Мифы и правда о спящем медведе: сосут ли медведи лапу и можно ли считать их зимний сон настоящей спячкой?

Медведи, ежи, лягушки, барсуки, летучие мыши и змеи – всех этих животных объединяет то, что они погружаются зимой в спячку. Но этот зимний сон по своим физиологическим параметрам у всех очень разный: одни вмерзают в лед, другие – например, сурки – крепко спят, а третьи пребывают в состоянии легкой дремоты. Среди последних как раз медведи, сон которых зоологи не считают полноценной зимней спячкой. Сегодня, в День медведя, который отмечается в нашей стране 13 декабря, расскажем, как зимуют косолапые и зачем они сосут во сне лапу, а заодно поделимся удивительными фактами о зимней спячке разных животных и выясним, кто из них может проспать дольше всех.

Для чего в жизни животных существует зимняя спячка

Удивительно, но спячка существует даже у обитателей теплых регионов: например, толстохвостый лемур, живущий на Мадагаскаре, спит по несколько месяцев в году, пережидая период жары и засухи на острове. Ну а обитатели северных широт с ярко выраженными сезонами года спят совсем по другой причине и делают это зимой.

Для начала напомним, что все животные делятся на две большие группы: теплокровные – гомойотермные, и холоднокровные – пойкилотермные. К теплокровным относятся представители только двух классов – птиц и млекопитающих: это те животные, которые могут поддерживать постоянную температуру тела вне зависимости от температуры окружающей среды. А вот всем остальным – пресмыкающимся, земноводным, рыбам, членистоногим и другим холоднокровным приходится очень тяжело: даже при низких положительных температурах они уже не могут вести обычный образ жизни. И с наступлением осени у них только один выход – погрузиться в спячку или подобное ей состояние оцепенения, найдя укромное местечко, где температура, как правило, не падает ниже 0 °C. Итак, первая причина спячки животных – это низкие температуры воздуха, при которых холоднокровные существа не могут вести активный образ жизни, подобный тому, который ведут в теплом сезоне.

Ну и вторая причина, наиболее очевидная, – это бескормица. Все те, кто в основном питается зелеными растениями, корнями, семенами и плодами с наступлением холодов остаются без еды. Да и многим плотоядным, питающимся мелкой добычей, зимой тоже есть практически нечего. Все насекомые, черви, слизни, улитки, лягушки, ящерицы, змеи – все эти холоднокровные, укрывшись в своих зимних убежищах, исчезают из поля зрения хищников. При этом птицы могут мигрировать, и более половины орнитофауны России так и делает.

А как спасаются от зимней бескормицы звери? Кто-то накапливает с осени много жира и постепенно расходует его, как например, лисы или манулы. Многие из вас наверняка видели манула Тимофея из Московского зоопарка, который так отъелся, что уже не может забраться на дерево. Другие звери делают запасы еды: например, кроты накапливают в норах дождевых червей, бобры заготавливают много ветвей и стволов деревьев, а пищухи с середины лета начинают сушить траву и к зиме складывают это сено в норах. Ну а третьи научились спать и не переживать о еде. Суслики, сурки, хомяки, луговые собачки, ежи, летучие мыши, бурундуки, барсуки, енотовидные собаки и бурые медведи – все эти обитатели северных широт зимой отправляются на покой подобно холоднокровным существам.

Какие виды спячек бывают у животных

В царство животных входит невероятно большое разнообразие живых организмов, которых объединяет гетеротрофность – неспособность к самостоятельному синтезу первичных органических веществ. Среди животных выделяют разнообразные классы: например, есть насекомые, брюхоногие моллюски, хрящевые рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие, которых часто называют звери. У каждого класса животных свои особенности строения и функционирования организма, поэтому и спячка у животных бывает разная. Биологи выделяют несколько разновидностей зимнего периода покоя, в зависимости от того, какие процессы происходят в это время в организме.

• Оцепенение. Это состояние характерно для холоднокровных животных, и в него погружаются, например, рыбы, земноводные, рептилии и различные беспозвоночные. Насекомые, которые не погибают с приходом осени, а остаются зимовать, – самки шмелей, бабочки крапивницы или взрослые жуки – в холодное время года существуют в состоянии диапаузы, во время которой все процессы в организме прекращаются. Рыбы адаптируются к холодам по-своему. Одни зарываются в ил на дне водоема, а другие пережидают холодный период в зимовальных ямах на глубине: особи сбиваются в большие стаи и почти не двигаясь проводят там по 3-4 месяца, питаясь за счет накопленного заранее жира. А вот морские рыбы, например, некоторые виды трески, имеют специальный ген, который отвечает за выделение белков-антифризов: находясь в крови рыб, этот белок блокирует рост кристаллов льда и даже при отрицательной температуре воды они могут выжить, хоть и становятся менее активными (прим. ред.: из-за солености морская вода замерзает не при 0 °C, а при минус 1,9 °C.)

