Новости

Кто впадает в спячку?

В «Марий Чодра», как и в достаточно холодных регионах, к зимней спячке подготовлены преимущественно животные, обитающие в лесных и луговых экосистемах:

1.      Млекопитающие:

Бурые медведи, ежи, многие грызуны и летучие мыши — впадают в спячку для пережидания зимы, хотя барсуки и енотовидные собаки скорее впадают в оцепенение (зимний сон), а не настоящую глубокую спячку, выходя из него при оттепелях. 

• Бурый медведь: впадает в зимний сон (оцепенение), который не является такой глубокой спячкой, как у грызунов, поэтому может проснуться. В преддверии зимы он насыщается жиром — энергоемким запасом, который позволит ему выжить без пищи всю зиму. В его теле запускаются сложные физиологические процессы: сердцебиение замедляется, дыхание становится редким, температура тела падает примерно до 31°C (для медведей этот показатель не такой низкий, как у некоторых хищных животных). Спячка у медведя может длиться от 4 до 7 месяцев, в зависимости от погодных условий и запаса жира.
• Еж: классический пример животного, впадающего в настоящую спячку, однако, чуть более короткую и менее глубокую по сравнению с медведями: обычно от 2 до 4 месяцев. У ежей снижение температуры тела происходит до около 10°C, а сердечный ритм замедляется в 10 раз. Их дневная активность минимальна или полностью исчезает.
• Небольшие мышевидные грызуны: многие из них, например, сони, сурки, бурундуки, впадают в глубокую зимнюю спячку.
• Летучие мыши: большинство летучих мышей впадают в зимнюю спячку. 

Животные, которые не спят (или спят иначе):

• Енотовидная собака: Не впадает в глубокую спячку, а скорее в зимний сон (оцепенение), из которого может выходить. Это менее выраженные формы спячки, но некоторые из этих животных могут отказаться от активности в сильные морозы, уходя на «отдых» или анабиоз — это не полная спячка, а состояние замедленной активности.
• Барсук: В отличие от ежа, барсук впадает в зимний сон, но не глубокую спячку, и может просыпаться, чтобы поесть запасов. 

2.      Рыбы:

 в водоемах национального парка Марий Чодра обитает разнообразие рыб, среди которых наиболее распространены:

Карась  (Carassius carassius)

Щука (Esox lucius)

Линь (Tinca tinca)

Вьюн (Cobitis taenia)

Общее описание поведения:

Рыбы в этих водоемах проявляют особенности адаптации к сезонным изменениям климатических условий. В летний период большинство видов активно питаются, ищут пропитание и размножаются. В зимний период их активность значительно снижается, часть видов уходят в состояние зимней прижизненной спячки или замедляют обмен веществ.

Питание рыб

Карась и линь:

Питаются водорослями, мелкими беспозвоночными, органическими частицами со дна, а также частично кормом растительного происхождения, содержащимся в водоемах. В летний период они активно ищут корм, а зимой пища для них — это иногда остатки растительных и животный корм, находящиеся в толще воды или на дне.

Щука:

Хищная рыба, питается мелкими и средними рыбами, ракообразными, иногда ракообразными, лягушками. В летний период активна и охотится на мелких рыб, в зимний — ее активность снижается, и она становится менее подвижной.

Вьюн:

Питается водорослями, детритом, мелкими беспозвоночными. В зимний период, как и другие рыбы, уменьшает активность и ищет укромные места.

Особенности изменения активности с наступлением морозов

Период осени — подготовка к зиме: начиная с середины осени, при снижении температуры воды менее 10°C, активность большинства рыб постепенно снижается. В водоемах Марий Чодра, где водяной слой замерзает только при очень сильных морозах, рыбы начинают перемещаться в более глубокие и теплые слои воды, чтобы сохранять тепло и энергию.

Зимняя спячка или снижение активности:

В регионах с суровыми зимами, как НП «Марий Чодра», при образовании льда рыбы перемещаются в зону, где температура остается чуть выше нулевой, и снижают метаболизм до минимума, что позволяет им переживать в условиях низкой температуры без пищи и с минимальными затратами энергии. Например, карась и линь задерживаются в глубоких ямах и зарываются в ил, где температура воды более стабильна и выше, чем у поверхности.

Весна — пробуждение:

По мере повышения температуры воды (до +4-+8°C) активность рыб восстанавливается, они начинают искать пищу и размножаться. В это время в водоемах наблюдается увеличение количества рыбы, активной в поиске корма.

3.       Рептилии и амфибии

Большинство рептилий, таких как ящерицы, в зимний период впадают в анабиоз — снижение обменных процессов и физиологических функций до минимума. В национальном парке, рептилии уходят в укромные норы, под кору или под камни, где температура держится около +4…+8°C. Их сердце бьется очень медленно, дыхание практически останавливается, и они «ждут» весеннего потепления.

Например, большинство  тритонов и ящериц , также впадают в зимнюю спячку, затаиваясь под слоем листьев или в водоемах с низким содержанием кислорода, где вода не замерзает полностью. Их метаболизм сокращается в несколько раз.

Как происходит впадение и выход из спячки?

Процесс спячки у животных — постепенный. Перед наступлением холодов они начинают постепенно снижать физическую активность, уменьшая количество потребляемой энергии. У млекопитающих, таких как медведи, подготовка завершается за несколько недель: накапливается жир, и организм переходит в особое состояние «замедленной деятельности». Спячка начинается с понижения температуры тела, сердцебиения и дыхания, что позволяет экономить энергоресурсы.

