Нет, медведи на самом деле не впадают в спячку.
Для многих животных, обитающих в холодном климате, зима означает режим пониженного энергопотребления. Но ни одно существо не связано с образом долгой уютной зимы так тесно, как медведи, уютно устроившиеся в своих берлогах. Это удивительно, учитывая, что медведи на самом деле не впадают в спячку; по крайней мере, не так, как «глубокоспящие» животные, такие как белки, летучие мыши и скунсы.
Во время зимней спячки температура тела животного может снизиться до температуры наружного воздуха. Частота сердечных сокращений и дыхание также падают примерно до одного процента от нормы. Это радикальная адаптация для сохранения энергии в то время, когда многим существам приходится бороться за то, чтобы оставаться в тепле и сытости.
Спячка распространена среди мелких млекопитающих. Рептилии и амфибии в холодном климате делают нечто подобное (хотя технически это называется брумацией). У медведей же совершенно другая стратегия выживания зимой.
Что такое спячка?
Спячка — это добровольное состояние, в которое животные впадают под воздействием факторов окружающей среды, таких как сокращение светового дня. Наиболее ярким примером может служить арктический суслик, который впадает в спячку до восьми месяцев в году и снижает температуру своего тела до 27 градусов по Фаренгейту, что является самым низким показателем среди млекопитающих. Спящие животные неподвижны в течение длительного времени, но многие просыпаются на короткое время каждые одну-три недели, в зависимости от вида.
Исследование спящих сусликов показало, что эти периодические периоды пробуждения «могут активировать спящую иммунную систему, которая затем может бороться с патогенами», попавшими в организм во время спячки. Они также могут быть необходимы для того, чтобы тело животного не отключалось полностью. Некоторые животные перекусывают запасённой пищей или ходят в туалет во время перерывов в спячке, которые называются «пробуждениями».
Медведи технически не впадают в спячку
Медведь, устроившийся в своей зимней берлоге, находится в другом состоянии энергосбережения, чем спячка. Вместо этого медведи впадают в состояние, называемое оцепенением (прилагательное — оцепеневший).
В отличие от спячки, оцепенение является непроизвольным и в основном вызвано нехваткой пищи. Это состояние также встречается у других групп млекопитающих, таких как сумчатые, и даже у некоторых птиц, питающихся летом насекомыми.
Другое различие между оцепенением и спячкой заключается в том, что оцепенение — это непрерывное состояние с низким энергопотреблением, без периодов пробуждения, когда активность животного резко возрастает.
Оцепенение в основном встречается у чёрных и бурых медведей. Во многом это связано с тем, что эти медведи всеядны и предпочитают растения. «Во многих внутренних районах растительность составляет до 80–90 процентов их рациона», — сообщает Национальная федерация дикой природы. Поэтому отсутствие растений в самую глухую пору зимы вызывает у этих медведей оцепенение.
Медведи в более жарком климате, где пища доступна круглый год, например, в Юго-Восточной Азии или в Южной Америке, в оцепенение не впадают.
Как меняется тело медведя во время оцепенения
Хотя некоторые «глубокоспящие» животные, такие как грызуны, запасают пищу на зиму, медведи полагаются на запасы жира во время оцепенения. Этот жир может составлять до 30 процентов массы тела медведя. У оцепеневшего медведя прекращаются функции приёма пищи, питья и посещения туалета, поскольку его организм метаболизирует эти запасы.
«Бурундуки снижают частоту сердечных сокращений с обычных 350 ударов в минуту до почти неуловимых четырёх ударов в минуту во время спячки», — пишет Крис Бахман для Национального лесного фонда. Это снижение почти на 99 процентов!
Напротив, частота сердечных сокращений у оцепеневшего медведя гризли падает примерно на 77 процентов, со 84 ударов в минуту до 19.
Температура тела оцепеневшего медведя также снижается значительно меньше, чем у спящего животного, всего на восемь-двенадцать градусов по Фаренгейту. Сравните это с температурой тела бурундука, которая может упасть на целых 54 градуса по Фаренгейту во время спячки.
