Берндт Хайнрих - Зима: Секреты выживания растений и животных в самое суровое время года

Де Курси продемонстрировала действие внутренних часов просто, элегантно и неопровержимо. Своей работой она поставила точку в дискуссии о том, есть ли у млекопитающих циркадные часы, и открыла новую область в исследовании клеточных механизмов. Со времен экспериментов Де Курси 1950-х годов о циркадных часах многое стало известно, и эта информация постепенно приобретает все большее значение в медицине. Так, эффективная дозировка многих лекарств сильно зависит от времени приема относительно циркадного ритма пациента. Последние исследования позволили выявить ряд генов, которые стоят за молекулярными механизмами этого явления, а в качестве подопытных здесь теперь чаще всего выступают уже не летяги, а мыши и дрозофилы.

В организме у циркадных часов может быть множество применений. Например, они позволяют впадающим в зимнюю спячку наземным беличьим определять долготу дня, по которой животное узнает о смене времен года. Правильно реагировать на смену времен года очень важно для выживания зимой. На самом деле циркадные часы необходимы всем существам, которые каким-либо образом готовятся к зиме – окукливаются (насекомые), мигрируют (насекомые, птицы, некоторые виды млекопитающих) или залегают в спячку и готовятся физиологически (большинство северных организмов).

Планирующий полет с дерева на дерево – очень эффективный способ перемещения, но переход на ночной образ жизни оборачивается для летяг большими затратами энергии на обогрев. Полет позволяет экономить энергию, но не дает запасать в теле жир, как делают родственники этих животных – лесные сурки и другие наземные беличьи, которые к осени тучнеют. Кроме того, в отличие от наземных беличьих, северные летяги не могут воспользоваться огромными энергетическими выгодами, которые дает оцепенение, потому что у них нет энергетического резерва в виде жировых запасов в теле или кладовых с пищей, а их мех не меняется зимой на более теплый. Похоже, в плане зимнего энергетического баланса многое играет против летяг. Любопытно узнать, какими приспособлениями они компенсируют многочисленные предполагаемые недостатки своего организма для выживания зимой.

Я высматриваю беличьи гнезда, пытаясь выяснить, где ночуют корольки, и привычно стучу по каждому дереву, на котором есть гнездо, чтобы посмотреть, не вылетит ли из укрытия птица. Все гнезда летяг, которые я видел, находились в густых зарослях елей и пихт. Выманить королька мне до сих пор не удалось, но иногда в награду мне из гнезда высовываются одна или две летяги и, спрыгнув, планируют на соседнее дерево. Если учесть, что зимой летяги не меньше половины времени проводят в гнезде, его теплоизоляция должна быть очень важна для энергетического баланса животного. В декабре 2000 года я рассматривал недостроенное гнездо из сетки сухих еловых веточек без выстилки. Оно было зажато между несколькими растущими вверх ветками, и, вероятно, его бросили неоконченным, потому что здесь было слишком мало места. В любом случае по нему было видно, что белка начинает постройку с того, что собирает клубок сухих веточек, а затем уже выстилает гнездо. В том декабре я нашел еще шесть гнезд, которые своим каркасом из мелких сухих палочек напоминали сорочьи, но уже были закончены (одно кто-то разворотил, вытащив выстилку).

Выстилка в разных гнездах была разной. В одном я нашел смесь из мха, лишайника, травы и измельченной березовой коры. Два гнезда были выстланы почти исключительно мелко накрошенной корой березы. В четвертом выстилка практически полностью состояла из мха. В пятом была только измельченная кора туи, а в шестом измельченная кора березы и туи лежала двумя отдельными слоями (в этих лесах часто можно увидеть, что с туи кто-то недавно снимал внешний слой коры – вероятно, белки, хотя медведи тоже ее собирают). Хорошо высушенное, это последнее гнездо размером с футбольный мяч весило 480 граммов, из которых 340 составляла выстилка: в оболочке из плотно утрамбованного лишайника уснеи (в виде «бороды») весом 227 граммов находился слой из 113 граммов мягкой измельченной коры туи. Хороший выбор: северо-западные индейцы измельченную кору туи использовали вместо подгузников для младенцев.

