У листопаді 2025 року журнал “Scientific Data”, що належить до видавничої групи “Nature”, опублікував статтю науковців Інституту зоології ім. І.І. Шмальгаузена НАН України і Національного науково-природничого музею НАН України “A high-resolution 3D reconstructed skeleton of the extinct dwarf whale Cetotherium riabinini from Ukraine” («Скелет вимерлого карликового кита Cetotherium riabinini з України: тривимірна реконструкція у високій роздільній здатності»). Про унікальну роботу, результати якої містить ця публікація, пресслужба НАН України розпитала співавторів статті – науковців відділу еволюційної морфології Інституту зоології ім. І.І. Шмальгаузена НАН України: наукового співробітника доктора філософії Світозара Давиденка (автор ідеї й автор-кореспондент статті) і провідного наукового співробітника доктора біологічних наук, професора Павла Гольдіна (автор сучасного опису скелета цетотерія Рябініна, вчитель Світозара).
3D-модель скелета цетотерія Рябініна. Ілюстрація з Facebook-сторінки Світозара Давиденка
– Пане Світозаре, з чого почалися ваші з колегами дослідження, про які йдеться у новій статті? Чим вона цікава?
– 2021 року, ще до повномасштабного вторгнення, у нас з’явилося [завдяки гранту Національного фонду досліджень України] спеціальне обладнання для сканування об’єктів різних розмірних категорій – від дрібних, завбільшки кілька сантиметрів, до, наприклад, повних скелетів великих китів – синього кита чи чогось подібного. Опановуючи обладнання, ми тренувалися сканувати різні об’єкти. Тоді ж уперше відсканували і скелет цетотерія. Він унікальний тим, що є, мабуть, одним із найповніших зразків серед усіх викопних китів: цей скелет має череп, щелепи, кістки кінцівок, майже весь хребет, ребра. Деякі елементи втрачені чи поламані, але загалом його збереженість унікальна. У світі дуже мало таких зразків. І, зокрема, не відомі повні скелети китів родини цетотеріїв, до якої належать карликові види вусатих китів.
– А де зберігаються ці рештки? І де їх знайшли?
– Зараз цетотерій зберігається у Національному науково-природничому музеї НАН України. Ще у 1960-х роках його винесли з фондів і змонтували для експозиції. Там він стоїть і досі. А знайшли ці рештки ще до Другої світової війни, 1930 року, на околицях Миколаєва.
Отже, з використанням спеціального обладнання ми оцифрували скелет цетотерія, створили його 3D-модель і виклали її спрощену версію на сайті Sketchfab [Sketchfab – інтернет-ресурс для зберігання контенту у форматах 3D, віртуальної та доповненої реальності], де чимало наукових установ і музеїв розміщують свої віртуальні колекції. Чому спрощену? Бо сайт має обмеження за розміром завантажуваних файлів.
Але наш 3D-скан – це одна суцільна тривимірна модель, єдина структура, монолітний шматок. Тобто скелет не розділений. Тому згодом у мене виникла ідея окремо візуалізувати кожен хребець, кожну кісточку. Це можна зробити за допомогою 3D-редактора. Щоб відтворити їх, ми робили віртуальні розрізи у місцях сполучення кісток, а ділянки отворів моделювали, спираючись, наприклад, на ілюстрації скелетів споріднених видів.
І тоді ми з Павлом Євгеновичем помітили дещо важливе. Ще до Другої світової війни нашого цетотерія описав дослідник на прізвище Гофштейн, а 2013 року його в сучасному контексті переописав Павло Євгенович, бо знайшли багато додаткових матеріалів, які, зокрема, дали змогу з’ясувати філогенетичні зв’язки цього виду. Спираючись на цю свіжішу публікацію, а також на консультації з Павлом Євгеновичем ми дійшли висновку, що цей скелет у деяких місцях змонтований неправильно: десь хребці поміняно місцями, десь зайві кісточки, а десь, навпаки, чогось не вистачає. Крім того, є набір окремих кісток, які зберігаються у фондах Музею окремо і не входять у цей змонтований скелет, бо їх неможливо до нього припасувати – вони висітимуть у повітрі. Але я вирішив, що варто відсканувати і ці додаткові кістки. А потім усі ці елементи розрізав на окремі складники і склав їх саме в анатомічному порядку. Так, як це має бути в ідеалі, відповідно до сучасних уявлень про анатомію цих китів. І ми подумали, що було б добре ці нові здобутки представити у вигляді публікації – разом з оригінальним сканом нашої моделі. Як частину української спадщини. І повноцінно поділитися цим із науковою спільнотою.
Віртуальна реконструкція передньої кінцівки (ласта) цетотерія Рябініна
Окремі моделі хребців шийного, грудного, поперекового та хвостового відділів хребта цетотерія з реконструйованими суглобовими поверхнями (вигляд cпереду)
Скан черепа до (с) та після (d) віртуальної реставрації; віртуальна 3D-реконструкція повного скелета цетотерія Рябініна (e, f). Ілюстрація: https://www.nature.com/articles/s41597-025-06086-2
– У чому цінність вашої з колегами статті для науки?
