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

Гибернация бурундука

Поздней осенью после хорошего урожая клена или если бурундуку удалось найти полную птичью кормушку, тот делает рейс за рейсом, каждый раз нагружаясь до отказа и направляясь в систему тоннелей зимовочной норы, где есть особые камеры-зернохранилища. Запасы очень пригодятся в марте, когда почти везде еще будет лежать глубокий снег. В это время настает сезон спаривания, и самцы бурундука выбираются на поверхность. Новой пищи на снегу пока нет, но по насту легко перемещаться, и те из мелких наземных беличьих, которые осенью сделали больше всего запасов, теперь могут полностью сосредоточиться на своей цели.

Обычно зимой бурундуки мне не встречаются. Они остаются под землей и впадают во временное оцепенение. Но, как показала зима 2000/01 года, когда на всей территории Мэна и Вермонта осенью случился исключительно обильный урожай желудей буковых и семян клена, оцепенение – это лишь один из вариантов поведения, а не что-то обязательное и непреложное. В тот год сахарные клены, красные дубы и буки разом дали небывалое количество семян, притом что до этого много лет вообще не давали урожая. В то же время снег был чрезвычайно глубокий. И все же, несмотря на частые бури, бурундуки всю зиму посещали нашу кормушку.

Остается ли бурундук совершенно активен или впадает в полное оцепенение, зависит от запасов пищи (Panuska, 1959). Но для оцепенения также нужен холодовой раздражитель. Гибернация у бурундука неглубокая, и, если взять животное в руки, оно обязательно проснется (Newman, 1967). При этом интенсивность метаболизма у него за час вырастет в целых 50 раз. В отличие от случаев, когда оцепенение вызвано голодом, например когда животное, для которого спячка нехарактерна, близко к смерти, охлаждение тела у бурундука при гибернации протекает не как пассивный процесс. При температуре воздуха 0 °C бурундуки регулируют температуру тела, но поддерживают ее около 6 °C, а не 37 °C, при которых животное активно. А когда воздух прогревается выше 15 °C, температура тела спящего зверька больше не регулируется, бурундук пассивно согревается и пробуждается (Newman, 1967).

Как мы говорили ранее, северные летяги к зиме не набирают жир, в отличие от бурундуков, и не одеваются в густой теплоизолирующий мех, как красные белки. Также они не делают запасов пищи. Вместо всего этого, чтобы решить энергетическую проблему, они собираются группками и жмутся друг к другу в уютных гнездах. Даже при –5 °C снаружи температура внутри гнезда остается достаточно высокой, чтобы зверькам не нужно было согреваться дрожью.

В отличие от восточноамериканского бурундука, у некоторых видов наземных беличьих в горах и пустынях на западе Америки оцепенение наступает не в ответ на холод. Эти животные впадают в спячку в самое жаркое и сухое время года и остаются в оцепенении всю зиму (Cade, 1963). Это происходит независимо от температуры и наличия или отсутствия пищи и воды. Один из таких видов, золотистый суслик ( Citellus lateralis ), прославился благодаря открытиям, которые, изучая его режим спячки, совершил Кеннет Фишер со своим студентом Эриком Пенгелли. В отличие от восточноамериканского бурундука, подопытное животное Фишера и Пенгелли не делает запасов, а накапливает перед спячкой жир в теле. Съесть нужно так много, времени так мало. Откуда животное знает, когда начинать? Как выяснилось, оно ориентируется по внутреннему календарю.

Фишер и Пенгелли заподозрили, что их суслики живут по внутреннему календарю, когда животные, которых в лаборатории Университета Торонто содержали при постоянных световых и температурных условиях, в октябре прекратили есть и пить и впали в спячку одновременно с теми, кто находился на воле, в естественной среде. В ходе единого эксперимента, длившегося четыре года подряд, у золотистых сусликов в отсутствие каких-либо внешних сигналов продолжал действовать цикл питания, накопления жира и оцепенения. Цикл составлял чуть меньше года, от 324 до 329 дней вместо 365. Цикличность поведения и физиологических процессов сохранялась у животных, которых круглый год содержали в лаборатории как при постоянной температуре 0 °C, так и при 22 °C. При постоянных 30 °C они переставали впадать в спячку, хотя продолжали питаться и накапливать жир согласно годичному циклу, который обычно с ней связан. Эти поразительные результаты подтвердили, что суслики живут по внутренним часам, и по аналогии с уже известным циркадным, или суточным, ритмом, чтобы обозначать годичный цикл, Пенгелли и Фишер придумали термин «цирканный ритм» (от лат. circa – «приблизительно», annum – «год»). Ученые показали, что такие же годичные циклы регулируют миграцию птиц и спячку других видов подземных грызунов. Этот механизм действует не только при подготовке к глубокой спячке, но и при пробуждении. Самый известный пример тому – сурок.

Сурок – крупный представитель наземных беличьих. Голландские поселенцы старой Пенсильвании не то сложили, не то распространили легенду о его удивительно точном внутреннем календаре. На свете есть по крайней мере один сурок, Панксатонский Фил, который с большой пунктуальностью каждый год выбирается из норы 2 февраля (это происходит в Пенсильвании и ровно в тот момент, когда новостные съемочные группы включают телекамеры), чтобы посмотреть, видна ли его тень, и решить, вернуться ли в нору поспать еще две недели или нет.

Выживание сурка действительно зависит от точности режима: ему нужно подстроиться под появление растительных кормов [23] Возможно, в США более выражены конфликты между сурками и фермерами, и на этом основана идея, что сурки «подстраиваются» под созревание овощных культур. Это не так. Сурки (род Marmota ) во всем мире специализируются на поедании верхних сочных частях травянистых растений. И если они и заходят на возделываемые поля, то это скорее редкое явление. Сурки – эволюционно более ранняя форма, чем человек и его земледелие. – Прим. науч. ред. . Когда есть возможность, сурок питается салатом, морковью, горохом, бобами и другими свежесобранными культурами. Природный рацион из сочных частей травянистых растений его устраивает, только если он не может пробраться в огород. В любом случае пища ему доступна всего около трети года. К тому же зелень и овощи плохо хранятся в условиях постоянной влажности под снегом и в подземных норах. Тут запасы быстро превратились бы в плесневелую кашу. Решение проблемы нашли пищухи, или сеноставки, – родственницы кроликов, проживающие в гористой местности, где более ветрено и сухо. Они собирают зелень и сушат ее, затем хранят сено, питаясь им всю зиму. У сурка другая методика. Он превращает зелень не в сено, а в толстые слои телесного жира, и получается это у него благодаря потрясающему аппетиту, появляющемуся по точной программе.