Гнездо летяги под шапкой снега

Даже после сильных ливней гнезда оставались сухими внутри. Обычно зимой они также оказываются изолированы образовавшимся сверху кровом снежных шапок. В каждом гнезде было по два входа, расположенных напротив друг друга. Входы были незаметны. Материал здесь смыкался, как податливый кончик вязаного носка или варежки. Таким образом, по строению все эти гнезда походили на старомодную муфту (и ни в одном из них, как и в семи гнездах красной белки, не было ни следа птичьего помета, так что вряд ли здесь ночевали корольки).

Чтобы примерно понять, какую теплоизоляцию на самом деле обеспечивает гнездо летяги, я разогрел картофелину, призванную имитировать тело животного, и посмотрел, с какой скоростью она будет остывать. При температуре воздуха –13 °C горячая картофелина (температурой 60 °C) в гнезде за 35 минут остыла лишь до 42 °C, а снаружи гнезда за то же время до 15 °C. Мой грубый эксперимент показывает лишь, что гнездо действительно эффективно обеспечивает теплоизоляцию. Конечно, на ветру это было бы еще важнее, а гнездо работало бы еще лучше, если бы было покрыто снегом. К тому же летяга с ее пушистым мехом, обернувшись пышным хвостом, должна терять тепло гораздо медленнее картофелины. А чем медленнее животное остывает, тем меньше энергии ему придется тратить, чтобы дрожать и поддерживать постоянную высокую температуру.

В рассказе Джека Лондона «Костер» герой, новичок на севере, в конце концов погиб, потому что промочил ноги. Он проломил хрупкий лед под толстым изолирующим слоем снега на ручье Хендерсон-Крик. Его костер потух под обвалившимся с елки снегом и не помог ему исправить случившуюся неудачу – или допущенную ошибку. Как ни парадоксально, в теплоизолированном носке, рукавице или беличьем гнезде капелька влаги гораздо опаснее, чем трескучий мороз, поскольку влага сводит теплоизоляцию на нет. Дождь при температуре около 0 °C может оказаться смертельным, а снег при –30 °C – обеспечить комфорт: он не намочит и не испортит теплоизоляцию. Без сухости спасительный утеплитель теряет смысл, и конструкция или расположение гнезда должны решать эту проблему. Я особенно отчетливо понял это, разглядывая зимой гнездо каролинской белки.

Глядя на беличье гнездо (или, как его иногда называют, гайно) высоко в ветвях, можно подумать, что это беспорядочная кучка листьев и веток. Всю осень и зиму я наблюдал такое гнездо в ветках дуба у дорожки к нашему дому. После сильной бури в середине января оно слетело. Изучив гайно, я обнаружил, что его строение подчиняется строгой структуре. Конструкция являла собой образчик функциональности. Внешний слой шарообразного гнезда диаметром 30 сантиметров состоял из веточек красного дуба, на которых до сих пор оставались листья. Следовательно, веточки были скушены с дерева летом. За этой грубой внешней стенкой слоями были выложены расправленные сухие зеленые листья дуба (в одном месте, где я их посчитал, было 26 таких слоев). Листья действовали как водонепроницаемые перекрывающиеся дощечки гонта – внутри гнездо было сухим. За их слоями оказался четырехсантиметровый слой измельченного луба мертвого тополя и ясеня. Мягкая отделка скрывала уютное пустое пространство в 9 сантиметров шириной. Невозможно было представить себе более эффективного в функциональном плане устройства из таких простых обыденных материалов. Впрочем, не все гнезда каролинской белки изготовлены настолько искусно. Многие из тех, что я исследовал, действительно оказались просто кучей обломков, как будто были фальшивкой, чтобы отвлечь хищника и избежать нападения на настоящее гнездо.