– По-перше, вона корисна для подальших біомеханічних досліджень. Тобто завдяки реконструкції окремих кісток буде значно зручніше реконструювати м’язову систему цього кита і так далі, щоб зрозуміти, як він рухався і якими були ступені свободи його хребта. З однієї суцільної структури цього не зрозуміти, а от уже окремі елементи можна обертати у певних анатомічних позиціях і дивитись, наскільки взагалі міг згинатися хребет у тій чи тій площині. Так само і з черепом. Бо про кінетизм черепа вусатих китів уже ніби доволі багато сказано, та подальші дослідження все ще потрібні. Тому що кити – серед небагатьох ссавців, у яких верхня щелепа теж почасти рухлива (така ж конвергенція трапляється у деяких птахів). Для віртуального моделювання цієї рухливості наш скан теж буде корисний. Ми ж опублікували його в дуже різноплановому журналі “Scientific Data”, присвяченому науковим дата-сетам: там публікуються і геноми, й інші набори даних, і фотографії, і моделі. Тепер є і наш результат. І він доступний абсолютно для всіх.
– Чи плануєте зробити щось подібне для інших об’єктів?
– Зараз плануємо розробити методику оцифрування скелетів саме великих китів – синього кита, фінвала тощо. Деякі з них є в тому ж таки Музеї. Наприклад, скелети фінвала і кашалота. Але це дуже специфічна задача, тому що вони бувають змонтовані так, що висять під стелею чи стоять близько до стіни, тож зі сканерами до них просто не підійти. Тому думаємо над тим, як використати для цього невеличкий дрон. Він політає навколо скелетів, пофотографує їх, а ми на основі цих фотографій і методом фотограметрії створимо 3D-модель. Щось подібне у науці вже робилось, але поки що тільки раз: італійські дослідники в такий спосіб цілком успішно оцифрували скелет мамонта.
– А чим Ви займаєтеся крім китів? Я чула, збираєтесь от-от знову вирушати на Південний полюс. [Розмова відбулася 21 листопада, а вже 24 листопада Світозар Давиденко поїхав в експедицію.]
– Спершу два слова про китів. Я вивчаю переважно їхню еволюцію, морфологію, палеонтологію. Загалом – будову тіла китів, передусім кістки, але й також усе, що з ними пов’язане. Наприклад, на основі скелету реконструюю м’язи і розміри тіла загалом. Це дає більше розуміння екології і способу життя викопних форм. А ще досліджую пінгвінів на Українській антарктичній станції «Академік Вернадський». Я куратор програми CEMP – CCAMLR Ecosystem Monitoring Program (CCAMLR – Commission for the Conservation of Antarctic Marine Living Resources) [Програма моніторингу споживанню крилю].
Морда кита-горбаня. Фото з Facebook-сторінки Світозара Давиденка
Субантарктичний пінгвін із пташенятами неподалік Української антарктичної станції «Академік Вернадський». Фото з Facebook-сторінки Світозара Давиденка
Субантарктичні пінгвіни під час сезону гніздування (о. Галіндез, Антарктика)
– Це міжнародний проєкт?
– Так. І він присвячений моніторингу видів, що харчуються крилем: пінгвінів, китів, тюленів різних видів. На станції «Академік Вернадський» і навколишніх островах живуть кілька колоній пінгвінів. Ми щорічно моніторимо їх і подаємо звіт про їхній стан до секретаріату CCAMLR. Таких моніторингових точок, як наша станція, дуже і дуже багато. Вони теж надають свої дані, на основі яких потім регулюється крилева промисловість – секретаріат програми ухвалює рішення щодо дозволів на видобуток криля.
А зараз я збираюсь у коротку сезонну експедицію на українському кораблі «Ноосфера». Виловлюватиму планктон із різних точок за нашим маршрутом. Ці дані потім аналізуватимуть професійні знавці планктону.
Світозар Давиденко під час ХХІХ Української антарктичної експедиції (2024–2025 роки). Фото з Facebook-сторінки Світозара Давиденка
До розмови приєднується учитель Світозара Давиденка і співавтор статті – доктор біологічних наук, професор Павло Гольдін.
– Хочу коротко розповісти, з чим саме ми маємо справу, що це за кит і чому він такий унікальний.
