Любая, пусть и скудная, зелень на горных склонах не замедлит привлечь туда любителей ею лакомиться. Но такие животные-альпинисты должны быть обязательно защищены от холода. На склонах Кении листья лобелии ощипывают даманы - родичи слонов, хотя размерами они могут потягаться разве что с кроликами. Шерсть у них заметно длиннее, чем у даманов, обитающих внизу. Шиншиллы, аналогия даманов в Андах, похожи на них и величиной, и общим обликом, и повадками, и выбором корма, но не только не состоят с ними в близком родстве, а вообще принадлежат к грызунам - совсем другому отряду. Они обзавелись таким густым и шелковистым мехом, какого трудно сыскать где-нибудь еще в мире. Викунья, также обитающая в Андах, дикая родственница верблюда, дает великолепнейшую шерсть, которая так хорошо защищает ее от холода, что ей угрожает опасность перегрева, когда она движется особенно активно. Поэтому в густой тонкой шерсти на внутренней стороне ее ног есть небольшие залысинки. Страдая от жары, животное становится так, чтобы эти участки почти голой кожи овевались воздухом и побыстрее остывали. В холодную погоду оно принимает позу, при которой залысинки прижимаются друг к другу, и прогалины в волосяном покрове исчезают.
Но сохранять тепло можно не только с помощью густой шерсти или меха. Большую роль тут играет соотношение частей тела. Тонкие длинные конечности охлаждаются легче, а потому у горных животных ноги, как правило, относительно короткие. И уши у них обычно бывают сравнительно небольшими. Лучше всего удерживает тепло шарообразное тело, и чем более округлым становится туловище животного, тем легче ему сохранять тепло. Играют роль и размеры. Тепло мы теряем, излучая его поверхностью тела. Чем меньше поверхность относительно общего объема тела, тем надежнее оно сохраняет свое тепло. Иными словами, большой шар остывает медленнее маленького. В результате особи того или иного вида, обитающие в холодном климате, в среднем крупнее, чем те, что живут в более теплых областях Земли. Например, пума водится в обеих Америках, начиная от Аляски и Скалистых гор на севере и по Андам до лесов Амазонки - на юге. Так вот: пумы равнинных областей выглядят карликами по сравнению со своими горными сородичами.
Если вы захотите поглядеть на викуний и шиншилл в Центральных Андах у экватора, до вечных снегов вам придется подниматься от уровня моря километров пять. Но если вы отправитесь по Андам к югу, граница эта будет постепенно снижаться, и в Патагонии, у южного окончания континента, вы увидите вечные снега на высоте нескольких сотен метров, а также ледники, сползающие прямо в океан.
Причина весьма проста. На экваторе солнечные лучи льются на поверхность Земли вертикально, но из-за ее выпуклости, чем ближе к полюсам, тем более косыми они становятся. Таким образом, количество тепла, достающееся одному квадратному метру плоской поверхности у экватора, дальше к югу распределяется по гораздо большей площади. Да и сами лучи ближе к полюсам греют все меньше, поскольку входят в земную атмосферу под косым углом и проделывают сквозь нее заметно более длинный путь, утрачивая значительную часть своей энергии к тому времени, когда достигают поверхности. А потому морское побережье Антарктиды ни холодом, ни пустынностью не уступает высочайшим вершинам экваториальных Анд.
Обитателям Антарктики приходится приспосабливаться не только к самым лютым холодам, но и к длительному царству ночи. Поскольку земная ось несколько наклонена по отношению к солнцу, за годовой период обращения Земли вокруг него полярные области претерпевают кардинальные сезонные изменения. В начале лета день заметно удлиняется, и довольно скоро солнце вообще перестает заходить, оставаясь в небе двадцать четыре часа в сутки. Но эта блестящая медаль имеет свою оборотную сторону: в конце лета дни столь же заметно укорачиваются, и в зимние месяцы неделями длится непроглядная ночь.
Среди немногих организмов, способных приспособиться к столь тяжелым условиям, мы снова встречаем лишайники, и они прямо-таки благоденствуют. На антарктических скалах их растет свыше четырехсот видов. Одни напоминают кусочки плоской кожи, другие - корочки, третьи - свернувшуюся трубочкой кору. Цвет их чаще всего черный, и они, подобно снежным насекомым, поглощают максимум тепла из скудных солнечных дней. Многие образуют мохнатые клубки ветвящихся волос - щетинистых или несколько сходных с тонкими резинками. В этих миниатюрных чащах обитают популяции крохотных живых существ: по ветвям медленно движутся, объедая их, ногохвостки и полчища мошек, с булавочную головку каждая. На них охотятся другие, чуть более подвижные хищные мошки: хватают челюстями, утаскивают и съедают заживо. Обитают в соседстве с лишайниками и мхи, по большей части способные выдерживать недели превращения в сплошные куски льда. И совсем уж фантастическая водоросль, проникающая через глубокие трещины в недра скал и обитающая там, используя свет, который просачивается сквозь прозрачные минералы. И всего два цветковых растения - чахлая трава да еще гвоздичка. Этих растений слишком мало, чтобы они могли служить кормом для сколько-нибудь крупных животных. И обитатели берегов и ледяных полей Антарктиды поддерживают жизнь прямо или опосредованно за счет растений не на суше, а в море.
