Цели и задачи, предполагаемый паттерн использования. Что меня не волновало совсем или волновало мало
Каждую осень медведи умеренных и полярных широт (в частности бурый и черный) начинают готовиться к спячке. Всю весну, лето и осень эти животные активно питались, нагуливая запасы жира на зиму. А теперь, когда наступают холода, они ищут подходящее укрытие для того, чтобы перезимовать. После того, как укрытие найдено, медведь впадает в спячку.
Спячка медведей в некоторых случаях длится до полугода. Во время спячки некоторые виды, например, черный медведь (Ursus americanus), снижают пульс с 55 ударов в минуту до примерно 9. Уровень метаболизма снижается на 53%. Естественно, все это время медведи не едят, не пьют и не производят отходы жизнедеятельности. Как им это удается?
Для понимания того, что происходит в теле медведя во время спячки необходимо сразу уточнить, что представляет собой сама спячка. И почему это не «анабиоз» в прямом смысле слова. В буквальном понимании этого термина «анабиоз» представляет собой процесс полной неактивности животного. В это время уровень метаболизма снижается до показателей, которые для большинства высших животных являются несовместимыми с жизнью.
Некоторые виды земноводных (некоторые тритоны и лягушки) замерзают в морозы, без вреда для себя оттаивая при наступлении теплого сезона. Безболезненным это «промерзание» буквально насквозь для них является в связи с выработкой специфического вещества, имеющего свойства антифриза, который препятствует замерзанию воды в их организме.
Медведи не замерзают. Температура их тела во время спячки остается достаточно высокой, что позволяет им очнуться в случае какой-либо опасности, выйдя из берлоги. Кстати, медведей, которые проснулись раньше времени, называют «шатунами». Они представляют значительную опасность для человека, поскольку зимой медведь не может найти достаточное количество пищи, и всегда голоден, и агрессивен.
Некоторые исследователи утверждают , что медведи не впадают в анабиоз, как и говорилось выше. Но есть и ученые, которые называют медведей «супер-анабиозниками» , поскольку не есть, не пить и не испражняться по полгода, оставаясь при этом в состоянии быстро выйти из спячки - это уникальное явление в животном мире.
«По моему мнению, медведи лучшие анабиозники в мире», - говорит Браян Барнес (Brian Barnes) из Института арктической биологии Университета Аляски (Фэйрбенкс). Этот ученый провел три года, изучая особенности спячки черных медведей.
«Их тело - закрытая система. Они могут провести всю зиму, используя только кислород для дыхания - это все, что им нужно», - говорит Барнес.
Почему медведи не испражняются во время спячки? Если коротко, то потому, что в их организме в это время образуется фекальная пробка . Это особая масса, которую исследователи уже давно находили в пищеводах медведей, впавших в спячку.
Ранее считалось, что медведи перед тем, как залезть в берлогу, поедают большое количество растительного материала, шерсти других медведей и других материалов, которые не перевариваются, и которые потом образуют пробку в кишечнике животного. Ученые, которые пришли к такому выводу, во многом полагались на информацию, полученную от охотников на медведей. Те утверждали, что способ питания, о котором говорилось выше, приводил к «скреплению кишечника» и животное просто не могло во время сна провести акт дефекации.
На самом деле, это не так. Медведи ничего особенного не едят перед спячкой. Они, как всеядные животные, стараются потреблять любую доступную им еду, включая фрукты, овощи, орехи, мясо, рыбу, ягоды и многое другое.
А во время спячки кишечник животного продолжает работать. Не в режиме прежней активности, но все же он работает. Клетки продолжают делиться, осуществляется кишечная секреция. Все это формирует небольшое количество фекалий, которые и накапливаются в кишечнике животного. Формируется «пробка» диаметром от 3,8 до 6,4 сантиметров.
«Фекальная пробка - это те же отходы жизнедеятельности, которые находятся в кишечнике животного так долго, что стенки кишечника абсорбируют жидкости из этой массы, оставляя ее сухой и твердой», - говорится на сайте Североамериканского центра изучения медведей. Таким образом, организм медведя не теряет такую необходимую ему воду, запасы которой в берлоге восполнить практически невозможно.
Специалисты размещали в берлогах медведей камеры, которые записывали все происходящее во время спячки. Как оказалось, волокна растений и шерсть часто являются составной частью пробки потому, что медведь даже во время спячки может подбирать что-то с земли в берлоге, а может и слизывать свою шерсть.
После того, как медведь выходит из берлоги, они очищают кишечник, который начинает функционировать нормально. Обычно дефекация происходит уже на пороге берлоги. Поэтому никакой мистики или загадки, как об этом говорят некоторые охотники или даже ученые, в медвежьей пробке нет. Все это - продукт жизнедеятельности организма. Кстати, медведь в берлоге вовсе не сосет лапу. Дело в том, что в январе и феврале происходит смена кожного покрова на подушечках лап. Старая кожа лопается, зудит, что причиняет медведю известные неудобства. Для того, чтобы облегчить зуд, медведь облизывает лапы.
Для того, чтобы прояснить детали процесса спячки у медведей, я запросил комментарий у ученых из Криворожского государственного педагогического университета.
Каким образом медведи поддерживают свой организм в состоянии спячки?
Каждое животное существует за счет обмена веществ и энергии, которые обеспечиваются потребляемой пищей. Естественно, что чем активнее образ жизни и интенсивнее физиологические процессы, тем больше «топлива» в виде пищи нужно вводить в организм. В организме же, пребывающем в состоянии покоя в виде спячки, интенсивность всех обменных процессов сведены до физиологического минимума. То есть, энергии затрачивается ровно столько, сколько ее необходимо для того, чтобы зверь оставался живым и чтобы не произошли дегенеративные процессы в тканях и органах в связи с нехваткой энергии. В целом это состояние можно сравнить с тем, что происходит во время обычного сна, но, естественно, оно более «утрированно».Основным потребителем энергии в организме являются головной мозг и мышцы (не менее 2/3 всей энергии организма). Но поскольку мышечная система во время сна неактивна, то энергии ее клетки получают ровно столько, сколько необходимо для поддержания их существования. Поэтому на «малых оборотах» начинают работать и остальные органы, также получающие весьма мало энергии. Пищеварительной системе по сути нечего переваривать (поскольку кишечник почти пуст, как было сказано выше). Откуда же тогда берется этот минимальный объем энергии, который все же зверю необходим? Он извлекается из запасов жира и гликогена, накопленных за активный период года. Расходуются они постепенно и обычно их хватает до самой весны.
