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

Новая плотина и хатка, где живет семья, в сечении

Бобры и ондатры – животные с маленькими глазками, они ведут в основном сумеречный образ жизни, и их активностью управляют циркадные ритмы. Человек обычно приступает к дневной активности, когда темнота сменяется светом. Но бобры и ондатры становятся активны, покидая и так темную хатку в ночной тьме или сразу перед ее наступлением. Откуда животные знают, что пора идти? Непосредственная причина в том, что, как и человеку, и летяге, о времени им сообщают циркадные ритмы. Но биологические ритмы, как дешевые часы, рано или поздно расходятся с циклом смены дня и ночи. Чтобы ими пользоваться, их нужно периодически подстраивать по какому-то сигналу, который приведет внутренние часы в соответствие с окружающей средой. Мы выставляем свои биологические часы, ориентируясь по переходу между светлым и темным временем. Без такого сигнала-ориентира внутренний ритм человека постепенно разошелся бы с окружающим миром, и мы не могли бы перестроиться, попадая в другой часовой пояс. Очевидно, зимой бобры порой теряют связь с внешними световыми сигналами и их ритм активности с периодом чуть больше 24 часов переходит в свободный режим. Как летяги в экспериментах Де Курси в полной темноте, животные с каждым днем все сильнее расходятся с реальным временем (Bovet, Oertli, 1974). Иными словами, вероятно, бобры живут как будто в условиях постоянной ночи. Конечно, на практике это не влечет никаких последствий, потому что они в любом случае находятся в безопасном подледном мире, где всегда темно. Здесь режим не важен.

По-видимому, зимний мир ондатры с его постоянной темнотой похож на тот, в котором живут бобры, и она научилась решать те же проблемы, связанные с нехваткой энергии и обогревом. Но ондатры не строят плотин. Два грызуна, которых я наблюдал на рассвете, пользуются водоемом, появившимся благодаря бобрам. Ондатры сооружают хатку, специально приспособленную для зимовки. Я видел перед собой две такие хатки возле зарослей рогоза, и та, что поближе, как чаще всего и бывает, представляла собой конусообразную кучу в полметра высотой, сложенную из скрепленных илом сухих листьев рогоза, который животные достали с неглубокого дна в месте постройки.

В случае сильного холода жилище ондатры – это только часть решения, как показало подробное исследование Роберта Макартура с Отделения зоологии в Манитобском университете. Животные жмутся друг к другу, но, поскольку они весят всего около килограмма, по сравнению с бобрами с их 20–30 килограммами, ондатры теряют тепло легче, и для них важнее сбиваться в кучки. Чтобы удовлетворить потребность в тепле, ондатры стали более терпимы к своим сородичам. В хатке могут собраться не только родственники, и это дает ряд преимуществ. Животные обогревают жилище, жмутся друг к другу (Bazin, MacArthur, 1992), чистят друг друга и, по-видимому, побуждают выходить на поиски пищи (MacArthur, Humphries, Jeske, 1997). Кроме того, физиологические механизмы в большей степени, чем бобрам, позволяют ондатрам получить то, что не дает поведение.

Как и бобры, ондатры не впадают в спячку и поддерживают в теле высокую температуру, соответственно, их интенсивный метаболизм постоянно требует «топлива». Впрочем, в отличие от северных бобров, ондатры не запасают пищу на зиму (не делают этого и бобры на юге). В результате им приходится продолжать искать пропитание. Они едят растения со дна водоема, но в заточении подо льдом у теплокровного, дышащего воздухом животного возникают определенные сложности. В отличие от впадающих в оцепенение черепах, ондатрам нужно вдыхать кислород, причем много, потому что плавание дает большую нагрузку. Кислород они могут получить только в хатке, где его может быть мало, а углекислого газа много, ведь дышать нужно всем обитателям жилища, а газообмен через замерзшие стенки идет медленно.

Ондатры решают проблему с доступом к кислороду так же, как и другие млекопитающие, ныряющие, чтобы добыть пропитание. Но этот механизм у ондатры лучше действует именно зимой (MacArthur, 1984b). В это время ее кровь переносит больше кислорода, потому что в ней становится больше эритроцитов с молекулами гемоглобина, которые связывают кислород. Кроме того, кислород запасается в мышцах, где его связывает особый белок миоглобин. Это миоглобин окрашивает мясо в красный цвет. Благодаря тому что зимой ондатра запасает в теле на 42 % больше кислорода, чем летом (MacArthur, 1984b; 1992a), она может искать пищу под водой дольше и/или на большей площади. Животные также расширяют площадь поиска пищи, строя осенью дополнительные укрытия для питания, похожие на миниатюрные хатки и возвышающиеся над водой примерно на треть метра. Думаю, вторая ондатровая хатка меньшего размера, которую я видел, была как раз таким укрытием. Позже ондатры также могут устраивать «затычки» из растений в тонких трещинах на льду (MacArthur, 1979). Оба вида укрытий животные строят на таком расстоянии от хатки, чтобы можно было доплыть до них, и используют как отверстия для дыхания, подобные тем, что устраивают арктические тюлени. Здесь они могут высунуться, чтобы глотнуть воздуха или покормиться корешками, принесенными со дна водоема. Кроме того, ондатры могут выдыхать пузырьки воздуха, которые застревают подо льдом и позже позволят продлить нырок (MacArthur, 1992b).

Поиски пищи под водой зимой также ограничивает температура. Бобры и ондатры относятся к особой группе животных, способных плавать в ледяной воде благодаря своему исключительному меху, который сохраняет кожу сухой, удерживая около нее слой воздуха. Это отчасти решает проблему, а изолирующий слой воздуха получается за счет густого и тонкого пушистого подшерстка и защищающей его более толстой высокоспециализированной «ости», длинной и лоснящейся (шерсть бобров чуть не навлекла на них полное уничтожение, потому что из нее валяли шляпы).

Лапы и хвост бобра остаются холодными, плотного меха на них нет. В этих частях тела у бобра и ондатры, как и в лапах у королька, кровообращение устроено особым образом, чтобы через них не уходило тепло. Принцип состоит в том, что если держать конечности теплыми затратно и сложно, а необходимости в этом нет, то лучше пойти по экономичному пути и оставить их холодными. И все же, несмотря на все приспособления, призванные сохранять тело горячим, при затяжных погружениях в ледяной воде оно неизбежно стремительно остывает.

Когда ондатра покидает свою хатку и погружается под лед, она не только теряет доступ к атмосферному воздуху, но и тут же начинает охлаждаться. Животное в поисках пищи может иногда всплывать подышать у затычки или платформы для кормления, чтобы восстановить снабжение кислородом, но все равно будет быстро терять тепло. Чаще всего добровольно ондатры ныряют не больше чем на 40 секунд, хотя кислорода им может хватить на несколько минут. В активном состоянии ондатра не позволяет и, вероятно, не может позволить своей температуре в 37 °C (примерно как у человека) опуститься более чем на 2 °C (MacArthur, 1979). Животные выходят из положения, как и в ситуации с нехваткой кислорода, запасая избыток тепла. Зимой (но не летом), прямо перед тем как нырнуть в ледяную воду, ондатра повышает температуру тела в среднем на 1,2 °C (MacArthur, 1979). Вернувшись в хатку, животное дрожит и расходует много энергии, чтобы снова разогреться до 37 °C (MacArthur, 1984b).