Что медведи делают во время оцепенения
Хотя медведи становятся менее активными во время оцепенения, они всё равно двигаются более последовательно, чем спящие животные. Исследователь-биолог Шон Фарли, пишущий для Департамента рыбы и дичи Аляски, объясняет, что оцепеневшие медведи «проходят через множество изменений позы, когда они периодически просыпаются, чтобы пошевелиться. Считается, что это помогает предотвратить образование пролежней. Медведи также меняют положение, чтобы лучше сохранять тепло».
Несмотря на снижение активности, оцепеневшие медведи сохраняют свою силу и мышечную массу. То же самое относится и к «глубокоспящим» животным из-за метаболических изменений, которые происходят в организме животных в обоих состояниях энергосбережения.
Хотя «глубокоспящие» животные размножаются после спячки весной, самки медведей просыпаются, чтобы родить и заботиться о своих детёнышах во время оцепенения. Весной они выходят из своих зимних берлог с детёнышами.
Примечательно, что медведи спариваются весной или летом, но технически не становятся беременными до зимы из-за стратегии, называемой отсроченной имплантацией. Как только яйцеклетка самки медведя оплодотворяется, она остаётся в её теле в состоянии покоя в течение нескольких месяцев. Беременность развивается только в том случае, если самка набирает достаточно веса для длительной комфортной спячки.
Не все медведи впадают в оцепенение
Даже бурые и чёрные медведи впадают в оцепенение только тогда, когда пища недоступна в течение длительного времени. В Аляске эти медведи впадают в оцепенение на два месяца в год на юге, но на семь месяцев на севере штата, где зима более суровая.
Медведи, содержащиеся в неволе, часто вообще не впадают в оцепенение из-за постоянного кормления (что может привести к ожирению, поскольку медведи не используют свои жировые запасы).
Гигантские панды полагаются на растения в качестве пищи даже больше, чем бурые и чёрные медведи, но, удивительно, они вообще не впадают в оцепенение. Бамбук содержит так мало калорий, что панды должны есть постоянно, просто чтобы поддерживать свою энергию, и не могут набрать жир на зиму. Поэтому вместо того, чтобы впадать в оцепенение, когда их горные склоны становятся холодными, панды просто мигрируют вниз на более низкие высоты.
Можно подумать, что белые медведи, живущие в суровых арктических условиях, будут впадать в оцепенение дольше, чем другие медведи, но большинство из них остаются активными всю зиму. Опять же, всё сводится к рациону. В отличие от многих других медведей, белые медведи — строгие хищники. Их основной источник пищи — мясо — не исчезает зимой, поэтому они охотятся круглый год. Однако беременные самки белых медведей впадают в оцепенение, чтобы родить зимой, как бурые и чёрные медведи, выкапывая «материнские берлоги» во льду и снегу.
Оцепенение медведей имеет значение для нашего здоровья
Учёные всё ещё работают над тем, чтобы понять биологические процессы, лежащие в основе состояния оцепенения, и выяснить, как мы можем применить эти знания в медицине человека. «Знание того, как медведи могут набрать огромное количество веса, а затем проводить месяцы без пищи и с минимальной подвижностью без вреда для здоровья, может открыть двери для терапии человека», — говорит команда, исследовавшая эффекты оцепенения медведей в 2023 году.
Исследование 2011 года показало, что во время оцепенения сердце медведя претерпевает «сложную серию изменений», которые «предохраняют от осложнений, которые могут возникнуть из-за сильно сниженной активности». Другие исследования показали, что оцепенение сдвигает циркадные ритмы медведя (его внутренние биологические часы) и естественным образом подавляет белок, вызывающий образование тромбов. Если мы сможем разгадать эти секреты, мы сможем улучшить жизнь пациентов больниц с длительным сроком пребывания, у которых повышен риск потери мышечной массы и образования тромбов из-за малоподвижности, а также людей с частотой сердечных сокращений ниже среднего.
Знание того, как работает оцепенение, также может помочь людям, работающим в нерегулярные часы, например, в ночную смену, скорректировать свои циркадные ритмы, уменьшив негативные последствия для здоровья. Один исследователь даже назвал исследования белков крови медведя «потенциальным швейцарским армейским ножом» из-за множества применений.