Кстати, шатунами довольно часто становятся именно те медведи, которые летом «плохо кушали». Известно немало устных рассказов о том, что шатунов в голодные годы больше. Итак, запасы жира и гликогена – основной источник энергии. Еще одним жизненно важным веществом является кислород. Но поскольку организм малоактивен, то и кислорода нужно гораздо меньше. Таким образом, частота дыхания значительно снижается. А если ткани организма при спячке требуют весьма малое количество кислорода и питательных веществ, то и крови, которая их переносит, можно двигаться гораздо медленнее. Поэтому и частота сокращений сердца значительно уменьшается, а соответственно, сердце потребляет также меньше энергии. С экономией воды связано не только «закупоривание» кишечника, но фактическая приостановка деятельности почек.
Есть ли другие примеры спячки среди теплокровных животных?
Такое приспособление, как спячка у медведей является весьма необычным для теплокровных явлением, но вовсе не уникальным. Она также есть у ежей умеренных широт, обитателей степей Евразии сурков, некоторых представителей семейства Куньих (барсук). В особенно холодные и голодные зимы в подобное состояние могут впадать белки и енотовидные собаки, но ненадолго, а их процессы жизнедеятельности не замедляются так, как это бывает у медведей. Кроме зимней спячки (гибернации), бывает также и летняя спячка (эстивация). В последнюю впадают некоторые обитатели жарких пустынь (некоторые насекомоядные, грызуны, сумчатые).Это бывает в наиболее жаркие периоды года, когда добыча корма и воды становятся гораздо более энергозатратными и, по сути, неэффективными. Поэтому животному проще впасть в спячку и переждать неблагоприятные условия. Кроме сезонной спячки бывает также и суточная. Она характерна для некоторых летающих теплокровных – колибри и летучих мышей. Дело в том, что и одни, и другие во время полета очень быстро машут крыльями. Благодаря этому их полет стал более маневренным, а добыча корма более эффективной. Но за все в природе нужно платить. Их летательные мышцы потребляют очень много энергии, которой не хватает на полные сутки (несмотря на то, что и колибри, и летучие мыши за активную фазу суток потребляют пищи массой более половины собственной массы).
Как видим, скорость обмена веществ у них просто колоссальна. Поэтому во время сна (а отдых в виде сна необходим каждому животному – это также нормальный и обязательный физиологический процесс) их жизнедеятельность снижается до параметров, сравнимых с теми, что наблюдаются у медведей.
Чем отличается состояние спячки медведей от, например, анабиоза лягушек?
У теплокровных физиологические процессы при спячке не могут быть полностью «выключенными». На то они и теплокровные – необходимо самостоятельно произведенное тепло. Другую картину можно наблюдать у пойкилотермных животных – их процессы жизнедеятельности практически полностью приостанавливаются. То есть клетки организма пребывают практически в законсервированном состоянии до наступления лучших времен – когда пригреет солнце и даст достаточно тепла, что разогреть тело. Это бывает у всех земноводных умеренных и более северных широт.Известен факт, что особи хвостатого земноводного сибирского углозуба после того, как были буквально вмерзшими в лед на протяжении нескольких десятилетий (!) после оттаивания «оживали» и чувствовали себя вполне нормально. Также в анабиоз впадают и зимующие змеи и ящерицы, но их организм не настолько живуч (замерзания они не перенесут). Другой пример – рыбы, живущие в пересыхающих водоемах Африки, Южной Америки и Австралии, и закапывающиеся в ил на период засухи. Процессы, происходящие в их организме в этот период близки к тем, что происходят у земноводных – почти полная приостановка жизнедеятельности до лучших времен.
Что касается рептилий жарких стран, то нужно сказать, что, хотя они и холоднокровные, но переживание неблагоприятных условий у них больше сходно с таковым у теплокровных – значительное снижение интенсивности физиологических процессов, но не остановка (солнечной тепловой энергии ведь достаточно). Крупные рептилии (крокодилы, питоны и удавы) таким образом «отдыхают» до года, переваривая съеденную крупную добычу.
Можно ли искусственно создать режим спячки для животных, которые не впадают в спячку?
Нет. Это будет ненормальное состояние, подобное коме.Как мог появиться подобный механизм зимовки у медведей? Вырабатывался ли такой механизм в течение многих сотен тысяч лет или появился спонтанно?
Все физиологические процессы контролируются генетически. В ходе эволюции у определенной группы особей могла возникнуть некая физиологическая особенность, заключающаяся в особом режиме сна (суточного, нормального) в холодный период года, сопровождающемся небольшим спад физиологической активности и падением температуры тела на 1-2 градуса.Такая особенность дала этим особям некое преимущество в плане более экономного расхода энергии в условиях с меньшим количеством корма. При этом она стала давать настолько большое преимущество в выживаемости, что постепенно в популяции остались только такие мутанты. В дальнейшем отбор по этому признаку продолжился – сон становился все более продолжительным и глубоким, а интенсивность процессов организма уменьшалась все больше. Наконец животные научились обустраивать берлоги. Кстати, эта особенность могла дать значительное преимущество еще и потому, что как раз во время спячки самка рожает детенышей и они в это время находятся в тепле и защите, скрытые от посторонних глаз. В целом эволюция явления зимней спячки продолжалась (а может и продолжается) на протяжении конечно же не меньше, чем нескольких сотен тысяч лет.
