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

С учетом высокого темпа размножения насекомых представляется вероятным, что те немногие данаиды монархи, которых полет привел на время нехватки пищи в «охлаждаемое хранилище», получили в процессе естественного отбора огромное преимущество перед теми, кто остался на жаре в местах, где пищи мало, и исчерпал запасы энергии. Просеивая выживших, эволюция определила, где популяции проводить зиму. В соответствующих обстоятельствах такое обобщение должно быть применимо и к другим животным, в том числе богонгским бабочкам Agrotis infusa и летучим мышам.

В Австралии Agrotis infusa тоже мигрируют в прохладные горные области, где собираются большими группами (и где когда-то они служили важным источником пищи австралийским аборигенам). Эти бабочки мигрируют по тому же принципу, что и данаиды монархи: они сохраняют запасы жира на время долгой неподвижности, но при этом улетают не от холода, а от жары .

Летучие мыши – замечательный пример животных, которые избегают и низкой, и высокой температуры. Как и данаиды, и гоминиды, это тропические животные. Те из них, что живут на севере, – «белые вороны» (как Danaus plexippus в семействе данаид и Homo sapiens среди гоминид). Подобно людям, летучие мыши научились жить в северных широтах не потому, что толерантны к замерзанию, а потому, что умеют его избегать. Многие из них мигрируют, как данаида монарх, но при этом у рукокрылых гораздо больше свободы в выборе места назначения.

Обычно с миграцией ассоциируется движение с севера на юг, но она может протекать в любом направлении. Так, славки-черноголовки из Центральной Европы традиционно мигрировали зимой на юг, в Африку. Но за несколько десятилетий часть популяции птиц в результате естественного отбора стала летать с востока на запад и зимовать в Великобритании, где климат мягче и появились кормушки. Похожим образом северные летучие мыши многих видов тоже мигрируют туда, где можно поддерживать энергетический баланс. Но они достигают этого баланса без пищи. Как и данаиды монархи, они перемещаются в условия «охлаждаемого хранилища», где можно и сохранить запасы жира, и не бояться замерзнуть. Для многих рукокрылых таким местом оказались пещеры.

Если пищи не будет несколько месяцев, подойдет не любая пещера. Температура в ней должна быть не ниже 0 °C, иначе летучие мыши рискуют замерзнуть насмерть или растратить всю энергию на дрожание, пытаясь этого избежать. В то же время, если снаружи нечего есть, температура не должна быть высокой, потому что иначе даже в состоянии покоя метаболизм в конце концов исчерпает запасы жира. В целом каждые 10 °C, на которые повышается температура тела, удваивают скорость метаболизма (то есть скорость расходования энергии) в состоянии покоя.

На юге некоторые популяции летучих мышей мигрируют на север, где температура в пещерах (и самая низкая возможная температура тела) будет достаточно низкой, чтобы продолжительное время оставаться в оцепенении (McNab, 1974). Мало кто из рукокрылых может впасть в спячку при температуре в пещере выше 14 °C. Исключение составляют очень мелкие летучие мыши, которые не собираются в группки и таким образом повышают свою способность охлаждаться.

Летучая мышь летом отдыхает на листе

Впервые залетая в пещеру, летучая мышь не знает заранее, будет ли температура здесь подходящей, чтобы сохранить хоть сколько-то энергии до конца зимы, как и данаида монарх не может активно выбрать конкретное место в горах, где ее энергия к весне окажется правильным образом сбалансирована. Однако, если в конце концов животное выживет, значит, условия все же были подходящими – энергетический баланс оказался удачным, – и успешно перезимовавшие летучие мыши, скорее всего, вернутся на это же место следующей зимой. Они всегда так делают. Зимовка летучих мышей связана не только с действием естественного отбора – также проходят отбор пещеры, которые могут стать их постоянным пристанищем. Популяции летучих мышей никогда не образуются в пещерах, которые не подходят для зимовки. И наоборот, образовавшаяся популяция редеет, если условия портятся.

Летучие мыши живут долго и учатся на опыте, год за годом возвращаясь в пещеры, которые оказались надежными, возможно, на протяжении веков. Мало что могло изменить устойчивые условия в традиционно используемых ими укрытиях, пока не пришел человек. Неудивительно, что, когда люди стали тревожить летучих мышей в пещерах, это существенным образом повлияло на снижение численности некоторых видов. Мерлин Таттл из Публичного музея Милуоки исследовал связь между уменьшением популяции и проникновением людей в пещеры на примере вида Myotis grisescens , который находится под угрозой вымирания.

Как и другие рукокрылые, Myotis grisescens пользуются ограниченным набором пещер. Они собираются в группы плотностью более 1800 особей на квадратный метр, а размер популяции в пещере можно оценить, измерив покрытую мышами площадь потолка. Колонии этого вида встречаются менее чем в 5 % всех пещер, а люди сюда заходят в основном в целях спелеологии и вандализма, в том числе спровоцированного органами здравоохранения, которым случалось поджигать полную летучих мышей пещеру, потому что поступило ложное сообщение о бешенстве. В двух пещерах в Алабаме и Теннесси, куда люди вторгались больше всего, исчезло 90 % летучих мышей, а в пяти редко посещаемых пещерах популяция осталась стабильной.

Чтобы остановить иногда катастрофическое снижение популяции, стали перестраивать входы в пещеры, желая ограничить проникновение туда людей или сделать его невозможным. Но по иронии судьбы эти действия, совершенные с добрыми намерениями, принесли неоднозначный результат: некоторые популяции восстановились, но в других случаях – из-за того, что вход в пещеру оборудовали неправильно, – гибла целая колония. Возможные причины описаны на примере находящихся под угрозой исчезновения индианских ночниц ( Myotis sodalist ). Самка индианской ночницы живет почти 15 лет, самец чуть меньше (Humphrey, Cope, 1977). Размножаются они медленно. Самка приносит первого детеныша в возрасте двух лет и после этого рождает по одному детенышу в год.

Летом летучие мыши этого вида расселяются по большей части восточных штатов, но около 85 % популяции зимует всего в семи пещерах, а половина популяции занимает лишь две из них. С тех пор как в 1973 году этот вид стал охраняться законом, популяция индианской ночницы к 1980–1981 годам снизилась примерно на 28 % и еще на 36 % за следующие десять лет. Четверо ученых из четырех разных музеев провели исследование (Richter et al., 1993), которое показало, что загадочное сокращение числа летучих мышей вызвано перестройкой входов в пещеры. Например, с начала 1960-х, когда переоборудовали входы, до начала 1990-х популяция летучих мышей в пещере Хандрид-Доум в Кентукки упала от 100 000 до 50 особей. После постройки каменной стены, которая ограничила вход в Виандотскую пещеру в Индиане, популяция здесь сократилась от 15 000 до 1400 особей к 1957 году, за 25 лет. От 1000 до 2000 летучих мышей по-прежнему зимовали в этой пещере до 1977 года, когда стену убрали. Популяция тут же стала восстанавливаться, пока через 15 лет не достигла почти исходной численности. В конце концов ученые пришли к выводу, что перестройка входа в первую очередь ограничила воздушный поток и в пещере стало теплее. В Хандрид-Доум, где численность ночниц упала особенно резко, температура повысилась от 4–6 до 11 °C. В результате летучие мыши, которые обычно проводят спячку при 4–8 °C, недостаточно охлаждались.