На этой неделе в Nature появились подробности почти детективной истории, которая развернулась в тихом мире классической зоологической систематики и таксономии. Международная группа ученых обнаружила, что слоненок, описанный еще Карлом Линнеем в его Sistema Naturae, не может быть больше синтипом индийского слона и на его место нужно назначить животное, нарисованное Рембрандтом в 1637 году. Чтобы объяснить, что такое синтип и что вообще значит это открытие, придется рассказать о том, какая существует связь между голландским художником, протеомным анализом, кунсткамерой Петра I и биологической систематикой.
Карл Линней — фигура в биологии легендарная. Он не только зафиксировал применение так называемой двойной латинской номенкулатуры для биологических видов, всех этих Homo sapiens и Mus musculus. Он еще и лично определил и описал более десяти тысяч видов. До сих пор подавляющее число известных неспециалистам животных и растений несут в своем полном латинском названии литеру «L.», за которой стоит фамилия шведского ученого.
Линней, как истинное дитя века Разума, не признавал никаких авторитетов помимо собственных глаз. Этот принцип был зафиксирован им в принципах систематики. Чтобы описать новый вид, натуралисту необходимо указать, какой именно образец животного или растения он считает за архетип (или просто тип) данного вида. Если в качестве типичного представителя указывается, например, единственное растение в определенном гербарии определенного музея, то оно считается голотипом данного вида. Если таких растений несколько, каждое из них называют синтипом, они как бы несут «коллективную ответственность». Поначалу указание нескольких синтипов казалось удобным, но, как и следовало ожидать, оно способно было приводить к определенным казусам.
Главным трудом Линнея является Sistema Naturae, книга, в которой ученый с отважностью первооткрывателя собирался собрать все существующие виды животных и растений. Чтобы сделать это, ему нужна была коллекция типов, на которые можно было бы ссылаться. Эту роль для шведского натуралиста выполняла коллекция редкостей короля Адольфа Фредерика, одна из тех кунсткамер, что стали появляться в разных уголках Европы еще до начала эпохи Просвещения.
Линней, безусловно, знал о слонах, и очень хотел включить их в Sistema Naturae. Однако он не мог этого сделать до тех пор, пока ему не удалось приобрести то, что могло бы стать архетипом вида. Поэтому, когда натуралист смог убедить Адольфа Фредерика купить для своей коллекции препарат плода слона, Линней был очень воодушевлен: «Я очень рад, что слоненок прибыл. Хоть его цена и высока, он стоит этого. Он, безусловно, редок, как бриллиант».
Интересно, что если бы история повернулась немного иначе, «бриллиант» линнеевской коллекции мог бы оказаться на другом берегу Финского залива. Дело в том, что его предыдущим владельцем был Альбертус Себа, один из известнейших натуралистов своего времени. В его коллекцию в Амстердаме в 1711 заглядывал сам Петр I и, судя по дневникам, оказался под впечатлением от увиденного. В 1717 году Петр выкупил чуть ли не всю коллекцию Себы, которая и стала основой питерской Кунсткамеры.
Cейчас «бриллиант» коллекции Линнея хранится в Шведском музее естественной истории. К нему, да и к другим линнеевским препаратам за последние 250 лет почти никто не обращался, и они пылились на своих полках. Все изменилось, когда в 1999 году в Стокгольм приехала зоолог из Лондонского музея естественной истории Антея Гентри.
За четверть тысячелетия после Линнея в биологии, скажем так, кое-что изменилось. Но коллекцию Линнея почти никто за это время не проверял, и Гентри небезосновательно надеялась найти в ней ошибки. В 2004 году зоолог выиграла грант на фотодокументацию части коллекции. В том числе она обратила внимание на препарат слоненка, являющийся синтипом Elephas maximus.
Линней при описании вида не делал различия между индийским и африканским слонами. Его вид получил наименование Elephas maximus L., 1758. Однако исследования, проведенные в конце XVIII века, показали, что африканского слона следует выделить в отдельный род, оставив линнеевский вид и род за индийскими слонами. Африканская разновидность получила наименование Loxodonta africana (L. Blumenbach, 1797). Еще сто лет спустя, в 1900 году, из этого вида выделили лесного африканского слона, Loxodonta cyclotis (Paul Matschie, 1900), оставив его в пределах того же африканского рода.
Все эти «почкования» видов привели к необходимости перепроверить исходные линнеевские типы. Но этого, к сожалению, первооткрыватели африканских слонов не делали. Поэтому, когда вопросом занялась Антея Гентри, в систематике возникла щекотливая ситуация: если бы типические образцы индийского слона на самом деле оказались африканскими, то выделение рода необходимо было бы признать неправильным и, по всем правилам систематики, слонов нужно было бы «поменять местами». Именно это и предвкушала британский зоолог, едва увидев препарат из коллекции Линнея.
