Много загадок хранит в себе природа, много еще неразгаданного и необъяснимого в ней. И все же, с ходом времени, в результате наблюдений и экспериментов человечеству удалось дать ответ на некоторые из них.
Например, почему медведь зимой спит и все ли виды этих животных впадают в спячку? Как в условиях абсолютной бескормицы животному удается сберечь жизнедеятельность организма на прежнем уровне и продолжить активно охотиться после длительного голодания? Почему бурые медведи впадают в зимний сон, а их белые сородичи – нет? На эти и другие вопросы даст ответы данная статья.
Почему медведь зимой спит
Как известно, бурые медведи относятся к достаточно крупным животным. Поэтому, чтобы прокормиться, им необходимо приличное количество пищи. И хотя они всеядны, в зимний период времени растительная часть рациона исчезает, а выжить только благодаря поеданию прочей живности – птиц, мелких млекопитающих, яиц, падали, насекомых, рыбы - достаточно сложно. Да и найти зимой лягушек, муравьев, слизней невозможно, а охотиться на зайцев и кабанов – проблематично, поскольку они попросту убегают от косолапого, который под собственным весом проваливается в снег и не способен быстро двигаться.
Примечание: Именно из-за невозможности полноценно питаться эти хищники впадают в спячку. Под спячкой понимают период замедления процессов жизнедеятельности во время малодоступности пищи, когда животное не может сохранять активность и прежний уровень метаболизма.
Характерными признаками зимней спячки называют: снижение температуры тела, замедление работы дыхательной системы и сердца, торможение нервной деятельности. Так, во время зимнего сна температура тела у бурого мишки понижается с 37-38 до 31-34 градусов, а его метаболические процессы замедляются. Однако этот сон не является очень крепким, ведь при малейшей опасности животное просыпается и может выходить из берлоги (рисунок 1).
Впадению в спячку предшествуют появление вялости, замедленности движений, снижение аппетита животного. В таком состоянии зверь не испражняется и не мочится, ведь все отходы жизнедеятельности перерабатываются в белки, необходимые для поддержания процессов жизнедеятельности. Продолжительность зимнего сна может составлять от 2,5 до 6 месяцев в зависимости от погодных условий и количества накопленных животным полезных веществ.
Спячка заканчивается весной с появлением первой травы. При этом медведи покидают свои убежища в разные сроки: первыми выходят взрослые самцы, потом – молодые особи. Самки с детенышами покидают берлоги в последнюю очередь – в апреле-мае. Это связано с тем, что самка приводит потомство в январе-феврале, поэтому с приходом весны детеныши еще слишком малы, чтобы выпускать их во внешнюю среду, полную опасностей. Уже сначала осени животные начинают усиленно питаться, подбирая ягоды и фрукты, поедая насекомых и овес. Таким способом они накапливают подкожный жир, столь необходимый им для зимней спячки, а у самок – еще и для выкармливания малышей.
Особенности спячки медведей зимой
Пища, потребляемая животными, является источником энергии, за счет которой они существуют. Поэтому, чем активнее образ жизни, тем в большем количестве энергии нуждается организм, тем больше пищи следует потреблять. Поэтому, при недостаточном количестве корма появляется необходимость снизить интенсивность всех обменных процессов, что можно достичь, пребывая в состоянии покоя (рисунок 2).
Примечание: Именно по этой причине медведи впадают в зимний сон, когда растительная пища, что составляет 80% их рациона, исчезает.
Тем не менее, даже во время спячки животное может просыпаться в случае опасности и проявлять достаточную активность. Это объясняется тем, что расходы энергии во время зимнего сна минимальны, а клетки получают ее ровно столько, сколько необходимо для поддержания жизнедеятельности организма. Запасы жира и гликогена, накопленные за активный период года, расходуются постепенно, поэтому их хватает до наступления весны. И напротив, животное, недостаточно запасшееся жиром, имеет гораздо меньше шансов проспать до весны. Голодный зверь выходит из берлоги раньше времени и бродит в поисках пищи, оставаясь агрессивным и опасным для человека. Медведь-шатун может нападать на собак или домашнюю скотину, ищет еду на свалках или попрошайничает у людей, выходя на автомобильные дороги.
Кроме жира и гликогена, еще одним источником энергии является кислород. Во время зимнего сна организм малоактивен, его ткани нуждаются в небольшом количестве кислорода и питательных веществ, поэтому кровь, которая их переносит, двигается гораздо медленнее, частота сокращений сердца уменьшается, частота дыхания значительно снижается, соответственно, затраты энергии сокращаются. И хотя после зимней спячки зверь может потерять до половины массы собственного тела, он все же находит силы выйти из берлоги и начать активную жизнедеятельность даже после 3-месячной голодовки.
Наблюдая за животными в берлоге, ученым удалось узнать, что хищники не сосут лапы, как принято считать, а облизывают их, чтобы унять зуд, который возникает в результате смены кожного покрова на подушечках конечностей. Таким образом, впадение в зимнюю спячку – это заложенный генетически защитный механизм, позволяющий организму медведя приспособиться к недостатку питательных ресурсов.
