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

Физиологическая реакция ондатры говорит о том, что ее тело готовится к нырку в холодную воду, но можно ли сказать, что животные по-настоящему планируют что-то наперед? Может быть, но тогда это касается и пятнистых ос, которых я упоминал в связи с их теплоизолированными бумажными гнездами. Несколько лет назад я предпринял смелую – или, может быть, безрассудную – операцию, в ходе которой измерял у ос температуру тела: я хватал вылетающих из гнезда насекомых и протыкал их электронным термометром. Мои эксперименты показали, что, прежде чем вылететь из гнезда при низкой температуре воздуха (2 °C), осы дрожат и разогреваются до 39 °C. Вылетая в теплый день при 22 °C, они разогревались всего до 35 °C (а при атаке до 41 °C). Получается, оса не глупее ондатры (или наоборот). Впрочем, подозреваю, температура тела для любого животного слишком важна и слишком сильно требует постоянного внимания, чтобы можно было полагаться на одни только умственные способности и с их помощью последовательно обеспечивать правильные реакции.

Осенью, когда птицы улетели, я часто слышу похожие на птичий щебет звуки, которые доносятся из леса, особенно если выдалось несколько теплых дней. Я много раз пытался аккуратно подкрасться и узнать, кто издает эти звуки, но до сих пор мне мало что удалось выяснить, кроме того, что это существо прячется на земле или возле нее. Всякий раз, как я подбирался так близко, что чуть не наступал на источник звука, тот затихал, и я так ничего и не увидел.

Я наткнулся на один отрывок у знаменитого американского писателя-натуралиста Джона Берроуза, которому, по-видимому, удалось выследить источник похожих звуков. В последний день декабря 1884 года, когда было необычно тепло, настолько, что пчелы вылетали из ульев, Берроуз гулял в лесу в своем родном штате Нью-Йорк и остановился в тени тсуги. Из-под влажных листьев на земле перед ним раздавался звук, похожий на лягушачий. Точно определив, откуда идет звук, он разворошил листья и нашел лесную лягушку. «Выходит, – заключил Берроуз, – это было место ее зимовки – она готовилась провести зиму, прикрывшись влажными слипшимися листьями, единственным, что будет отделять ее от морозного воздуха» (теперь уже многое известно о том, как именно земноводные переживают зиму, но никто по-прежнему не знает, почему некоторые из тех земноводных, что в брачный сезон, исключительно весной, когда сходит лед, устраивают громкие хоры, иногда поодиночке кричат и осенью).

Было известно, что земноводные, особенно жабы, закапываются в грунт, чтобы спастись от мороза. Садоводы, включая вашего покорного слугу, часто находят их, перекапывая землю осенью. Некоторые жабы уходят довольно глубоко, как выяснили Джон Тестер и Уолтер Брекенридж, два биолога из Музея естественной истории в Университете Миннесоты в Миннеаполисе, изучая дакотскую жабу ( Bufo hemiophrys ) в прерии Уобан на северо-западе Миннесоты. Эта область известна чрезвычайно холодными зимами. Жизнь жабы связана с водой во многочисленных ямках, при этом животные отходят от воды на 20–35 метров, чтобы закопаться на время гибернации в норе мешотчатого прыгуна. За три года два исследователя собрали из 8 нор 7483 жабы, снабдили их радиоактивными метками (тантал-182 активностью 100 микрокюри) и периодически отслеживали местонахождение животных с помощью сцинтилляционного счетчика, оставаясь над поверхностью земли. Исследование показало, что жабы роют землю даже в период гибернации и в течение зимы уходят все глубже. Они закапываются на 120 сантиметров и больше, все время оказываясь чуть ниже уровня промерзания грунта, который постоянно опускается. Жабы прекращают копать и останавливаются при температуре 1–2 °C выше нуля, что также соответствует их температуре тела.

Берроуз рассудил, что его лесная лягушка, конечно, закопалась бы в землю, как жаба, если бы ожидала суровой зимы. Но, поскольку она оставалась на поверхности земли, которая вскоре должна была замерзнуть, Берроуз решил, что будущая зима должна быть мягкой. Однако зима выдалась суровой: на реке Гудзон неподалеку лед был толще полуметра, и даже в марте, когда Берроуз вернулся снова осмотреть лягушку на место ее зимовки под листьями, стоял лютый мороз.

Лесная лягушка ( Rana sylvatica )

Слой листьев промерз и затвердел. Берроуз приподнял их и нашел лягушку «такой же свежей и невредимой, как осенью», хотя земля под ней «затвердела от мороза, как камень». Натуралист написал: «Этот случай заставил меня убедиться в двух вещах: что лягушки знают о грядущей погоде не больше нас и что на зиму они не уходят в землю так глубоко, как считалось раньше». Берроуз наверняка еще прочнее уверился бы в том, что лягушки не умеют предсказывать погоду, если бы ему попалась замороженная особь. По его словам, лягушка, которую он нашел на замерзшей земле, «моргнула и кивнула головой», когда он к ней прикоснулся.

Теперь перенесемся почти на сто лет вперед, к Уильяму Шмиду, специалисту по сравнительной физиологии из Университета Миннесоты в Миннеаполисе. Шмид ранее изучал толерантность лягушек к обезвоживанию, и, как и Берроуз, сделал «серендипное» открытие – по счастливой случайности нашел зимой лесную лягушку в неглубоком укрытии под листьями. Но находка Шмида вскоре перевернула принятые представления главным образом благодаря его второму наблюдению: взяв животное в руки, он заметил, что оно не делает того, что обычно делают лягушки в руках у человека, а именно не моргает. Похоже, лягушка была заморожена.

Поскольку ранее Шмид выяснил, что разные виды лягушек достаточно хорошо приспособлены к выживанию каждый в своей особой среде обитания, ученый усомнился, что найденное им животное совершило смертельную ошибку и недостаточно глубоко закопалось или выбрало плохое место, чтобы зимовать. Он доверился интуиции, которая подсказывала ему, что замороженная лягушка все еще может быть жива, и так появилось ставшее теперь классическим исследование выживания лягушек на холоде. Шмид опубликовал работу в престижном журнале Science под скромным названием «Выживание лягушки при низкой температуре» (Survival of Frogs in Low Temperatures). Насколько мне известно, в этой статье толерантность к заморозке впервые была описана как стратегия выживания зимой у позвоночных животных. Вероятно, Берроуз не поверил своим глазам, когда увидел, что лягушка моргает под замерзшей листвой, сидя на затвердевшей от мороза почве. Судя по его описанию, он нашел лягушку в таких условиях, что она тоже должна была замерзнуть. Для большинства животных заморозка – это верная смерть.