Выход из спячки у таких животных сигнализируют таяние снега и повышение температуры воздуха. Его организм «просыпается» постепенно — сначала увеличивается дыхание, затем сердцебиение, и затем появляется желание искать пищу.

У рептилий и амфибий процесс аналогичен, только они выходят из анабиоза, когда температура окружающей среды начинает повышаться, и время пробуждения может быть связано с конкретными климатическими условиями.

Энергетические затраты и ресурсы

Спячка — это гипоэнергетический режим: у большинства животных снижается обмен веществ, что минимизирует расход запасов жира и протеинов. Например:

• Медведь использует примерно 70% своих запасов жира за период спячки.
• Еж — за 2-4 месяца спячки расходует минимальное количество энергии, так как его восстановление после пробуждения незначительно.
• Рыбы — снижают свою активность, тратя очень мало энергии благодаря высокой эффективности энергетических систем.

Это позволяет животным пережить периоды, когда пищи практически нет — особенно в зимний сезон, когда доступ к еде затруднен.

Поведение и адаптации во время спячки

Кроме физиологических изменений, животные демонстрируют и поведенческие адаптации:

• Выбор укромных мест: норы, под корой, камням,  в корнях деревьев.
• Создание утепляющих покрытий: например, групповой поселок ежей в куче листьев, толстый слой мха.
• Регулировка температуры: уход на глубину водоемов или под землю, где температура менее колеблется.

Итог

Зимой в Национальном парке «Марий Чодра» природа замедляет свои механизмы, чтобы защитить наиболее уязвимых — животных, которые посвящают этот сезон полноценному отдыху. Спячка — удивительный и сложный физиологический процесс, требующий огромных затрат внутренней энергии и точного регулирования обменных процессов. Она является ярким примером того, как даже самые суровые условия могут стать временным  приютом для живых существ.

Понимание этих процессов помогает нам лучше ценить богатство и мудрость природы, а также вдохновляет на бережное отношение к окружающей среде в любое время года.

Впадающие в спячку и анабиоз животные национального парка Марий Чодра: научные данные и факты

Зимняя адаптация животных — это результат сложных физиологических и биохимических изменений, подтвержденных многочисленными исследованиями. Ниже приводятся конкретные научные данные, связанные с процессами спячки, анабиоза и зимней активности.

Млекопитающие

Бурый медведь (Ursus arctos):

• Длительность спячки: в умеренных широтах — от 4 до 7 месяцев, в северных регионах может увеличиваться до 8 месяцев (Hudson et al., 2020).
• Температура тела: уменьшается с нормальных +37°C до +31°C — примерно на 15-20°C (Tøien et al., 2011).
• Снижение сердечного ритма: с 40-50 до 8-10 ударов в минуту в период спячки (Folk et al., 2000).
• Энергопотребление: за время спячки медведь использует около 70% своих липидных запасов, что соответствует сжиганию примерно 4-7 кг жира (Hilderbrand et al., 2004).

Еж (Erinaceus erinaceus) и барсук (Meles meles):

• Спячка длится примерно 2-4 месяца.
• Температура тела у ежей снижается до 10-15°C, а сердечный ритм — с 200 до 10-15 ударов в минуту (Boutillier et al., 1990).
• В периоды спячки ежи сосут свои жировые запасы, которые сокращаются в 2-3 раза.

Летучие мыши (подрод Myotis):

• В Средней полосе России, в том числе в Марий Чодра, летучие мыши впадают в зимнюю спячку на 4-6 месяцев.
• Их температура тела снижается до +2-4°C, а сердечный ритм — до 2-10 ударов в минуту (Geiser & Brigham, 2012).
• Они могут уменьшать обмен веществ в 20-30 раз по сравнению с летним состоянием (Willis & Brigham, 2007).

Рептилии и амфибии

Ящерицы (например, голубая ящерица, Lacerta viridis):

• В период анабиоза температура тела снижается до +4-8°C.
• Обмен веществ сокращается примерно в 10-ки раз, дыхание почти останавливается; сердце бьется с частотой 1-2 удара в минуту (Berman et al., 2000).
• Их укрытия — подкамни, коры деревьев, норы — служат для сохранения стабильной температуры.

Тритоны (например, обыкновенный тритон):

• В зимний период затаиваются в грунте или под камнями.
• Метаболизм снижается в 10-15 раз, температура обычно не превышает +4°C.
• В этом состоянии их сердце бьется очень медленно — около 1 удара в 10 секунд (Pough & Stewart, 1978).

Рыбы

Карась (Carassius carassius):

• Водоемы покрываются льдом толщиной 10-30 см; рыбы забиваются в ил или опускаются на дно.
• Их обмен веществ снижается на 85-90%, сердцебиение уменьшается с 60-80 до 1-3 ударов в минуту (Cech & Swanson, 2004).
• Некоторые виды способны переживать температуру воды до +0,5°C без замерзания тела.

Щука (Esox lucius):

• В зимний период они снижают активность, перемещаются в теплые части водоема, их обмен веществ снижается примерно в 4-5 раз (Jonsson & Jonsson, 2009).

Биохимические механизмы и физиологические особенности

• Экспрессия генов: у спящих животных активизируются гены, связанные с антивоспалительными процессами, защитой клеток и замедлением обмена веществ (Carey et al., 2003).
• Механизм снижения температуры: у медведей и млекопитающих происходит снижением скорости метаболизма путем регулировки термочувствительных ферментов, а у рептилий — снижение активности нервных цепей.