По-перше, кит, скелет якого ми оцифрували, – це цетотерій (а точніше – цетотерій Рябініна), представник найдрібніших в історії Землі вусатих китів цетотеріїв, які за розміром були співставні з дельфінами: довжина їхнього тіла – всього 3 м. Це дуже мало, така довжина відповідає сучасним чорноморським дельфінам афалінам. Станом на сьогодні живих китів такого розміру на Землі не існує взагалі. Найдрібніші сучасні кити – карликові гладкі кити, які, вочевидь, є більш-менш близькими родичами цетотеріїв і живуть у південній півкулі, – мають довжину щонайменше 6 м (у дорослих особин). Тобто 3 м завдовжки нині можуть бути хіба що новонароджені китенятка. Тому оцифрування скелету, яке відкриває шлях до реконструкції тіла і зовнішнього вигляду нашого цетотерія (чим зараз і займається пан Світозар), дає точку відліку для всіх найменших китів, яких більше не існує. Тобто завдяки цьому скелету ми зможемо уявити, як виглядали найменші кити в історії нашої планети. Це дуже важливо, тому що інших таких повних скелетів цетотеріїв немає більше ніде, крім України. Загалом з цієї родини описано близько 20 видів, але жоден із представників цих видів не зберігся в такому повному стані, як наш цетотерій Рябініна. Можна знайти співставних за розміром китів із Південної Америки (Перу) та Північної Америки (Каліфорнії), з Атлантичного й Тихого океанів. Та всі вони представлені фрагментами: або черепом (у кращому разі – цілим), або деякими кістками з хребта чи кінцівок. Але жоден із них не вирізняється таким ступенем збереженості скелету, як цетотерій Рябініна. Тобто це єдиний у світі скелет, з якого можна реконструювати такого кита. І в тому полягає його величезне наукове значення.
Друга площина – це його належність до нашої культурної спадщини. Оскільки це найповніший у світі скелет цетотерія, то він в принципі є нашим національним брендом. Завдяки цій скам’янілості Україна відома або може бути відома в усьому світі. США, наприклад, мають тиранозаврів, Австралія – найдавніші кембрійські відбитки організмів, Канада – так звані сланці Бьорджес, М’янма і Бразилія – бурштини. А чим унікальні ми? Що ми маємо такого, що могли би пред’явити світові? Безумовно, в Україні теж є свій бурштин. Але якщо говорити про хребетних тварин, то це скелет цетотерія Рябініна.
По-третє, має значення й те, що цетотерії як такі описані саме з Чорного моря. І найперший з них – це взагалі один із перших описаних викопних китів: ідеться про цетотерія Ратке, знайденого на березі Керченської протоки. Зберігався він у Керчі. А зараз вивезений до Москви. З китів із роду цетотеріїв відомо лише про два знайдені черепи: один – оцей цетотерій Ратке, який тепер у Москві, а інший – це знайдений у Миколаєві цетотерій Рябініна, який зараз у Києві. Тобто ці кити дуже рідкісні (а їхні черепи ще рідкісніші), й уперше їх описали 200 років тому саме за знахідками з чорноморського регіону.
По-четверте, у цього скелета дуже драматична історія відкриття і вивчення. Кита знайшли 1930 року на тогочасних околицях Миколаєва (зараз це частина території міста). Його викопали, акуратно зібрали і привезли до Києва. Скелет досліджував відомий український геолог і палеонтолог – тоді ще дуже молодий, практично студент – Ілля Давидович Гофштейн. Його життя було довге, а доля – трагічна. Він підготував опис цього кита, потім пішов на війну, а коли повернувся – виявилося, що папери втрачені. Немає ні архіву, ні конкретно цього опису. Гофштейн розумів: знадобиться багато часу, щоб відтворити інформацію. Тому спершу опублікував дуже коротеньку статтю, майже замітку, де вказав, що знайшов і описав новий вид кита, а пізніше відтворить цей опис. Тобто він у науковій періодиці зафіксував факт віднайдення нового виду. У 1950-х роках батька Ілля Давидовича – відомого єврейського поета і письменника Давида Гофштейна – репресували і розстріляли. А сина відправили на заслання, після якого він уже не повернувся до роботи в Музеї. Коли з нього зняли звинувачення, він переїхав на Львівщину, де став фахівцем у галузі нафтової геології, здійснював розвідки, мав учнів. Як науковця, його знають саме за цими дослідженнями на Заході України. До палеонтології хребетних Ілля Гофштейн уже ніколи у житті не повертався. А отже, кит лишився фактично неописаним – лише названим.
Скелет цететорія Рябініна монтують в експозицію Національного науково-природничого музею НАН України. Фото з архіву Музею. Джерело: https://www.nature.com/articles/s41597-025-06086-2
Музей реконструювали, відремонтували, створили нову експозицію, де наш цетотерій постав 1966 чи 1967 року. І отак стояв понад 40 років. На нього дивилися мільйони киян і гостей міста, приходили школярі, студенти, екскурсанти. Рік за роком усі дивилися на цей скелет, не усвідомлюючи, що для науки його фактично не існує – є тільки ім’я, за яким нічого не стоїть. Я вперше побачив цей скелет 2010 року і зрозумів, що це не відома науці істота. Тому згодом переописав його, а переопис опублікував.
Зараз ми беремося до другого етапу його вивчення – на новому рівні: це вже не просто переопис із фотографіями, а високоякісна 3D-модель. З одного боку, вона дасть змогу створювати наукові реконструкції цього кита у багатовимірному просторі. З іншого боку, ми бодай частково зберігаємо цей тривимірний образ як пам’ятку нашої спадщини. Незабаром опублікуємо нові результати своєї роботи. Не перемикайтесь (посміхається), стежте за наступними статтями пана Світозара і його добрих співавторів.
Попередні результати 3D-моделювання зовнішнього вигляду цетотерія Рябініна. Ілюстрація з Facebook-сторінки Світозара Давиденка
Спілкувалася Сніжана Мазуренко