За помощь в подготовке статьи редакция Geektimes благодарит:
Брошко Евгения Олеговича, к.б.н., старший преподаватель, кафедра зоологии КГПУ (Криворожский государственный педагогический университет)
Евтушенко Эдуарда Алексеевича, к.б.н., доцент, кафедра ботаники и экологии КГПУ
Спячка – период замедления жизненных процессов и метаболизма у гомойотермных животных в периоды малодоступности пищи, когда невозможно сохранять активность и высокий уровень метаболизма. Характеризуется снижением температуры тела, замедлением дыхания и сердцебиения, торможением нервной деятельности (т. н. «глубокий сон») и других физиологических процессов.
Спячка может продолжаться от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от вида, внешней температуры и других условий среды. В ходе спячки бывают периоды, когда температура тела восстанавливается до обычных значений. В течение спячки организм животного питается благодаря запасам питательных веществ, накопленных накануне (жира и др.).
Животное, которое традиционно считают способным ко впадению в спячку, – это медведь. Но степень замедления метаболических процессов у медведя зимой намного меньше, чем у грызунов, насекомоядных и других животных, – поэтому обычно биологи считают, что это нельзя называть спячкой в настоящем биологическом смысле. Также у медведя при спячке температура тела снижается не очень сильно (от 37° до примерно 31°C), и легко и быстро восстанавливается; в то время как у земляных белок (род Xerus) температура тела в спячке может снижаться до −2°C . Процесс, похожий на спячку, известен у нескольких видов рептилий, но пока неизвестно, является ли он настоящей спячкой.
Несколько десятков лет считалось, что гигантская акула в зимний период, опускаясь до придонных горизонтов северных районов океана, впадает в спячку. Но исследования, проведенные в 2003 году Дэвидом Симсом, это опровергли, показав, что акулы в это время активно передвигаются в поисках мест с наибольшим количеством планктона.
Причины спячки
Медведи относится к животным с крупными габаритами. Чтобы прокормиться, им требуется немало пищи. Эти хищники всеядны, однако кто-то предпочитает пищу животную, кто-то – растительную. В холодное время года добыть вторую становится затруднительно, а продержаться долгое время только на поедании прочей живности для медведей – сложно. Отсутствие возможности нормально питаться, и приводит к тому, что они впадают в спячку.
Белые медведи, не имея проблем с пропитанием круглый год, потому как их рацион составляет мясо тюленей и рыба, именно по этой причине не нуждаются в длительном сне. Тем более что зимой на них проще охотиться по крепкому льду. Но и белые медведи спят. На ходу и более чутко и непродолжительно, в весенне-зимний период. Бурые же их родичи из-за нехватки пропитания и впадают в спячку. Сон обеспечивает экономию кислорода в берлоге, а также расход полезных веществ, которые животные накапливают в период активности. Что мешает им запастись вдоволь желудями, кореньями, орехами и прочей пищей, неизвестно. Перемещаться в теплые края для медведей также сложно: они ведут оседлый образ, совершая кочевки лишь при необходимости поиска новых мест для пропитания. Вот все вместе и вынуждает искать иной способ выживания в холодную и голодную пору.
Подготовка
Медведи готовятся к спячке основательно, уже с конца лета – когда световой день начинает сокращаться, а корма еще много. Процесс можно сравнить с откормом свиньи: в день мишка потребляет до 20 000 ккал, нагуливая за сезон до 15 см жира. Кроме обычного жира – белого – есть еще бурый, в котором преобладают ненасыщенные жирные кислоты. Жиры помогут пережить длинный период без пищи.
Чисто технически впадение в спячку выглядит так:
- токоферол, который накапливается в жировой ткани и в печени, тормозит уровень обмена веществ;
- в мозге повышается уровень серотонина, который, обладая мощным сосудосуживающим действием, резко подавляет деятельность ЦНС, эндокринных и других органов, замедляет теплообразование, что приводит к понижению температуры тела и также снижению обмена веществ;
- в берлоге, куда забирается медведь перед спячкой, снижается содержание кислорода, повышается концентрация углекислого газа и понижается температура окружающей среды. И каждая из этих причин также способствует впадению животного в спячку.
Что ест медведь перед спячкой?
Перед залеганием в берлогу хозяину тайги необходимо накопить питательные вещества. Медведь – всеядное животное, но большую часть его рациона в Кузнецком Алатау, как и во многих других местах, составляют корма растительного происхождения: ягоды, травянистые растения, желуди, орехи.
Кедровые шишки – одно из любимейших лакомств медведей и один из лучших нажировочных кормов. Молодые звери могут залезать за ними на деревья и обламывать ветки. Но в основном собирают упавшие шишки с земли. Чтобы добраться до орехов, медведь собирает шишки в кучу и раздавливает их лапами, откуда потом, лежа на земле, выбирает языком орешки вместе со скорлупой. Скорлупа частично выбрасывается во время трапезы, а частично съедается.
Часто внимание мишек привлекают запасы орехов, сделанные бурундуками. Раскапывая норы зверьков, медведи добираются до орехов и поедают их, зачастую вместе с хозяином. Не упускают возможности полакомиться личинками муравьёв, яйцами птиц или рыбой, добывают также мелких грызунов и копытных зверей. Бурый медведь редко сам убивает диких копытных, в основном он пожирает их в виде падали или отбирает добычу других хищников (волка, рыси, росомахи).
Известны факты поедания хищником таких видов диких копытных, как лось, марал, косуля. Добычу или найденную падаль он заваливает хворостом и держится неподалеку, пока не доест тушу полностью. Если зверь не очень голоден, он часто выжидает несколько дней, пока мясо не станет более мягким.
Очень важно, насколько урожайным был год на нажировочные корма. Неурожайные годы могут сильно задержать сроки залегания медведей в берлоги, и звери могут продолжить кормиться даже при двадцатиградусных морозах и почти полуметровом снежном покрове, выкапывая шишки из-под снега, стремясь набрать необходимый для зимовки жировой запас. В благоприятные по кормам годы взрослые медведи накапливают слой подкожного сала до 8-12 см, а вес жировых запасов достигает 40% общего веса зверя. Именно этим накопленным за лето и осень жиром и питается организм медведя зимой, переживая с наименьшими лишениями суровый зимний период.
