Опасна ли теплая зима для впадающих в спячку животных
Этой зимой в центральных и северо-западных областях России уже видели медведей, ежей, лягушек и даже гадюк. Все эти животные в такое время года должны находиться в спячке. Что будет с теми, кто проснулся, и насколько предварительный выход из спячки — редкое явление?
Нынешняя зима в Европейской части России выдалась аномально теплой. Это сказалось не только на настроении проживающих там людей, но и на состоянии других животных.
Долгие периоды с плюсовой температурой, по крайней мере днем, а то и ночью, а также отсутствие снега привели к тому, что в январе люди стали замечать на поверхности земли тех, кого в это время года обычно не видно.
В Тимирязевском парке в Москве обнаружили гуляющую по снегу травяную лягушку (хотя и подписали ее жабой), а в Лихославле Тверской области даже нашли гадюку. На фоне этих холоднокровных еж, которого видели в Одинцово, и медведь на трассе вблизи Тихвина вовсе не кажутся экзотикой.
Все эти животные зимой переживают период покоя, в просторечии обобщающе называемый спячкой. А еще со времен чтения книг по природоведению и рассказов про русский лес мы помним, главным образом на примере бурого медведя, что несвоевременное прерывание спячки не сулит ничего хорошего ни для зверя, ни для того, кто с ним повстречается.
Что грозит тем, кто в этом году слишком рано проснулся (а может, и не засыпал) ? Умрут ли они? Насколько часто вообще те, кто должен «отдыхать» в холодное время года, зимой бывают активны?
Терминология
Прежде всего надо определиться с понятиями — и тогда мы увидим, что зимний покой у разных видов неодинаков. «Настоящую» спячку еще называют гибернацией, и она предполагает, что температура тела теплокровного животного сильно снижается, а кроме того, существенно падает интенсивность обмена веществ.
Четко очерченной границы между зимним сном и гибернацией с точки зрения разницы температур тела нет. Скажем, зимнее состояние бурого медведя в русскоязычной литературе принято называть не спячкой, а зимним сном, потому что температура его организма падает незначительно — на шесть градусов Цельсия, с 37 до 31.
Считается, что от зимнего сна можно в любой момент пробудиться и он ближе по структуре к настоящему сну, чем гибернация. К тому же, он не обязателен для жизни, то есть бурые медведи могут и не уходить на покой на зиму. Впрочем, в англоязычных источниках медвежий сон в берлоге считают гибернацией, пусть и не вполне типичной.
Зимовка гадюк
Рептилии и амфибии в подавляющем большинстве своем не могут поддерживать постоянную температуру тела (то есть они холоднокровные), их зимний покой достигается другими физиологическими механизмами, порой предполагающими еще большее охлаждение организма, вплоть до его вмерзания в лед. Это состояние называется иначе — брумация.
Входят и выходят
Зимний отдых зверей не означает прекращение процессов жизнедеятельности. Процессы идут, пусть и не так быстро, как в остальные времена года. Например, у американских и длиннохвостых сусликов — а спячка сусликов изучена едва ли не лучше, чем у всех остальных животных — зимой растут резцы. Скорость этого процесса, видимо, зависит от температуры тела.
Хотя гибернация — глубокая перестройка работы организма (о ее механизмах мы писали в материале «Вечером мы погрузимся в спячку»), глубина ее нестабильна.
Периоды полного покоя перемежаются кратковременными выходами из спячки раз в несколько недель или даже дней. Во время них животное ест, переходит из одной норы в другую (по свидетельству великого натуралиста Александра Формозова, так делают обыкновенные хомяки) или… спит (в это время наблюдается и медленноволновый сон, и фаза быстрых движений глаз).
Зимовочная нора хомяка
При любом из описанных процессов температура тела животного растет, приближаясь к характерной для активного состояния. Все эти варианты предполагают, что гибернация на самом деле в ряде аспектов представляет собой затратный процесс и от него надо периодически отдыхать, восполняя запасы энергии.