Как медведь зимой спит в берлоге
В теплой и безопасной берлоге медведь может проспать всю зиму. Чаще всего животное располагается на боку, свернувшись клубком, иногда – на спине, реже – в положении сидя, опустив голову между лап. Самцы и молодые половозрелые особи спят поодиночке, а самки, у которых есть детеныши-сеголетки, укладываются вместе с ними (рисунок 3).
Примечание: В отличие от других животных, которые во время зимней спячки цепенеют и не подают признаков жизни, температура тела понижается незначительно, всего на 3-5 градусов, их сердце бьется ритмично, хотя и сбавляет свой темп, а дыхание становится несколько реже. Поэтому зверь легко пробуждается от зимнего сна в случае тревоги, а нередко и сам покидает берлогу при длительных оттепелях, возвращаясь в нее при ощутимом похолодании.
Если температура в берлоге становится очень низкой, дремлющее животное просыпается, зарывается поглубже и снова засыпает. Во время зимнего сна организм животного не выводит продуктов жизнедеятельности, а повторно перерабатывает их в полезные белки и воду.
Понадобилась не одна тысяча лет естественного отбора, чтобы сформировалась такая сложная система приспособлений животного к суровым климатическим условиям. Зимняя спячка бурого медведя обычно продолжается около четырех месяцев (со второй половины ноября по первую половину апреля), что зависит от погодных условий, возраста и здоровья животного.
Почему белые медведи не спят зимой
Бурый и белый медведи, произошедшие от общих предков всего 150 тысяч лет назад, и нередко скрещивающиеся в дикой природе, разительно отличаются повадками и способом жизни. Так, бурый мишка в холодное время года впадает в состояние зимнего сна, а вот его белый собрат почти не спит зимой. Он дремлет более чутко и непродолжительно, обычно в весенне-зимний период. Исключение составляют только беременные или выкармливающие новорожденных малышей самки.
Особенности такого поведения объясняются тем, что рацион белого медведя состоит, в основном, из мяса тюленей и рыбы, которые доступны почти круглый год, даже во время зимних холодов, когда он имеет возможность охотиться на них по крепкому льду. Хищники выхватывают тюленей из лунок, сквозь которые те дышат, или же хватают нерп на льду во время отдыха. К концу лета, когда лед почти полностью тает, медведю становится сложнее охотиться, поскольку добыча легко уплывает от него или убегает по суше. Тогда животному приходится довольствоваться тушами мертвых китов или моржей, найденных на берегу, а иногда и вовсе голодать.
Примечание: В такие периоды временного голодания животные как бы «спят на ходу». Иными словами, их организм имеет все признаки спячки. Так, концентрация мочевины в их крови резко падает, что у бурого медведя вызывает вялость, сонливость и потерю аппетита.
Белый же медведь в спячку не впадает, а при наличии пищи способен поднять концентрацию мочевины до нормального уровня:
- Организм белого мишки использует мочевину для синтеза аминокислот и белков плазмы крови, которые обеспечивают поддержание необходимого уровня обмена веществ в организме.
- Чем ниже содержание мочевины, тем реже ее необходимо выводить, а значит, потребность в утолении жажды также снижается, что в условиях недостатки кормов энергетически оправдано, ведь для того, чтобы получить воду из снега в условиях Арктики, необходимо много энергии для его согревания. Поэтому, как только появляется лед, белый медведь выходит на охоту, ведь от нее зависит благополучие животного в будущем году.
- Самкам, выхаживающим малышей, приходится зимовать в берлоге. Это связано с тем, что детеныши белого подвида рождаются совсем маленькими, слепыми и беспомощными. Их тело покрыто не шерстью, а коротким пушком, который неспособен защитить животное от северных холодов.
- Белые медведицы обустраивают берлоги на берегу, в снежных заносах, а в случае недостаточного количества снега – даже в норе, вырытой в мерзлом грунте.
- Обычно самки залегают в берлогу тогда, когда охота становится проблематичной из-за таянья льда.
До рождения малышей они, преимущественно, спят. Детеныши (обычно двое) появляются на свет, как правило, в ноябре-январе и остаются в берлоге до весны. Находящаяся вместе с ними самка находится в состоянии зимнего сна, то есть, не ест, не пьет, и не испражняется, выкармливая при этом потомство молоком (рисунок 4). Все эти процессы возможны благодаря тому, что сразу после спаривания, которое происходит в апреле-мае, беременные самки начинают усиленно питаться, чтобы накопить необходимый запас питательных веществ. Нередко медведицам удается повысить массу своего тела на 200 килограмм, при этом развитие зародышей приостанавливается на ранней стадии и возобновляется только осенью, ближе ко времени залегания самки в берлогу, что зависит от нескольких факторов, например, погодных условий или темпов накопления животным питательных веществ. Интересным также является тот факт, что за период зимнего сна медведице удается не только выкормить малышей, но и не потерять массы костей и мышц, ведь во время спячки расходуются только жировые отложения. Из всего выше описанного выходит, что именно белые медведи более всего приспособлены к зимнему сну.