Это звери, не успевшие набрать достаточный жировой запас, отчего они не могут залечь в спячку. Шатуны, как правило, обречены на гибель от голода и морозов или от охотника. Но не всякий медведь, встретившийся зимой в лесу, будет шатуном. Во «внеурочное время» появляются в лесу медведи, чей сон в берлоге потревожен. Нормально упитанный, но вырванный из зимней спячки медведь вынужден искать новое, более спокойное, пристанище для сна. Часто сон животных прерывается беспокойством со стороны человека.
Берлога медведя
Перед тем как отправится к берлоге, медведь старательно запутывает следы: петляет, идет по буреломам и даже идет задом наперед по собственным следам. Для берлог обычно выбирают глухие и надежные места. Часто они расположены по краям непроходимых болот, по берегам лесных озер и рек, в буреломах и на лесосеках. Бурый медведь устраивает свое зимнее жилище в углублениях под вывороченными корнями или стволами деревьев, иногда на куче хвороста или у старой поленницы. Реже для своего дома выбирает пещеру или роет глубокие земляные норы – грунтовые берлоги. Главное условие – жилище должно быть сухим, тихим и изолированным от присутствия нежданных гостей. Одна из примет близости берлоги – крупные проплешины во мху, обгрызенные или обломанные деревья. Ветками зверь утепляет свое убежище, а пластами мха выстилает подстилку. Иногда слой подстилки достигает полуметра. Бывает, что одной и той же берлогой пользуются несколько поколений медведей.
Как спит медведь в берлоге?
В берлоге, в тепле и безопасности, медведи спят всю долгую и холодную зиму. Нередко мишка спит на боку, свернувшись клубком, иногда на спине, реже сидит, опустив голову между лап. Если во время сна зверя потревожить, он легко пробуждается. Нередко медведь сам покидает берлогу при длительных оттепелях, возвращаясь в неё при малейшем похолодании.
Впадающие в спячку животные (например, ежи, бурундуки и др.) цепенеют, температура их тела резко падает, и, хотя жизнедеятельность продолжается, ее признаки почти незаметны. У медведя же температура тела понижается незначительно, всего на 3-5 градусов и колеблется между 29 и 34 градусами. Сердце бьется ритмично, хотя и медленнее, чем обычно, несколько реже становится дыхание. Зверь не мочится и не испражняется. У любого другого животного в этом случае уже через неделю наступило бы смертельное отравление, а у медведей начинается уникальный процесс повторной переработки отходов жизнедеятельности в полезные белки . В прямой кишке образуется плотная пробка, которую некоторые называют «втулок». Хищник теряет ее сразу же, как покинет берлогу. Состоит пробка из крепко спрессованной сухой травы, шерсти самого медведя, муравьев, кусочков смолы и хвои.
Бурые медведи спят поодиночке, и только самки, у которых есть детёныши-сеголетки, укладываются вместе со своими медвежатами. Длительность спячки зависит от погодных условий, здоровья и возраста животного. Но обычно это период со второй половины ноября по первую половину апреля.
Медведи впадают в оцепенение, но не в анабиоз
Во время спячки в организме медведя происходят серьезные изменения: из-за снижения температуры тела повышается концентрация углекислоты в крови, а увеличение кислотности крови в сочетании с другими факторами вызывает замедление дыхания и частоты сердцебиений. Под влиянием гипоксии (недостатка кислорода) и гипотермии (охлаждения) происходит полное мышечное расслабление и легкое оцепенение.
Такое состояние пониженной функциональной активности живых организмов, обусловленное факторами внешней среды, называется гипобиозом (и это не то же самое, что анабиоз; анабиоз – приостановка жизнедеятельности организма с последующим восстановлением при благоприятных условиях).
Частота дыхания и сердцебиений у медведя в спячке уменьшается в четыре-пять раз, температура тела снижается на 2–7 °С, а общий уровень метаболизма – на 50–70%. За счет запасов жира крупные медведи могут существовать в состоянии сна на протяжении нескольких месяцев. Все это время они поддерживают постоянную высокую температуру тела и основные физиологические процессы, сохраняют активность большинства тканей (на них заживают полученные до спячки раны и появляется новая шерсть там, где волосяной покров был поврежден) и органов, а также постоянство внутренней среды.
Почему медведь сосет лапу?
В народе ходит легенда, согласно которой во время спячки косолапый сосет лапу. Якобы это помогает ему пережить холодную зиму, пока он отсыпается в своем логове. А вот о какой именно лапе идет речь, никто толком сказать не может. Более того, если попробовать найти такую картинку в интернете, то вряд ли у вас что-то получится и это странно, учитывая, что фотокамера есть в любом мобильном телефоне. Так где же правда?
На самом деле все куда проще. Как выяснили ученые, у мишки поверхности лап покрывает очень толстый слой кожи, который позволяет ему передвигаться по каменистой поверхности, совершенно не чувствуя боли. Однако после того, как косолапый впадает в спячку, под старым слоем кожи начинает расти новый слой. Для того, что бы линька происходила как можно быстрее, медведь придвигает к лицу лапу и начинает обкусывать старую кожу. Также считается, что этот процесс может доставлять определенные неудобства зверю, так как подошва начинает сильно зудеть.
Существует и другая, не менее интересная версия, только касается она медвежат, которые сосут лапу, если живут в неволе. С чем это связано? Дело в том, что всю зиму малышу проводят со своей матерью, питаясь ее молоком. Стоит отметить, что соски у нее находятся не по линии живота, как у большинства животных, а в паху и подмышечных впадинах. Медвежонок же на протяжении нескольких месяц ничего не делает, питаясь материнским молоком и держа сосок во рту. В неволе же их принято откармливать из сосочки, как маленьких ребятишек. Но после еды их отпускают, а им, судя по всему, не хватает контакта со своей мамой, вот они и начинают сосать лапу. В природе подобное встречается очень редко.