Воды Южного океана теплее омываемой им суши, поскольку они находятся в постоянном движении между Антарктидой и лежащими к северу от нее умеренными климатическими зонами. Соленость понижает точку их замерзания на градус-другой по сравнению с пресной водой. Холодная же вода содержит больше растворенного кислорода, чем теплая, а потому антарктические моря богаты фитопланктоном - плавучими микроскопическими водорослями, - которым питаются несметные полчища морских рачков (криля), а те в свою очередь вместе с разными рыбешками служат пищей большим антарктическим животным - тюленям, южным морским котикам и пингвинам. Однако добывать этот корм они должны в море и потому нуждаются в совсем иной защите от холода, чем сухопутные животные. Вода поглощает больше тепла и проводит его лучше, чем воздух, вот почему пловец замерзает быстрее, чем пешеход. Воздух, делающий шерсть менее холодопроницаемой, в воде утрачивает это свойство.
Южный морской котик в значительной мере сохранил волосяной покров своих четвероногих предков, некогда живших на суше. Покров этот такой густой и теплый, что люди издавна облюбовали его для своих меховых шуб. Шелковистый подшерсток, придающий ему изумительную мягкость, состоит из таких тонких волосков, что они удерживают воздух, даже когда животное находится в воде. Но стоило бы котику нырнуть поглубже, как под давлением воды воздух настолько сжался бы, что вовсе перестал бы предохранять животное от холода. Вот почему южные морские котики в поисках корма редко ныряют глубоко.
Тюлени гораздо лучше экипированы против холода. Их относительно небольшой волосяной покров защищает кожу от ссадин и других повреждений; к тому же в море он удерживает пленку воды, и она, словно костюм для подводного плавания, до некоторой степени снижает потерю тепла. Кроме того, тюленей предохраняет толстый слой подкожного жира. У южного котика этот жир расположен отдельными участками и служит запасом питания. У тюленей же жировой покров одевает все тело и сохраняет теплоизолирующие свойства, как бы глубоко они не ныряли.
Тюлень Уэдделла постоянно ныряет на глубину до трехсот метров и более, оставаясь под водой до четверти часа. Там, в темноте, он преследует рыбу, пользуясь эхолокацией, - испускает высокий писк и определяет местонахождение рыбы по отраженному звуку. Ни одно другое млекопитающее не обитает так далеко к югу, как он, и его не страшат льды, сковывающие антарктические моря зимой. Он дышит либо воздухом, скопившимся подо льдом, либо через лунки в ледяных полях, края которых постоянно обгрызает, чтобы их не затянуло льдом. Тюлень-крабоед, наиболее многочисленный из антарктических тюленей, питается только крилем, и его специализированные многовершинные зубы, смыкаясь, образуют решетку, которая задерживает рачков, но позволяет выбросить лишнюю воду. Морской леопард, достигающий в длину до трех с половиной метров, относительно тонок, гибок и большой хищник: он питается рыбой, крилем, молодняком тюленей других видов, а при случае и пингвинами.
Крупнее их всех южный морской слон. Это поистине великан, весящий до четырех тонн. Когда разъяренный самец вздыбливается перед вами на пляже, он оказывается вдвое выше вас. Названием он обязан не только своими размерами, но и хоботоподобному мешку на конце носа, который он способен раздувать в огромный пузырь. Ныряет морской слон на большие глубины и охотится там на кальмаров. Подкожный жировой слой у него рекордной толщины. Каждый год происходит линька. Для того чтобы отросли новые волосы, пусть короткие и относительно негустые, кожа требует усиленного кровоснабжения, поэтому кровеносные сосуды прорастают сквозь жировой слой. Он перестает быть сплошным, кровь циркулирует под самой поверхностью тела, и такое ухудшение теплоизоляции вынуждает животных покидать воду. Каких-нибудь несколько месяцев назад на этих галечных пляжах самцы свирепо дрались друг с другом из-за самок, теперь же они забывают былую вражду и в илистых ложбинах забираются на спины соседям, чтобы согреться, все в лохмотьях сходящего меха.