Получается, что некоторых зверей можно застать зимой на поверхности (гибернируют все обычно в укрытиях) во время перерывов в спячке. А тех, для кого характерен менее глубокий вид отдыха, зимний сон (например, бурундуков и енотовидных собак), увидеть сейчас еще проще: если не очень холодно, такие звери и не уходят на покой. Главное — жить в тех местах, где они водятся.
Места в Европейской части России, где встречается хомяк обыкновенный
Места в Европейской части России, где встречается бурундук сибирский
Места в Европейской части России, где встречается енотовидная собака
Случаев пробуждения хомяков в СМИ в этом году пока не отмечено, бурундуков — тоже (хотя это, может быть, потому, что их по нашу сторону Урала водится мало). А вот енотовидные собаки были замечены в Ленинградской области. Вероятно, они так и не ложились спать.
Еще сообщают, что в Калмыкии проснулись суслики (хотя обычно это происходит на месяц позже), но не уточняют, какого именно вида.
Почему они просыпаются?
Судя по имеющимся данным, для сроков спячки значение имеют не только температура окружающей среды, количество корма и длина светового дня, но и работа «внутренних часов». Если в гибернацию, зимний сон и брумацию теоретически можно уйти, ориентируясь на внешние раздражители, то выйти из этих состояний, находясь в укрытии, где никакого солнечного света не видно, а температура субстрата может как подниматься, так и опускаться, без заранее заведенного таймера непросто.
Таким таймером, скорее всего, служит pars tuberalis — область передней доли гипоталамуса, а конкретно те ее клетки, которые вырабатывают бета-субъединицу тиреотропного гормона.
Мелатонин — один из основных регуляторов ежедневного сна и бодрствования — тут не задействован, а вот концентрация упомянутого компонента тиреотропина у обыкновенного хомяка колеблется в зависимости от времени года. Определенное значение может иметь и количество подкожного жира — в особенности у тех, кто не ест во время кратковременных пробуждений.
Многие млекопитающие сразу после выхода из спячки спариваются или рожают. При этом роль половых гормонов в прекращении гибернации пока не вполне понятна: возможно, она сильно варьирует от вида к виду.
У хомяков регуляция гибернации за счет pars tuberalis не зависит от уровня тестостерона. Но если кастрированным самцам золотистого суслика вводить тестостерон в концентрации как у нетронутых самцов в конце гибернации, они не могут вернуться в спячку из периодов временного пробуждения.
Судя по всему, чувствительность их клеток к тестостерону и ряду других гормонов под конец спячки растет. Однако от этого не становится яснее, что причина пробуждения и подготовки к нему, а что следствие.
У рептилий, по крайней мере у самцов гадюк Vipera aspis, в последние два месяца перед спячкой в крови снижается уровень гормона щитовидной железы тироксина. Подниматься он — и, видимо, активность щитовидной железы в целом — начинает в конце брумации. Содержание тестостерона начинает расти сразу после выхода из спячки и поэтому вряд ли служит сигналом к ее прекращению.
Амфибии, а конкретно травяные лягушки, — те самые, которых видели в Москве, — получают энергию во время спячки за счет распада гликогена в печени. Чем севернее живет лягушка, тем больше гликогена она накапливает. Вероятно, истощение его запасов служит одним из сигналов к тому, чтобы выйти из периода покоя.
(a) Изменение температуры тела американского суслика и температуры почвы во время его гибернации. (b) Изменение температуры тела американского суслика во время кратковременного выхода из гибернации. Она резко возвращается к норме, держится на этом уровне несколько часов, а затем примерно в течение суток плавно опускается обратно
Получается, что аномально теплая погода не обязательно служит причиной окончания гибернации и брумации. Наверняка она влияет на сроки периода покоя, но это лишь один из факторов и не всегда самый главный.
Еще стоит помнить, что многие животные зимуют довольно глубоко в почве и повышение температуры может их просто не коснуться. Более того, многие выходят из гибернации еще тогда, когда земля не прогрелась до конца.