Особенности спячки
- Поскольку она может длиться до шести месяцев, то у медведя должен быть запас необходимой ему энергии. Где ее взять? На самом деле он откладывается в подкожном жире, который животное набирает во время теплого времени года. Кроме того, когда зверь засыпает, его организм полностью перестраивается. Так, ритм биения сердца заметно уменьшается, кроме того, дышит медведь намного реже. Все это позволяет экономить ему как кислород в берлоге, так и запасы ценных веществ в подкожном жире, которых хватает на долгие месяцы. Кстати, за это время зверь может потерять до половины собственной массы тела!
- Сон косолапого очень чуток, можно сказать, что он дремлет все эти долгие месяцы. Поэтому если недалеко от берлоги пробегает стая волков, которые громко лают, то мишка может запросто проснуться. И ничего хорошего в этом нет, поскольку он оказывается не выспавшимся и в поисках пропитания часто выходят в деревни и разоряет сельские склады.
- В берлогах также рождаются медвежата. В одном помете бывает до пяти особей, причем весят они всего лишь несколько сотен грамм. Они беспомощные, к тому же слепые и первые несколько месяцев сосут молоко матери. Весной, немного окрепнув, они вылазят из логова с мамашей. Все они остаются с ней примерно на протяжении полутора лет. Кстати, оказаться рядом с медведицей, которая вместе с малышами находится на прогулке, не пожелаешь даже врагу, поскольку при любой опасности она готова буквально разорвать своего противника.
Топ-5 животных, впадающих в спячку
Альпийский сурок
«Спит как сурок» – говорят о крепко спящем человеке. Это и верно, и неверно одновременно. Сурок действительно относится к тем животным, которые предпочитают пережидать зиму, погружаясь в сладкие сны. Спячка длится около шести-семи месяцев, в течение которых сурок не ест и не пьет, обходясь исключительно внутренними резервами, накопленными за лето. Сурки зимуют в норах всем семейством: в центре, где будет теплее всего, укладываются спать молодые особи, а вокруг них располагаются взрослые животные. Обычно сурки просыпаются одновременно каждые две недели, чтобы привести себя в порядок, и также синхронно засыпают вновь. Но если становится очень холодно, животные просыпаются вне расписания для того, чтобы теплом своих тел повысить температуру воздуха в норе.
Серый мышиный лемур
Расположенный в тропиках Мадагаскар трудно заподозрить в столь суровом климате, чтобы животные были вынуждены впадать в спячку. Тем не менее серый мышиный лемур настолько нежен, что прибегает к этому механизму адаптации, совершенно нетипичному для приматов, на время относительно холодной и сухой мадагаскарской зимы. Эти животные предпочитают добывать пищу в одиночку, а вот отдыхать – в компании себе подобных. Интересно, что для спячки в группы собираются только самки, а вот самцы зимуют в гордом одиночестве.
Американский белогорлый козодой
Белогорлого козодоя еще называют «спящим», поскольку это единственная птица, которая способна впадать в настоящую зимнюю спячку. Козодои встречаются на всей территории Северной Америки, от Британской Колумбии на севере до центральной Мексики на юге, куда мигрируют на зиму. Так поступает большинство белогорлых козодоев, а вот популяции в штатах Калифорния и Нью-Мексико предпочитают пережидать холода в спячке, забившись в углубления между камнями.
Лесной еж
Обыкновенные лесные ежи впадают в спячку только в местах с суровым климатом. При этом если у самок продолжительность спячки зависит от температуры воздуха и наличия пищи, как и у остальных животных, то самцы больше чувствительны к уровню тестостерона в крови. Снижение уровня этого гормона провоцирует спячку, а повышение – возвращение в активное состояние. При этом у ежей уровень тестостерона привязан к уровню мелатонина, а тот, в свою очередь, зависит от продолжительности светового дня. Впрочем, пока не совсем ясно, как ежи, находясь глубоко под землей, оценивают обстановку на поверхности: световой день, температуру окружающей среды и наличие пищи. Возможно, именно для этого они делают перерывы в спячке.
Американская лесная лягушка
Зимой лесные лягушки, обитающие в Канаде и на севере США, больше похожи на искусно вырезанные из пестрой яшмы фигурки, покрытые ажурным кружевом изо льда и снега. Трудно поверить, что они оживут, стоит только их отогреть. Главная угроза, которую представляет для животных холод, – это то, что жидкость в организме превращается в кристаллы льда, которые разрушают клетки. Теплокровные животные решают проблему, просто поддерживая температуру тела выше 0 °С, а вот холоднокровным пришлось превратиться в настоящие химзаводы по производству криопротекторов. Так, американская лесная лягушка в преддверии зимы не только повышает в крови уровень мочевины, известной своими антифризными свойствами, но и накапливает в печени гликоген. При похолодании гликоген начинает превращаться в глюкозу. Лягушка буквально пропитывается сахарным сиропом, который снижает температуру замерзания (как известно, варенье не замерзает). Благодаря этим ухищрениям лед образуется только вокруг клеток, а не внутри них, что позволяет лесным лягушкам успешно переносить низкие температуры.
Видео
Источники
- https://www.moya-planeta.ru/travel/view/top10_zhivotnyh_vpadajushhih_v_spyachku_17557/
http://www.nexplorer.ru/print/news__11884.htm
https://ru.wikipedia.org/wiki/Спячка
Каждую осень медведи умеренных и полярных широт (в частности бурый и черный) начинают готовиться к спячке. Всю весну, лето и осень эти животные активно питались, нагуливая запасы жира на зиму. А теперь, когда наступают холода, они ищут подходящее укрытие для того, чтобы перезимовать. После того, как укрытие найдено, медведь впадает в спячку.
Спячка медведей в некоторых случаях длится до полугода. Во время спячки некоторые виды, например, черный медведь (Ursus americanus), снижают пульс с 55 ударов в минуту до примерно 9. Уровень метаболизма снижается на 53%. Естественно, все это время медведи не едят, не пьют и не производят отходы жизнедеятельности. Как им это удается?
