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

«Как отцепить черепаху?» – гадал я, не собираясь позволить этому созданию закончить начатое и утопить утку. Здесь, на мелководье, у меня на это могло уйти несколько часов. Никакого оружия я с собой не захватил, так что решил потихоньку дотащить монстра до берега и там найти палку, чтобы стукнуть его по голове. Может быть, тогда он разожмет челюсти.

Каймановая черепаха

Пока я медленно перемещал пару животных к берегу, черепаха наконец повиновалась и отпустила утку. Теперь у меня в руках осталась птица, по-прежнему неподвижная и совершенно затихшая. Перепонки между пальцами у нее были сильно порваны. Но это заживет. Я подбросил утку в воздух. Она несколько раз крякнула и улетела.

Тем временем черепаха медленно, неповоротливо двигалась по дну в мутной воде туда, где поднялось меньше ила. Я наклонился и схватил ее за длинный хвост. Не знаю зачем. С уткой она провела уже достаточно времени. А со мной, пожалуй, еще нет. Но что с ней делать? Я приподнял черепаху, вытащил ее, но не полностью вынул из воды, что, возможно, было разумно, да и не уверен, что мне бы это удалось. И все же я поднял ее достаточно высоко, чтобы разглядеть бледно-желтую нижнюю сторону толстой шеи и живота. Что было делать? Ничего. Я отпустил животное, оно медленно и неловко двинулось дальше от берега, на глубину. Может быть, я должен был чувствовать себя виноватым, лишив черепаху последней трапезы перед тем, как она полгода будет голодать, спрятавшись в ил.

Год спустя, когда последняя партия детенышей каймановой черепахи выкопалась из гнезда под гравием во дворе моего соседа, чтобы тоже отправиться на зимнюю квартиру в пруду для гибернации, я отловил трех черепашат и поместил в аквариум с мелкой рыбешкой, жуками-вертячками (Gyrinidae), головастиками и одной огромной личинкой хищного жука-плавунца (Dytiscidae). Черепашата на вид были вполне бодрые, но отказывались от всякой пищи. Наоборот, один из них сам стал едой: в первый же день личинка плавунца убила его, вонзив в шею черепахи свои полые жвала и впрыснув пищеварительный сок. Личинка все еще высасывала свою жертву, когда я убрал их из аквариума, а сам аквариум оставил на улице.

К декабрю в аквариуме образовался толстый слой льда. Это не повлияло на рыбок и жуков, которые продолжали двигаться так же проворно, как раньше, но черепахи опустились на дно и казались мертвыми. Я предположил, что для них это нормально. Наконец в конце декабря я забрал аквариум в дом, и, когда удалил остатки льда и вытащил черепах, они по-прежнему казались мертвыми. Однако, как только они разогрелись, вся их бодрость вернулась. Вероятно, они стали меньше (легче), потому что так ничего и не ели с тех пор, как вылупились три месяца назад. Но теперь они оказались ненасытными едоками и только сейчас начали расти.

Гибернация молодой каймановой черепахи

Возможно, детеныши каймановой черепахи начинают есть только после первой зимовки. Тогда они относятся к тем немногим созданиям, чья жизнь в норме начинается с восьмимесячного голодания. При температуре около 0 °C метаболизм у них встает на паузу, что помогает беречь энергию и/или снизить потребность в кислороде. Северные рыбы, наоборот, прибегают к компенсаторным и адаптационным механизмам обмена веществ, которые позволяют им оставаться активными несмотря на низкую температуру, когда их метаболизм должен был бы быть подавлен (обычно активные летом рыбешки у меня в ледяной воде через несколько секунд всплыли брюхом вверх). Чтобы компенсировать похолодание, у рыб активируются новые ферменты (изоферменты), которые выполняют те же функции, что и предыдущий набор ферментов, но действуют при более низкой температуре.

Черепахи и другие обитатели водного мира зимой сталкиваются с проблемой, тесно связанной с нехваткой пищи и энергии, а именно с недостатком кислорода. Все черепахи дышат легкими, но многие виды всю зиму не имеют возможности ни разу глотнуть воздуха, потому что они заперты подо льдом. Изредка мне приходилось видеть, как черепаха медленно проплывает под прозрачной коркой льда, рано схватившего водоем в начале октября или ноября. Самый длинный подводный заплыв в году у нее в этот момент может только начинаться, а может длиться уже месяц. Сколько времени животное способно провести под водой, зависит от того, удается ли ему получать кислород из окружающей среды и как в его тканях накапливается кислородный долг. Если животное дышит атмосферным воздухом , то, чтобы нырнуть на всю зиму, ему нужно избегать активных, да и вообще почти любых нагрузок, и каймановые черепахи отлично с этим справляются.

Первая прозрачная пластина льда, покрывающая водоем, все еще пропускает солнечный свет к подводным растениям, и те продолжают путем фотосинтеза вырабатывать немного кислорода. Кислород, который они выделяют, растворяется в воде и оказывается заперт подо льдом. Позже, когда лед покроется снегом, к растениям будет проникать уже меньше света, и их вегетативные части станут отмирать. Теперь они будут гнить, забирая кислород из воды.

Низкая температура воды для многих организмов благоприятна, потому что холодная вода поглощает и удерживает больше кислорода, чем теплая. Большинство активных водных животных получает кислород из воды через жабры. Жабры есть у водных личинок насекомых – разнокрылых и равнокрылых стрекоз, ручейников, веснянок, поденок, – а также у зимующих головастиков крикливой лягушки, лягушки-быка и некоторых других видов. Но ни у одной из немногочисленных подводных взрослых форм насекомых жабр нет, даже у тех, кто ведет полностью водный образ жизни. Вероятно, дело в том, что эти взрослые формы заселились в воду вторично, и у них остались старые органы дыхания, просто с новыми приспособлениями для жизни в воде. В эволюции за этими насекомыми во взрослом виде закрепилось дыхание воздухом.

Взрослые плавунцы и водные жуки берут воздух с собой под воду. Хищный плавунец Dytiscus, который ловит головастиков и мелких рыб (и чья личинка убила мою каймановую черепаху), несет пузырек воздуха под надкрыльями и может выставить их в воду так, чтобы под них проникал кислород. У некоторых других жуков, водолюбов (Hydrophilidae) и плавающего на спине клопа-гладыша ( Notonecta ), передняя поверхность тела покрыта тонкой пленкой воздуха, отливающей в воде серебром. Как и воздушный пузырек у плавунца, эта пленка связана с сетью трахей насекомого, где движется воздух, и на место кислорода, который насекомое забрало из воздушной пленки на своем теле, пассивно, за счет перепада концентрации поступает кислород из воды. В результате насекомые могут сохранять активность даже подо льдом.