Зимой Арктика пустынна. Все, кто могли, давно мигрировали к югу и пережидают там самые холодные и голодные месяцы. Оставшиеся проводят зимние месяцы под сугробами. Среди них ждущая малышей белая медведица: она нашла партнера еще в апреле—мае, но развитие зародышей задержалось до осени, чтобы потомство появилось в тишине снежной пещеры.
Эта «запланированная» беременность завершается к январю; медвежата рождаются куда мельче человеческих малышей — весом около полукилограмма. Но молоко матери, состоящее из жира почти на треть, позволяет им не замерзать и расти. Медвежата выберутся из берлоги только в марте, уже набравшие несколько килограммов и готовые отправиться с матерью на свою первую охоту.
ЗООСПРАВКА
Белый медведь
Ursus maritimus
Класс — млекопитающие
Отряд — хищные
Семейство — медвежьи
Крупнейшие сухопутные хищники на Земле, достигающие веса 500 кг и длины 2,5 м. Населяют приполярные области всего Северного полушария. Живут на плавучих и прибрежных льдах и кочуют, следуя за сезонными изменениями их границы.
Из-за труднодоступности мест обитания дать точную оценку численности белых медведей тяжело. По данным Международного союза охраны природы на 2015 год, их оставалось от 22 000 до 31 000. Из-за активной охоты и браконьерства белые медведи оказались занесены в Красную книгу, хотя сегодня главной угрозой их жизни стало глобальное потепление и вызванное им таяние арктических льдов.
Зима
Способности медведицы спать весь холодный сезон остается лишь позавидовать: для нас это было бы слишком опасно. Выбравшись из-под снега примерно после 130 дней сна, она потеряет не только внушительные запасы жира, но и около 20% мышечной массы.
Мускулы и кости человека за этот срок деградировали бы настолько, что он не смог бы передвигаться. В отличие от нас медведи способны «упражняться» во сне, поддерживая тонус мышц. Наблюдая за животными с помощью тепловизоров, ученые заметили, что отдельные участки тела у них периодически нагреваются, и это указывает на изометрическое напряжение мускулов.
Для защиты костей от деминерализации паращитовидная железа полярных медведей синтезирует особенно активную форму гормона, замедляющего этот процесс. Сердце бьется в несколько раз реже нормы, а кровоток ослабевает настолько, что человеку это грозило бы патологией предсердий и нарушением снабжения тканей. Однако похоже, что клетки медведей лучше наших переносят дефицит кислорода, а для защиты сердца организм вырабатывает кардиопротекторы.
Долгие месяцы медведица не ест, почти не двигается и, как настоящая принцесса, не ходит в туалет. Большинству млекопитающих такое недоступно в принципе: один из основных побочных продуктов белкового обмена, мочевина, токсична для организма, поэтому ее и приходится выводить с водой.
Но кишечная микрофлора медведей способна быстро перерабатывать мочевину, заодно производя нужные им аминокислоты. Это позволяет не расходовать бесценную энергию на то, чтобы добывать питьевую воду, растапливая снег собственным теплом. Пока белая медведица остается в спячке, ей хватит воды, которая образуется в процессе утилизации жировых запасов.
ФИЗИОЛОГИЯ
Глубже сна
Спящие медведи замедляют дыхание и сердцебиение, но температура их тела остается в пределах нормы. В отличие от медведей, некоторые животные способны сильно ее понижать. Такая истинная спячка встречается у летучих мышей, приматов и, конечно, грызунов — пожалуй, главных «сонь» среди млекопитающих.
По сути, она противоположна обычной реакции на понижение температуры воздуха. Вместо того чтобы направить усилия на обогрев тела, животные замедляют метаболизм, дыхание и кровоток.
Как правило, спячка — это метод экономии, позволяющий пережить холод, нехватку воды и пищи. Обитатели засушливых регионов впадают в летнюю спячку, эстивацию. Зимняя спячка северных животных, гибернация, известна намного шире. А колибри и другие крошечные существа с быстрым метаболизмом, которые не продержатся даже короткое время без пищи или при ночной пониженной температуре, переживают спячку суточными циклами.