Для понимания того, что происходит в теле медведя во время спячки необходимо сразу уточнить, что представляет собой сама спячка. И почему это не «анабиоз» в прямом смысле слова. В буквальном понимании этого термина «анабиоз» представляет собой процесс полной неактивности животного. В это время уровень метаболизма снижается до показателей, которые для большинства высших животных являются несовместимыми с жизнью.
Некоторые виды земноводных (некоторые тритоны и лягушки) замерзают в морозы, без вреда для себя оттаивая при наступлении теплого сезона. Безболезненным это «промерзание» буквально насквозь для них является в связи с выработкой специфического вещества, имеющего свойства антифриза, который препятствует замерзанию воды в их организме.
Медвежья берлога
Медведи не замерзают. Температура их тела во время спячки остается достаточно высокой, что позволяет им очнуться в случае какой-либо опасности, выйдя из берлоги. Кстати, медведей, которые проснулись раньше времени, называют «шатунами». Они представляют значительную опасность для человека, поскольку зимой медведь не может найти достаточное количество пищи, и всегда голоден, и агрессивен.
Некоторые исследователи утверждают, что медведи не впадают в анабиоз, как и говорилось выше. Но есть и ученые, которые называют медведей «супер-анабиозниками», поскольку не есть, не пить и не испражняться по полгода, оставаясь при этом в состоянии быстро выйти из спячки — это уникальное явление в животном мире.
«По моему мнению, медведи лучшие анабиозники в мире», — говорит Браян Барнес (Brian Barnes) из Института арктической биологии Университета Аляски (Фэйрбенкс).
Этот ученый провел три года, изучая особенности спячки черных медведей.
«Их тело — закрытая система. Они могут провести всю зиму, используя только кислород для дыхания — это все, что им нужно», — говорит Барнес.
Почему медведи не испражняются во время спячки? Если коротко, то потому, что в их организме в это время образуется фекальная пробка. Это особая масса, которую исследователи уже давно находили в пищеводах медведей, впавших в спячку.
Ранее считалось, что медведи перед тем, как залезть в берлогу, поедают большое количество растительного материала, шерсти других медведей и других материалов, которые не перевариваются, и которые потом образуют пробку в кишечнике животного. Ученые, которые пришли к такому выводу, во многом полагались на информацию, полученную от охотников на медведей. Те утверждали, что способ питания, о котором говорилось выше, приводил к «скреплению кишечника» и животное просто не могло во время сна провести акт дефекации.
На самом деле, это не так. Медведи ничего особенного не едят перед спячкой. Они, как всеядные животные, стараются потреблять любую доступную им еду, включая фрукты, овощи, орехи, мясо, рыбу, ягоды и многое другое.
А во время спячки кишечник животного продолжает работать. Не в режиме прежней активности, но все же он работает. Клетки продолжают делиться, осуществляется кишечная секреция. Все это формирует небольшое количество фекалий, которые и накапливаются в кишечнике животного. Формируется «пробка» диаметром от 3,8 до 6,4 сантиметров.
«Фекальная пробка — это те же отходы жизнедеятельности, которые находятся в кишечнике животного так долго, что стенки кишечника абсорбируют жидкости из этой массы, оставляя ее сухой и твердой», — говорится на сайте Североамериканского центра изучения медведей. Таким образом, организм медведя не теряет такую необходимую ему воду, запасы которой в берлоге восполнить практически невозможно.
Специалисты размещали в берлогах медведей камеры, которые записывали все происходящее во время спячки. Как оказалось, волокна растений и шерсть часто являются составной частью пробки потому, что медведь даже во время спячки может подбирать что-то с земли в берлоге, а может и слизывать свою шерсть.
После того, как медведь выходит из берлоги, они очищают кишечник, который начинает функционировать нормально. Обычно дефекация происходит уже на пороге берлоги. Поэтому никакой мистики или загадки, как об этом говорят некоторые охотники или даже ученые, в медвежьей пробке нет. Все это — продукт жизнедеятельности организма. Кстати, медведь в берлоге вовсе не сосет лапу. Дело в том, что в январе и феврале происходит смена кожного покрова на подушечках лап. Старая кожа лопается, зудит, что причиняет медведю известные неудобства. Для того, чтобы облегчить зуд, медведь облизывает лапы.
Для того, чтобы прояснить детали процесса спячки у медведей, я запросил комментарий у ученых из Криворожского государственного педагогического университета.
Каким образом медведи поддерживают свой организм в состоянии спячки?
Каждое животное существует за счет обмена веществ и энергии, которые обеспечиваются потребляемой пищей. Естественно, что чем активнее образ жизни и интенсивнее физиологические процессы, тем больше «топлива» в виде пищи нужно вводить в организм. В организме же, пребывающем в состоянии покоя в виде спячки, интенсивность всех обменных процессов сведены до физиологического минимума.
То есть, энергии затрачивается ровно столько, сколько ее необходимо для того, чтобы зверь оставался живым и чтобы не произошли дегенеративные процессы в тканях и органах в связи с нехваткой энергии. В целом это состояние можно сравнить с тем, что происходит во время обычного сна, но, естественно, оно более «утрированно».
Основным потребителем энергии в организме являются головной мозг и мышцы (не менее 2/3 всей энергии организма). Но поскольку мышечная система во время сна неактивна, то энергии ее клетки получают ровно столько, сколько необходимо для поддержания их существования. Поэтому на «малых оборотах» начинают работать и остальные органы, также получающие весьма мало энергии.
Пищеварительной системе по сути нечего переваривать (поскольку кишечник почти пуст, как было сказано выше). Откуда же тогда берется этот минимальный объем энергии, который все же зверю необходим? Он извлекается из запасов жира и гликогена, накопленных за активный период года. Расходуются они постепенно и обычно их хватает до самой весны.
