталья Васильевна с коллегами ловили грызунов конусами. Среди находок оказались мокрые пищухи, которые, подобно зайцам и другим грызунам, не переносят переохлаждения и, к сожалению, погибли. Однако среди мертвых животных оказались и тушканчики, которые выглядели безжизненными.

Исследователи собрали тушканчиков в полиэтиленовые мешочки, чтобы убрать с них паразитов. Когда дело дошло до этих маленьких зверьков, Наталья Васильевна взяла одного и начала разминать его, готовя к измерениям. Вдруг тушканчик пошевелил лапкой. Удивленная Наталья начала его отогревать, и тот ожил. Второй тушканчик тоже вернулся к жизни. Научный сотрудник посадила одного из зверьков в мешочек и положила за пазуху, чтобы согреть. Когда она открыла мешочек, тушканчик неожиданно прыгнул. «У этих животных три развитых пальца для прыжков и два дополнительных, которые не касаются земли. Тушканчик двигается на вертикальных подушечках, словно балерина, что делает его прыжки грациозными и забавными», – рассказывает Наталья Васильевна. Тогда она решила оставить тушканчика у себя и всю зиму ухаживала за ним: кормила, наблюдала за его поведением и даже показывала на экскурсиях детям, когда тот бодрствовал. Обычно эти грызуны активны ночью, могут скакать по клетке всю ночь.

«А тут у нас поселились хангайские полевки, – указала Наталья Васильевна на большой террариум с двумя похожими на мышек зверьками. Обратите внимание на их семейную организацию: они моногамны, формируют постоянные пары и совместно воспитывают потомство. В дикой природе, если бы сейчас у них были детеныши, вся семья находилась бы вместе в одном гнезде. У них отсутствует внутривидовая агрессия среди молодняка, что способствует сохранению социальных связей. Эти животные имеют сравнительно большую продолжительность жизни (в условиях вивария – до пяти лет). Их половое созревание наступает позже, чем у многих родственных видов, что отражается на репродуктивной стратегии и продолжительности детства».

Сейчас хангайские полевки в главном корпусе ИСиЭЖ СО РАН находятся временно – для участия в фестивале науки. Обычно они проживают в виварии, где проводятся исследования особенностей их размножения. Раньше считалось, что осенние отловы позволяли поймать беременных самок, родившихся в этом же году, однако оказалось, что даже если полевки родились весной, они остаются незрелыми до следующего года.

В рамках фестиваля «Наука 0+» Институт систематики и экологии животных представил экспозиции и на выставке в ДК имени Октябрьской революции. До 13 декабря Сибирский зоологический музей еще несколько раз распахнет свои двери для новосибирцев. А 11 декабря в Новосибирской областной детской библиотеке для школьников 7-11 классов научный сотрудник института Галина Азаркина расскажет про удивительный камуфляж у пауков. Как говорят ученые, подобные экспозиции и мероприятия вдохновляют юных исследователей на новые открытия.

Фотографии Константина Кутузова