По сравнению с недавними секвенированием генома денисовского человека или ДНК лошади возрастом в 700 тысяч лет, эта задача кажется сравнительно легкой. Однако, ни у самой Гентри, ни у ее коллег сделать этого не получилось. Тогда она обратилась к Тому Гилберту, эксперту по древней ДНК из Университета Копенгагена. Как ни странно, даже он поначалу не смог прочитать геном заспиртованного слоненка (сложность работы с такой ДНК связывают с действием спирта, но на самом деле этот вопрос еще требует исследования).
В 2009 году, спустя три года после того, как первые эксперименты закончились ничем, к Гилберту пришла новая идея о том, как можно доказать неправильную атрибуцию. К этому моменту получили распространение методы так называемой протеомики, массового изучения белков в клетке. Гилберт поручил своему постдоку, Энрико Капеллини, сравнить протеомы африканского и индийского слона и найти белки, которые отличаются по аминокислотной последовательности. Идея Гилберта заключалась в том, что если в спиртовых препаратах нельзя работать с ДНК, то видовые особенности можно зафиксировать на уровне белков.
Спустя некоторое время Капеллини удалось найти белок (он входит в комплекс гемоглобина), который отличается у двух видов всего одной аминокислотой: если у индийского слона на соответствующем месте присутствует аспартат, то у его африканского собрата там находится глутамат. Вооруженные этим знанием и имея кусочек пищевода линнеевского слоненка, ученые однозначно показали, что догадки Гентри были верны, — препарат принадлежит африканскому слону.
Значит ли это, что названия слонов теперь должны поменяться местами и в энциклопедии пора вносить правки? На самом деле нет, и вот почему. Дело в том, что в качестве типических образцов Линней указал не только препарат из коллекции Себы, но и еще две вещи: кусочек зуба (туманного происхождения) и описание животного другим натуралистом, Джоном Реем. По правилам международной зоологической номенкулатуры, прежде чем начинать разбирательство и менять названия, следует изучить все синтипы вида, то есть, в данном случае, зуб и то животное, что описал Джон Рей. Капеллини, который (как и всякий итальянец) учил в школе латынь, погрузился в чтение дневников этого английского натуралиста.
Джон Рей, родившийся в 1627 году, был на 80 лет старше Линнея. Рей считается одним из наиболее важных английских натуралистов. Среди прочего, он, например, впервые получил муравьиную кислоту путем кипячения красных муравьев и дистилляции испаряющегося вещества.
Летом 1664 года Рей в ходе путешествия по Европе приехал во Флоренцию. Там он увидел скелет и кожу слона, умершего за несколько лет до этого. Рей, как настоящий натуралист, оставил в своих дневниках подробное описание принадлежавшего герцогу Фердинанду II животного. По описанию натуралиста нельзя сказать, был ли это африканский или индийский слон, но Рей заметил, что у скелета некоторые недостающие ребра и грудина заменены деревянными муляжами.
Именно на эту деталь обратил внимание Капеллини, который, по счастливой случайности, учился во Флоренции во время аспирантуры и видел хранящиеся там скелеты. Именно такой слон, среди множества других, имеется в Музее естественной истории города — у него не хватает именно тех костей, на которые обратил внимание Джон Рей.
При анализе флорентийских архивов ученые обнаружили, что скелет принадлежит слону, точнее слонихе, которая умерла 9 ноября 1655 года. Она изображена на рисунке Стефано Делла Белла, где также указана дата гибели животного. Это позволило идентифицировать скелет как принадлежавший цирковой слонихе по кличке Ханскен.
Ханскен не настолько известна, как, скажем, Абул-Абаз, но она по праву заслужила себе место в истории, особенно в истории искусства. Из Цейлона, где она родилась, ее привезла все та же Голландская Вест-Индская компания, от которой Себа впоследствии получил препарат слоненка.
Слоны в Европе в то время были исключительно редки. В Амстердаме это экзотическое животное впервые увидел Рембрандт и запечатлел его в четырех эскизных набросках. Сделанные минимальными средствами, рисунки настолько убедительны, что поражают своей реалистичностью. Неудивительно, что впоследствии они попали в «Историю искусства» Эрнста Гомбриха. На набросках Рембрандта, между прочим, очень хорошо видно, что Ханскен была именно индийской, а не африканской слонихой. В качестве циркового животного Ханскен могла махать флагом, бить в барабан и надевать шляпу. С подобными представлениями она колесила по всей Европе, пока не закончила свои дни во Флоренции.
Статья Энрико Капеллини и еще десятка его соавторов в Zoological Journal of the Linnean Society убедительно показывает, что именно Ханскен следует считать тем архетипическим представителем вида, на который ссылался Линней. Такой апостериорно назначенный «главным» тип называют лектотипом. Ханскен в данном случае в хорошей компании: лектотипом человека, например, в современной систематике является сам Карл Линней.
Изменит ли это необычное открытие что-то в зоологии? Конечно, нет. От того, правильно или неправильно ученые называют животных и растения, сами они не меняются. Скорее это еще один повод напомнить, что иногда стоит перелистывать старые гербарии и пересматривать старые коллекции препаратов. Америку не откроешь, но интересную историю вполне можешь узнать.