Наевшийся медведь осенью
Кстати, шатунами довольно часто становятся именно те медведи, которые летом «плохо кушали». Известно немало устных рассказов о том, что шатунов в голодные годы больше. Итак, запасы жира и гликогена - основной источник энергии. Еще одним жизненно важным веществом является кислород. Но поскольку организм малоактивен, то и кислорода нужно гораздо меньше. Таким образом, частота дыхания значительно снижается.
А если ткани организма при спячке требуют весьма малое количество кислорода и питательных веществ, то и крови, которая их переносит, можно двигаться гораздо медленнее. Поэтому и частота сокращений сердца значительно уменьшается, а соответственно, сердце потребляет также меньше энергии. С экономией воды связано не только «закупоривание» кишечника, но фактическая приостановка деятельности почек.
Есть ли другие примеры спячки среди теплокровных животных?
Сони-полчки поставили рекорд по продолжительности периода спячки среди млекопитающих в естественных условиях
Наиболее упитанные грызуны, относящиеся к виду соня-полчок (Glis Glis), способны проспать до 11,4 месяца в плохие для размножения годы. Стандартный период спячки для этих животных составляет примерно 7-8 месяцев.
Такое приспособление, как спячка у медведей является весьма необычным для теплокровных явлением, но вовсе не уникальным. Она также есть у ежей умеренных широт, обитателей степей Евразии сурков, некоторых представителей семейства Куньих (барсук).
В особенно холодные и голодные зимы в подобное состояние могут впадать белки и енотовидные собаки, но ненадолго, а их процессы жизнедеятельности не замедляются так, как это бывает у медведей. Кроме зимней спячки (гибернации), бывает также и летняя спячка (эстивация). В последнюю впадают некоторые обитатели жарких пустынь (некоторые насекомоядные, грызуны, сумчатые).
Это бывает в наиболее жаркие периоды года, когда добыча корма и воды становятся гораздо более энергозатратными и, по сути, неэффективными. Поэтому животному проще впасть в спячку и переждать неблагоприятные условия. Кроме сезонной спячки бывает также и суточная. Она характерна для некоторых летающих теплокровных - колибри и летучих мышей.
Дело в том, что и одни, и другие во время полета очень быстро машут крыльями. Благодаря этому их полет стал более маневренным, а добыча корма более эффективной. Но за все в природе нужно платить. Их летательные мышцы потребляют очень много энергии, которой не хватает на полные сутки (несмотря на то, что и колибри, и летучие мыши за активную фазу суток потребляют пищи массой более половины собственной массы).
Как видим, скорость обмена веществ у них просто колоссальна. Поэтому во время сна (а отдых в виде сна необходим каждому животному - это также нормальный и обязательный физиологический процесс) их жизнедеятельность снижается до параметров, сравнимых с теми, что наблюдаются у медведей.
Чем отличается состояние спячки медведей от, например, анабиоза лягушек?
У теплокровных физиологические процессы при спячке не могут быть полностью «выключенными». На то они и теплокровные - необходимо самостоятельно произведенное тепло. Другую картину можно наблюдать у пойкилотермных животных - их процессы жизнедеятельности практически полностью приостанавливаются.
То есть клетки организма пребывают практически в законсервированном состоянии до наступления лучших времен - когда пригреет солнце и даст достаточно тепла, что разогреть тело. Это бывает у всех земноводных умеренных и более северных широт.
Известен факт, что особи хвостатого земноводного сибирского углозуба после того, как были буквально вмерзшими в лед на протяжении нескольких десятилетий (!) после оттаивания «оживали» и чувствовали себя вполне нормально. Также в анабиоз впадают и зимующие змеи и ящерицы, но их организм не настолько живуч (замерзания они не перенесут).
Другой пример - рыбы, живущие в пересыхающих водоемах Африки, Южной Америки и Австралии, и закапывающиеся в ил на период засухи. Процессы, происходящие в их организме в этот период близки к тем, что происходят у земноводных - почти полная приостановка жизнедеятельности до лучших времен.
Что касается рептилий жарких стран, то нужно сказать, что, хотя они и холоднокровные, но переживание неблагоприятных условий у них больше сходно с таковым у теплокровных - значительное снижение интенсивности физиологических процессов, но не остановка (солнечной тепловой энергии ведь достаточно). Крупные рептилии (крокодилы, питоны и удавы) таким образом «отдыхают» до года, переваривая съеденную крупную добычу.
Можно ли искусственно создать режим спячки для животных, которые не впадают в спячку?
Нет. Это будет ненормальное состояние, подобное коме.
Как мог появиться подобный механизм зимовки у медведей? Вырабатывался ли такой механизм в течение многих сотен тысяч лет или появился спонтанно?
Все физиологические процессы контролируются генетически. В ходе эволюции у определенной группы особей могла возникнуть некая физиологическая особенность, заключающаяся в особом режиме сна (суточного, нормального) в холодный период года, сопровождающемся небольшим спад физиологической активности и падением температуры тела на 1-2 градуса.
Такая особенность дала этим особям некое преимущество в плане более экономного расхода энергии в условиях с меньшим количеством корма. При этом она стала давать настолько большое преимущество в выживаемости, что постепенно в популяции остались только такие мутанты.
В дальнейшем отбор по этому признаку продолжился - сон становился все более продолжительным и глубоким, а интенсивность процессов организма уменьшалась все больше. Наконец животные научились обустраивать берлоги.
Кстати, эта особенность могла дать значительное преимущество еще и потому, что как раз во время спячки самка рожает детенышей и они в это время находятся в тепле и защите, скрытые от посторонних глаз. В целом эволюция явления зимней спячки продолжалась (а может и продолжается) на протяжении конечно же не меньше, чем нескольких сотен тысяч лет.
После многих месяцев загадывания желаний и слюноотделения я наконец-то являюсь гордым обладателем Киндл ДХ! Значительно больше чем З-я модель, ДХ представляет 9.7 дюймов (246мм) экран по диагонали, против 6-ти у меньшей по размеру модели - важная фича для тех, кто постоянно читает.
Открыв неплохо спроектированную коробку я увидела наклейку на дисплее устройства, предлагающая подключить его к источнику питания. По крайне мере я подумала, что это наклейка.