Весна
Впрочем, сон медведицы неспокоен: то и дело она просыпается, и чем ближе момент, когда придется покинуть берлогу, тем чаще. То и дело ее сердце ненадолго переходит в нормальный режим работы, организм активизируется и засыпает снова лишь после «проверки всех систем».
Периодические пробуждения характерны для всех животных в спячке, а в ответ на сигнал угрозы они могут происходить куда стремительнее. Но если медведицу ничто не потревожит, окончательно она проснется, когда станет теплее и светлее.
Выбравшись из берлоги, она спешит с медвежатами к плавучим льдам у берега моря, где как раз в это время на свет появились маленькие тюлени. Мамы-тюленихи торопятся выкормить их до появления медведей, так что у некоторых видов этих морских животных грудное вскармливание длится всего несколько дней. Вскоре тюленята начинают нырять в воду, и поймать их становится несравненно сложнее.
Лето
Все теплое время медведица с малышами нагуливает жир и за летний сезон становится почти вдвое тяжелее. Лишний вес, который может доходить до 200 кг, ее не волнует, однако весьма интригует медиков: они пытаются выяснить, почему при этом у животного не развивается диабет и другие побочные эффекты ожирения. Медведица спокойно кормится, накапливая не только обычную жировую ткань, но и бурую, которая будет обогревать ее зимой.
Клетки такой ткани заполнены мириадами митохондрий, которые перерабатывают запасы жира, производя энергию и выделяя немало тепла. В небольших количествах такая ткань имеется и в нашем организме, хотя главный механизм поддержания температуры у человека — дрожь мускулов. Для животных, впадающих в спячку, это было бы непозволительным расточительством энергии, поэтому их выручает бурый жир, на который может приходиться до 5% всей массы организма.
РЕДКИЙ ВИД
Король Севера
Сохранению и изучению белых медведей Российской Арктики посвящен специальный проект Русского географического общества. Начиная с 2010 года эта работа позволила провести учет численности популяций белых медведей Баренцева моря, Чукотки и Аляски, побережья Таймыра. Экспедиции, организованные совместно с Институтом проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН, ведут сбор проб шерсти и крови животных для оценки их состояния.
Ученые стараются лучше понять, какими именно последствиями чревато для белых медведей глобальное потепление: к каким переменам в их образе жизни и ареале приводят текущие изменения климата и какие меры помогут лучше защитить этих роскошных хищников.
Осень и снова зима
Воздух становится холоднее, а дни короче. Еще немного — и на поддержание комфортной температуры тела жителям Арктики придется тратить слишком много сил. Те, кто могут, стараются мигрировать к югу, а большинство остающихся готовятся ко сну. Среди них и белая медведица: за лето лед почти всюду растаял, и охотиться на тюленей стало слишком тяжело. Пока он не нарастет снова, даже могучим самцам медведей придется нелегко, они могут голодать. Медведице с медвежатами пора устраиваться в берлоге.
К подготовке зимнего убежища местные животные относятся с особенной тщательностью. Суслики роют в земле глубокие разветвленные туннели, температура в которых остается практически постоянной круглый год.
Если снега слишком мало, медведица тоже может выкопать лежбище прямо в грунте. Но в идеале она устраивается в снежной дюне, в нескольких километрах от берега, чтобы весной путешествие к краю наросшего за зиму льда не оказалось слишком длинным. Найдя подходящее место, медведица прорывает в снегу туннель длиной в несколько метров и на глубине не меньше метра вытаптывает «комнату». Даже в самые лютые морозы температура здесь не падает ниже нуля.
Медведица с детенышами устраивается спать до следующей весны. Возможно, при этом она даже видит сны. Но, что ей снится, науке пока неизвестно.
Фото: SPL / LEGION-MEDIA, DIOMEDIA, ISTOCK, NATURE PL (X2) / LEGION-MEDIA, NATURE PL / LEGION-MEDIA
Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 2, февраль 2019, частично обновлен в январе 2023