У пресмыкающихся и земноводных сезонное оцепенение называется брумацией. Змеи и ящерицы ищут глубокие норы в земле, где температура не опускается ниже 0 °C, и в состоянии замедленного метаболизма проводят там зиму. При этом среди земноводных, например, есть настоящие фокусники, в организме которых вырабатываются специальные криозащитные вещества, которые спасают клетки от повреждений и гибели во время замерзания. В качестве таких веществ могут выступать глицерин и глюкоза.

Например, сибирский углозуб из отряда хвостатых земноводных продуцирует глицерин и накапливает его в клетках – в итоге это вещество может составить до 15% от массы тела животного. Известен случай, когда эта амфибия пробыла в замороженном состоянии более 90 лет, а потом благополучно растаяла и продолжила свой жизненный путь. Еще один «гений заморозки» – американская лесная лягушка, в теле которой накапливается гликоген. При похолодании это вещество трансформируется в глюкозу, которая, присутствуя внутри клеток, не позволяет им промерзнуть. В итоге сердце лягушки останавливается, легкие прекращают работу, вокруг клеток образуется лед, но сами клетки выживают.

• Гибернация. Этим термином зоологи называют то состояние, которое считается настоящей спячкой, и погружаются в него уже теплокровные существа: суслики, ежи, сони, хомяки, сурки. Во время гибернации у животного наблюдается:
  • значительное снижение температуры тела: например, у некоторых ежей и сусликов температура тела может опускаться до 0 °C и даже чуть ниже;
  • замедление сердцебиения: у ежей частота сердечных сокращений падает со 180 до 20-60 ударов в минуту;
  • замедление дыхания и всех обменных процессов: например, суслики во время гибернации вместо 100 вдохов в минуту делают всего 1;
  • очень глубокий сон: животное не пробуждается от прикосновений и громких звуков;
  • выработка специальных ферментов и белков: например, у сусликов синтезируется специальный белок альфа-2-макроглобулин, который препятствует сворачиванию крови при замедленном кровообращении.

Во время гибернации отмечены редкие случаи не просто понижения температуры тела у теплокровных животных, а ее снижение до отрицательных значений. Например, у арктических сусликов температура тела может опуститься ниже 0 °C, потому что в Якутии, где обитают эти зверьки, попросту невозможно найти непромерзающих нор и укрытий: в этом регионе распространена вечная мерзлота, и тем не менее тела сусликов приспособились и к таким экстремальным условиям.

Однако гибернация не означает непрерывный глубокий сон на протяжении месяцев: звери во время зимовки периодически просыпаются. Например, хомяки выходят из гибернации, бодрствуют какое-то время, едят, перемещаются из норы в нору и снова погружаются в глубокий сон. И летучие мыши, зимующие в глубине пещер, тоже могут просыпаться: иногда температура воздуха опускается ниже 0 °C, и тогда им приходится перемещаться в более теплое место.

• Зимний сон. Это состояние нельзя отнести к полноценной гибернации, и как раз в нем пребывают бурые медведи, бурундуки, барсуки и енотовидные собаки. Температура их тела падает, но несущественно: например, у медведей она опускается лишь до 31 °C, а у барсуков до 34,5 °C. При этом сам сон поверхностный, с частыми пробуждениями. Например, косолапый может легко пробудиться во время оттепели или если не набрал достаточно жира – так в лесу появляются голодные и очень агрессивные медведи-шатуны, встреча с которыми не сулит ничего хорошего.

Выдающиеся сони в мире животных: кто спит дольше всех?

Поспать во время зимних месяцев – это очень разумно. Но среди животных есть и такие, которые не ждут наступления морозов и первого снега и могут спать и в сентябре и даже среди лета. Кто же спит дольше всех?

1. Бурые медведи в северных регионах и европейские ежи спят до 6 месяцев.
2. Арктический суслик, тот самый, что может пережить температуру тела ниже 0 °C, спит до 8 месяцев в году.
3. Сурки спят до 9 месяцев в году: как только заканчиваются семена злаков и сочный зеленый корм, то есть примерно в конце августа, зверьки отправляются в спячку.
4. Грызун соня-полчок может спать более 11 месяцев: его жизнь зависит от урожая орехов и семян, поэтому в неурожайный год они не размножаются, а поняв, что еды не предвидится, отправляются обратно спать.
5. Восточный карликовый поссум, обитающий на юго-востоке Австралии и на острове Тасмания, может проспать целый год. Крошечный сумчатый зверек питается в основном нектаром и пыльцой, а в тот период, когда растения не цветут и его питание недоступно, он отправляется в спячку, которая обычно длится до 10 месяцев. Но официальный зарегистрированный рекорд спячки этого вида – 367 дней.