На самом деле Киндл находился в режиме спячки, демонстрируя эту картинку. Как вы понимаете у меня снесло крышу от того, насколько четко и ярко рисуют новейшие "электронные чернила". Дисплей практически не бликует даже при солнечном освещении и напоминает чернила на бумаге. Я видела фотографии и видео, но честно сказать ничто не сравнится с персональным знакомством. К сожалению Киндл не поставляется с каким либо кейсом, так что я крайне рекомендую приобретать его вместе с устройством, особенно если вы планируете путешествовать с ним. Считайте это хорошим вложением денег.
Примечание: на рынке кейсов на данную минуту очень много предложений, но следует думать про положение защелок и петелек, чтобы они не закрывали навигационные клавиши в открытом состоянии.
Батарея была не полностью заряжена, но насколько я помню она зарядилась за достаточно короткое время. Устройство поставляется с ЮСБ 2.0 разъемом, который соединяется посредством стандартного кабеля с умно спроектированным адаптером под розетку (110-220В), так что его можно заряжать как от компьютера, так и от сети.
Комфорт.
Держать устройство и печатать заняло немного времени чтобы привыкнуть, поскольку расположение клавиатуры (которая находится в самом низу) делает процесс нажатия клавиш похожим на жонглирование - ДХ весит почти 19 унций (535 грамм). Однако я нашла способ - положить его на колени или одним краем на стол. Поскольку Киндл есть устройство для прежде всего чтения, не печати, для меня это не такое уж и большое расстройство. Принимая во внимание все факторы, клавиатуру очень легко использовать несмотря на ее размеры, и не нужно держать две кнопки сразу чтобы напечатать, к примеру, заглавную букву.
Навигация и Опции.
Навигация простая и поиск довольно легкий. Страницы обновляются очень быстро, что позволяет читать не отвлекаясь. Функция поворота дисплея позволяет быстро поменять положение страницы. Это довольно хорошая фича, когда работаешь с большими документами. В меню можно выбрать один из восьми размеров шрифта. Неважно какой размер выбран, текст остается чистым и четким, с превосходным контрастом. То-же меню предлагает выбор количества слов на линию. Также имеется озвучка текста, которая весьма удивительна по качеству произношения. Озвучка может производиться как женским, так и мужским голосом с контролем скорости чтения.
Я была приятно удивлена, что не только эта фича представлена на многих электронных книгах от Киндла (если автор разрешает это), но и то, что озвучка прекрасно читала мои личные документы, правда она не работает на ПДФах. Как автору, данная способность очень помогает в плане отыскания ошибок, проскользнувших редактирование визуальными методами.
Копирование персональных файлов с компьютера на Киндл - очень просто. Я предпочла использовать бесплатную программу Calibre, чтобы конвертировать мои.rtf файлы, противопоставив Амазоновскому конвертеру, который делает это за дополнительную плату.
Покупки.
Покупать книги и игры (да, игры!) через Амазон страшно просто если вы покупаете их напрямую с Киндла или с компьютера - мой кошелек беспокойно шевелится когда я печатю это. Да, там целая куча бесплатного контента, в основном классика. Амазон Виспернет технология работает через бесплатую 3G сеть и позволяет лазить по Амазону, но я думаю что за веб браузинг они просят дополнительную плату. Я не смотрела на это в деталях. Скачка изумительно быстрая. В мой первый день я скачала 29 книг за менее чем 10 минут. Амазон следит за тем, что вы купили и скачали, и если вы удалили книгу по незнанию, с целью освобождения места в памяти или в результате поломки устройства, то позже ее можно будет скачать уже забесплатно.
Киндл идет со встроенным Оксфордским Словарем. Его можно просматривать независимо или вызывать простым нажатием кнопки из любой книги чтобы посмотреть значение какого-либо слова.
Амбианс.
Чтобы сделать процесс прочтения еще более приятным, вы можете закачать на устройство ваши любимые МП3-шки, с одним "но". ДХ воспроизводит музыкальные файлы в том порядке, в каком они были залиты, хотя и есть клавиши чтобы сделать паузу или перемотать на следующий трак. Как я и думала, озвучка текста в процессе воспроизведения не работает.
Память.
Киндл теоретически может держать примерно 3500 книг, документов и периодики.
Батарея.
Заряда батареи хватает примерно на 1 неделю с 3G включенным и 2-3 недели если вайерлесс выключен. Зарядить батарею с нуля заняло примерно 4.5 часа. Киндл можно использовать когда он заряжается, если он заряжается от компьютера, устройство надо отключить через панель управления ЮСБ подключениями, но не выдергивать провод.
Если Киндл не трогать 20 минут, то он автоматически впадает в спячку. А это время на экране отображается одно из нескольких изображений-скринсейверов. Моя челюсть оказалась на полу, насколько четко и детально они отображаются - как карандашом на бумаше.
Кто-то держит Киндл в режиме скринсейвера постоянно, когда не пользуются, я предпочитаю полностью его отключать.
На данный день я не привязывала мой Киндл к Твиттеру, Фейсбуку либо какой-то другой соцсети, но я думаю сделать это в ближайшем будущем.
И вышенаписанное только начинает описывать все восхитительные способности этого устройства.
Короче, я абсолютно влюбилась в ДХ! Плюсы с большим отрывом перевешивают минусы, по моему мнению. Если вам не нравится читать, или вы читаете редко и не так много, то скорее вы захотите сэкономить вместо того, чтобы купить прижималку для бумаги на столе за $379USD. Однако, если вы активно читаете, особенно электронные книги, это идеальный инструмент и я горячо рекомендую его. Я нахожусь в процессе написания двух новелл, и невозможно недооценить, насколько Киндл ДХ сохраняет мое зрение, поскольку пялиться в экран не есть хорошо. Также он избавляет меня от необходимости изредка печатать 700-страничный манускрипт (та еще работенка! -прим. перев.)
Ваши вопросы и комментарии приветствуются!
P.S. Задавайте вопросы, русский, английский - пофиг, я переведу.