Антарктические птицы, как, впрочем, и все другие, хорошо защищены от холода: ведь в воздухе лучшего изоляционного материала, чем перья, найти трудно. Однако на ногах у большинства птиц перья отсутствуют, и чайки, небрежно опускающиеся на айсберги, словно бы рискуют потерять значительную часть бесценного тепла своего тела через голые лапы. Однако артерия, несущая кровь ноге, пальцев не достигает, разветвляясь несколько выше на сеть капилляров, обвивающих вену, которая возвращает кровь в тело из нижней части ноги. Тепло артериальной крови до того, как излучиться в окружающий воздух, передается холодной венозной крови, возвращается с ней в тело и таким образом сохраняется, а остуженная артериальная кровь продолжает свой путь к пальцам. Иными словами, ноги представляют собой как бы два независимых органа с пониженной температурой, и их относительно простые движения осуществляются благодаря физиологическим процессам, приспособленным к холоду.
Наиболее типичные птицы Антарктики, нередко превращаемые в символ ледяного юга, - разумеется, пингвины. На самом же деле, как свидетельствуют палеонтологические находки, семейство это хотя и возникло в Южном полушарии, но в заметно более теплой его части. Да и теперь некоторые виды пингвинов обитают в не таких уж холодных водах, омывающих юг Африки и Австралии. А один вид живет просто на экваторе - на Галапагосских островах. Пингвины великолепно приспособились к существованию в воде. Их крылья преобразовались в ласты, которыми они гребут, передвигаясь с редкой быстротой. Их лапы служат отличными рулями и помещаются именно там, где могут выполнять эту функцию наиболее эффективно, - на самом конце тела. Вот почему на суше для этих птиц характерна вертикальная поза. Плавание в любых широтах требует хорошей теплоизоляции, и пингвинам ее обеспечивают перья, изменившиеся особым образом. Они стали очень узенькими и длинными, а кончики их повернуты к телу. Стержень не только несет обычное опахало, но у основания покрыт пучочками пуха, которые соединяются с соседними в единый плотный слой, практически непроницаемый ни для ветра, ни для воды. Ни одна другая птица не может похвастать таким сплошным перьевым покровом. У большинства пингвинов он спускается до самых лап, а небольшие пингвины Адели (один из двух видов, обитающих в самой Антарктиде) носят перья даже на крепких коротких клювах. Под укрытой таким образом кожей лежит жировой слой. Теплоизоляция пингвинов настолько безупречна, что им, как и викуньям, угрожает возможность перегрева. Чтобы избежать такой опасности, пингвины взъерошивают перья и поднимают крылья-ласты, увеличивая излучающую тепло площадь поверхности тела.
Столь эффективная способность сохранять тепло позволила пингвинам освоить воды южных морей почти повсюду, и в некоторых местах численность их достигает поистине астрономических цифр. На острове Завадского в группе Южных Сандвичевых островов - маленьком вулканическом утесе всего шести километров в поперечнике - гнездится 14 миллионов пар антарктических пингвинов. Они невелики - примерно по колено взрослому человеку. Когда в Антарктику приходит лето, они выбираются на сушу. Огромные валы швыряют их о скалы с такой свирепостью, что, кажется, от них должны остаться одни клочья, но они словно обладают упругостью резиновых мячей. Стоит волне отхлынуть, как птицы, целые и невредимые, бодро направляются за линию прибоя. Отойдя от берега, они выскребают в вулканическом пепле небольшие ямки, которые выстилают камешками, пронзительно крича и яростно ссорясь из-за них с соседями. В эти убогие гнезда самка откладывает два яйца. Насиживает самец, а самка отправляется в море кормиться. Если, как случается не так уж редко, пара угнездилась в овражке, где вулканический пепел лишь тонким слоем прикрывает толщу льда, при насиживании лед от тепла подтаивает, вода стекает, и мало-помалу самец, к своему изумлению, обнаруживает, что вместе с будущим потомством опустился в довольно глубокую дыру. Когда птенцы появляются на свет, родители кормят их по очереди. Растут они не по дням, а по часам и к исходу коротенького антарктического лета уже полностью оперяются, отлично плавают и сами добывают себе корм.
Наиболее крупный из пингвинов - императорский. Человеку он достает до пояса и весит до 16 килограммов, то есть принадлежит к самым большим и самым тяжелым морским птицам. Не исключено, что последнее явилось следствием приспособления к лютым морозам, поскольку императорский пингвин обитает и размножается на берегах самой Антарктиды, и из всех животных только он способен переносить зимние холода этого континента. Однако большие размеры, хотя, бесспорно, и способствуют сохранению тепла в теле, причиняют птицам немало трудностей. Птенцы не способны сами находить себе корм, пока не достигнут полного развития и не обзаведутся оперением, позволяющим плавать в море. Но чем крупнее пингвин, тем больше требуется времени его птенцам на развитие в яйце и на взросление. Нескольких недель антарктического лета птенцам императорского пингвина для этого хватить не может, хотя для птенцов антарктического и других мелких пингвинов их достаточно. Императорский пингвин вышел из положения, выработав биологическое расписание, прямо противоположное тому, которого придерживается подавляющее большинство пернатых. Вместо того чтобы откладывать яйца весной, а потомство выращивать в наиболее теплые летние месяцы, когда корма много, императорские пингвины вступают в период размножения в начале зимы.