Мифы и правда о спячке медведей

Бурые медведи, хоть и считаются хищниками, но они не настолько плотоядные, как волки, песцы или лисицы. Их рацион все же по большей части состоит из растительной пищи: корни, ягоды, зеленые побеги. Да, есть отдельные популяции, например, на Камчатке или на Аляске, где осенью такое изобилие лососевых рыб, что вегетарианская диета не имеет никакого смысла. Но в целом бурые медведи едят растительный корм, насекомых, тех же муравьев очень любят, поэтому зимой им попросту нечего есть: проще лечь спать, чем прокормить такой большой организм в морозы. Что же происходит во время спячки и как медведи к ней готовятся? Вот несколько любопытных фактов о медвежьем сне.

• В конце лета, когда световой день сокращается, медведи уже начинают питаться больше обычного, наращивая к спячке жировую ткань до 15 см толщиной.
• В печени и в жировой ткани накапливается витамин Е – токоферол, который постепенно снижает скорость обмена веществ.
• После того как косолапый залегает в берлогу, внутри нее снижается содержание кислорода и повышается уровень углекислого газа, а с приходом зимних морозов в медвежьем жилище падает температура воздуха: все это способствует погружению в сон.

• Во время спячки медведь не питается, не пьет воду и не выводит продукты жизнедеятельности: энергию для поддержания жизни и необходимую воду организм берет из жировых отложений, а общий уровень метаболизма снижается на 50-70%.
• Частота сердечных сокращений и дыхание сокращаются в 5-7 раз.
• Медведи не сосут лапы, а облизывают их. Дело в том, что во время спячки происходит обновление кожи на подушечках лап, и чтобы снизить зуд и беспокойство, медведь их облизывает.
• Во время спячки самки рожают детенышей. Интересно, что у самок бурых медведей оплодотворение происходит в мае-июне, но развитие эмбрионов начинается только после того, как медведица погрузится в спячку: природа подстроила беременность медведиц под сроки зимнего сна, чтобы малыши появлялись на свет в берлоге. Медвежата рождаются в середине зимы: они слепые, глухие и весят всего около 500 грамм. Оставаясь до весны в берлоге, они питаются только молоком матери и к моменту выхода на поверхность весят уже 3-7 килограмм.
• Если медведь-шатун покинул берлогу, то он больше не может залечь обратно в спячку.
• После выхода из берлоги медведи еще несколько дней не питаются: организм восстанавливается до нормального уровня метаболизма.

Кстати, спят зимой не все российские медведи. Кроме бурого медведя, в нашей стране обитают еще два вида: это черный, или гималайский медведь, живущий на Дальнем Востоке, и белый медведь в арктических широтах. Гималайский медведь тоже готовит себе берлогу или ищет дупла для зимовки, и его спячка похожа на сон бурого медведя. А вот у белых медведей все по-другому. Самцы всю зиму ведут активный образ жизни, невзирая на полярную ночь и невероятный холод, в то время как медведицы залегают в берлоги, чтобы произвести на свет малышей – самки этого вида пребывают в состоянии сна, но не глубокого.

***

Оцепенение, гибернация и различные физиологические особенности этих удивительных процессов интересны не только с точки зрения изучения братьев наших меньших: они имеют вполне практическое значение и для жизни людей. Исследования этих необычных состояний животных активно ведутся в разных странах мира, в том числе и в нашей стране. Например, в Институте биофизики клетки РАН разработали препарат на основе газа ксенона, который способен погрузить млекопитающих – в эксперименте принимали участие кролики и крысы – в состояние, при котором падает температура тела и снижается частота сердечных сокращений. Результаты подобных исследований могут дать толчок в развитии многих важных направлений, таких как медицина и космическая отрасль. Например, технологии глубокого охлаждения расширят возможности трансплантологии: появится возможность длительного хранения внутренних органов человека и их транспортировки на дальние расстояния. Кроме этого, погружение тела человека в состояние гибернации или нечто подобное может помочь решить и многие проблемы космических перелетов на дальние расстояния. Ведь благодаря особому режиму функционирования организма во время такого состояния ему потребуется меньше еды и кислорода во время пути.

Автор текста Ольга Фролова

Изображение на обложке: Hans-Jurgen Mager/Unsplash (Ai-анимация)

• #Млекопитающие