Спячка — это опасно
Сергей Крускоп, специалист по систематике летучих мышей, заведующий сектором териологии Зоологического музея МГУ и ведущий научный сотрудник этого же учреждения, говорит, что сигналом к выходу из зимней спячки для зверей, судя по всему, служит температура.
Однако ученый не указывает, какой она должна быть для окончания гибернации и сколько дней она обязана держаться. (Вероятно, такие данные могут скрываться в многолетних фенологических наблюдениях, но мы, увы, нашли там почти исключительно описания явлений, связанных с более заметными и незимоспящими животными — птицами.)
Также Крускоп напоминает, что спячка — в принципе опасное занятие: «Летучие мыши иногда впадают в спячку в местах, которые при сильных морозах промерзают сильнее, чем это допустимо. Тогда они могут разогреться, выйти из этого состояния и переместиться в более подходящее место. У сусликов, сонь, ежей таких способов нет, они выходят из спячки либо при повышении окружающей температуры, „пробуждаясь“ в активное состояние, либо уже на ту сторону бытия. Подозреваю, что огромное количество животных этих видов гибнет именно в это время».
Может ли, скажем, еж вернуться в спячку после пробуждения, Крускоп не знает. «Нет статистики, — говорит ученый. — Был бесснежный год, когда ежи просыпались в середине зимы, но поскольку ежей никто не учитывает поштучно, не отслеживает динамику их численности, невозможно сказать, стало ли их после этого меньше. Но то, что ежи существуют более миллиона лет, а теплые зимы уже случались, позволяет предположить, что какой-то защитный механизм у них есть».
А остальные?
В Европейской части России практически все холоднокровные зимой находятся в состоянии покоя. Из теплокровных в гибернацию, помимо упомянутых в тексте, впадают сони (это такие грызуны), а в зимний сон — барсуки.
Зимний сон характерен в основном для крупных зверей, чьи тела в силу соотношения объема и площади медленнее теряют тепло. Такие животные (медведи, енотовидные собаки, барсуки), по словам Сергея Крускопа, легко могут вернуться в активное состояние зимой.
Хотя бобров редко можно зимой увидеть на поверхности, они не впадают в спячку, а большую часть времени сидят в хатках. Для успешной зимовки им необходимо запасти достаточно корма, что они накануне и делают коллективными усилиями, всей семьей.
В городе зимой велик шанс столкнуться с летучими мышами, не сумевшими найти хорошее место для зимовки. Лучше всего отнести их в Центр зимней передержки рукокрылых Московского зоопарка. Аналогичные центры есть в Воронеже, Казани, Харькове, Киеве и некоторых других крупных городах.
Итак, если этой зимой вы встретили животное, в такое время года обычно не активное, не думайте, что непременно наблюдаете последние часы его жизни. Вероятно, с ним все нормально и оно просто находится в фазе очередной «плановой подзарядки» во время гибернации.
Если пробуждение не временное, то дальнейшая судьба животного в первую очередь будет зависеть от количества доступного ему корма.
В целом же, из всего сказанного получается, что иерархически четко назвать причины выхода животных из спячки с уверенностью никто не может: часть зверей вроде как просыпается от повышения температуры, часть — от внутренних физиологических перестроек.
Учитывая, что исследований физиологии гибернации и зимнего сна в дикой природе (а не в лаборатории) проводили довольно мало, специалисты затрудняются ответить на вопрос, могут ли звери полностью прекратить гибернацию, а потом вернуться в это состояние.
Однако и наши эксперты, и авторы различных статей, послуживших источниками для этого материала, сходятся во мнении, что похолодание, которое на территории европейской части России еще может наступить в феврале, и нехватка корма способны сильно осложнить жизнь тем, кто проснулся «не вовремя».
Вероятно, нынешняя бесснежная зима кое в чем опаснее для тех, кто не ложится спать. Линяющие звери, такие как беляки, в зимнем мехе сейчас очень хорошо заметны и могут стать легкой добычей хищников — ну или попасться на глаза тем, кто обычно их в это время года не видит.