Лето они проводят в море, усердно нагуливая жир. В марте, за несколько недель до наступления долгой зимней ночи, взрослые птицы выбираются на береговой припай. Он уже простирается на значительное расстояние от материка, и пингвины совершают многокилометровые пешие переходы на юг к местам традиционных гнездовий у побережья. В темном апреле и мае происходит ритуальное ухаживание, завершающееся спариванием. Супружеская пара не претендует на собственный гнездовой участок и не сооружает никакого гнезда, потому что под ними - морской лед, а вокруг нет ни растений, ни камней, чтобы устлать гнездовую ямку. Самка откладывает одно-единственное яйцо, крупное, богатое желтком, но его необходимо немедленно поднять со льда, прежде чем оно успеет замерзнуть. И самка подкатывает его нижней стороной клюва к себе на лапы, прикрывая особой складкой на нижней стороне брюха. Почти сразу же к ней подходит ее супруг и, проделывая сложный ритуал - венец и завершение брачного периода, - принимает от нее яйцо на собственные лапы и заталкивает под собственную, покрытую густыми перьями складку. На этом семейные обязанности самки кончаются. Она уходит сквозь густеющий ночной сумрак назад, к концу припая, где может хотя бы находить себе корм. Но за эти месяцы зима полностью вступила в свои права, припай сильно вырос, и самкам приходится прошагать до полутораста километров, прежде чем они доберутся до открытой воды.
Тем временем самец продолжает стоять столбиком, старательно удерживая драгоценное яйцо на лапах под теплой складкой. Он почти все время сохраняет полную неподвижность и только иногда нарушает ее, перебираясь поближе к другим насиживающим самцам, чтобы хоть немного согревать друг друга, да поворачиваясь спиной к воющему ветру и летящему снегу. Он бережет энергию и не тратит ее на ненужные движения и лишние церемонии. Когда он только-только явился сюда с моря, толстый слой жира под кожей составлял почти половину всей его массы. Но он уже израсходовал часть этого запаса на ритуалы ухаживания. Оставшегося должно хватить еще на два месяца, пока длится насиживание.
Но вот через шестьдесят суток из яйца появляется птенец. Его организм еще не способен вырабатывать собственное тепло, и малыш остается на лапах отца под все той же согревающей складкой. Трудно поверить, но самец умудряется что-то срыгивать, чтобы накормить новорожденного. И тут с невообразимой пунктуальностью возвращается самка. Она успела порядком растолстеть. Гнезда помнить она не может, так как гнезда у них не было. К тому же в любом случае самец успел намного отдалиться от места их расставания, и тем не менее она его разыскивает, испуская призывный зов и распознавая какие-то индивидуальные особенности в его ответном крике. Едва пара воссоединяется, как самка спешит накормить птенца срыгнутой полупереваренной рыбой. Это воссоединение решает судьбу птенца. Если бы, скажем, самка стала жертвой морского леопарда и не вернулась, птенец через день - два погиб бы от голода. Даже опоздай она на сутки, то, возможно, не успела бы спасти его. Жизнь в нем угасла бы прежде, чем матери удалось подкрепить его силы.
Самец, стоически голодавший несколько недель, теперь может наконец позаботиться и о себе. Оставив птенца на попечение супруги, он торопится к морю. Он отчаянно исхудал, потерял до трети своего нормального веса, но, если ему удается достичь открытой воды, он мигом ныряет в море и начинает отъедаться. Отпуск его длится две недели. После чего, набив желудок и зоб рыбой, он отправляется в долгий путь назад, к птенцу.
Малыш тем временем пробавлялся только рыбой, которую принесла мать, да кое-какими соками из ее желудка, а потому доставленные отцом припасы приходятся как нельзя кстати. Он все еще носит свой птенцовый наряд из серых пушистых перышек. Птенцы стоят тесной кучей, и все же родители сразу находят своего по голосу. Оставшееся зимнее время родители по очереди отправляются к морю и возвращаются с кормом для птенца. Но вот горизонт начинает все больше светлеть, температура пусть немного, но поднимается, и морской лед покрывается трещинами. Разводья открываются все ближе и ближе к детским. Затем какое-то из них оказывается в пределах досягаемости птенцов. Они всем скопом направляются вперевалку к воде, ныряют - и сразу же оказываются превосходными пловцами. К ним присоединяются взрослые птицы, и начинается общий пир. Ведь в их распоряжении для полного восстановления жирового слоя есть каких-то два месяца, после чего весь цикл начинается сначала.