По образу жизни и устройству класс земноводных (Amphibia) является переходным между типично водными позвоночными (рыбы) и типично наземными животными. Известно, что различные виды лягушек, тритонов, саламандр и других, населяющих страны с умеренным климатом, тоже проводят неблагоприятный зимний сезон в состоянии гибернации, или, точнее, оцепенения, так как это животные с непостоянной температурой тела, которая зависит от температуры окружающей среды.Так, например, в Болгарии, лягушки активны только в теплые месяцы, а с наступлением суровых зимних условий впадают в состояние зимней спячки. К зиме они готовятся заранее. Еще летом накапливают запасы питательных веществ в своем организме, а осенью при понижении средней дневной температуры до 8 — 12°С, а ночной до 3 — 5°С отправляются к местам будущей зимовки. Иногда они преодолевают несколько километров. При дальнейшем похолодании они скрываются в свои зимние убежища и впадают в состояние оцепенения, при котором жизненные процессы в их организме крайне замедляются. Например, потребление кислорода понижается в 2 — 3 раза. Поэтому они расходуют накопленные летом питательные вещества постепенно, но все же (хотя и исключительно медленно) земноводные растут и их половые клетки созревают. Одна часть земноводных зимует под водой, а другая — на суше. По данным болгарского герпетолога Вл. Бешкова, под водой зимуют озерная лягушка (Rana ridibunda), травяная лягушка (Rana temporaria), прыткая лягушка (Rana dalmatina), греческая длинноногая лягушка (Rana graeca), а на суше зимуют саламандры (Salamandra salamandra), зеленая (Bufo viridis) и серая жаба (Bufo bufo), обыкновенная квакша (Hyla arborea), чесночницы (Pelobates fuscus и Р. syriacus), желтобрюхая жерлянка (Bombina variegata). Согласно Вл. Бешкову, в Средней Европе и на Русской равнине тритоны зимуют на суше, тогда как в Болгарии взрослые экземпляры обычных тритонов (Triturus vulgaris) и гребенчатых тритонов (Triturus cristatus) зимуют под водой, а на суше остаются молодые тритоны, прошедшие недавно стадию метаморфоза. Саламандры впадают в зимнюю спячку примерно во второй половине ноября. Они зимуют большими группами у подножий обрывов, в расщелинах скал и между корнями деревьев, в норах, вырытых животными. В подобных укрытиях зимуют также зеленая и серая жабы, желтобрюхая жерлянка, лягушка-чесночница. Обычно зимующие в воде земноводные предпочитают быстротекущие, незамерзающие реки и ручьи, каналы и озера с вливающимися в них реками, протоки и др., т. е. выбирают водоемы, в которых вода богата кислородом. В период зимней спячки у земноводных резко увеличивается диаметр кровеносных сосудов в коже, через которые в воде осуществляется дыхание. Земноводные, предпочитающие зимовать на суше, устраиваются в норах, вырытых животными, под толстым слоем листьев, мха и т. п. Некоторые виды способны даже зарываться в землю. Установлено, что зимняя спячка лягушек продолжается от 130 до 230 дней и ее продолжительность зависит от продолжительности зимы и от степени теплолюбивости и морозоустойчивости различных видов. В водоемах, чтобы перезимовать, лягушки собираются группами по 10 — 20 экземпляров (иногда до 100) различного пола и возраста, а иногда и различного вида и зарываются в ил или в подводные впадины и другие пустоты. Установлено, что при групповой зимовке лягушек уровень обмена веществ у них почти на 40% ниже, чем у зимующих в одиночку. Во время зимней спячки лягушки дышат только через кожу, их пульс замедляется, причем сон у них неглубокий, и при неблагоприятных условиях они могут переместиться в другое место в том же водоеме. Зимняя спячка у земноводных не отличается покоем и безопасностью — скорее она для них одно из серьезных испытаний. В больших реках они нередко становятся жертвами крупных хищных рыб. Но самая значительная опасность таится в замерзании зимующих на суше (а иногда и в воде) или в их гибели в водоемах из-за недостатка кислорода. При очень суровых зимах наблюдается массовая гибель земноводных, особенно когда водоемы, в которых они зимуют, промерзают до самого дна. Уцелевшие земноводные весной, преодолев неблагоприятные жизненные условия, выходят из состояния зимней спячки, и жизнь пробуждается заново. Особый интерес представляют сообщения советских источников о зимовке тритонов. Неоднократно во время изыскательских работ в Северной Сибири геологи, почвоведы и строители находили тритонов, вмерзших в выкопанные ледяные блоки. Очень часто случалось так, что замерзшие, оцепеневшие животные после того, как они оттаяли и были выпущены в подогретую воду, оживали. Этот факт уже не подлежит сомнению. Предметом споров среди ученых остается вопрос: на сколько времени может быть сохранена жизнь замерзших земноводных. В 1956 г. горнопроходческая геологическая бригада при изыскательских работах в Магаданской области нашла на 14-метровой глубине тритона. Когда после работы бригада вернулась в палатку с находкой и затопили печку, замерзшее животное постепенно разморозилось и зашевелилось. Тритона поместили в стеклянную банку с водой, и он начал двигаться. Его жизнь продолжалась целых 12 часов. Некоторые журналисты поторопились объявить это большой сенсацией: якобы найден ископаемый тритон, который, пробыв в состоянии анабиоза почти два миллиона лет, снова ожил. Это сообщение достигло даже зарубежных средств массовой информации. Разумеется, советские зоологи позже опровергли это «утверждение», установив, что речь идет не об ископаемом, а о современном виде — сибирском углозубе (Hynobius keyserlingi), обитающем на огромной территории — от Камчатки и Сахалина и до Урала. Это единственное хвостатое земноводное к северу от полярного круга. Даже при 0°С сибирский углозуб еще может двигаться, тогда как другие земноводные при температуре 6 — 8°С уже впадают в оцепенение, а при температуре ниже нуля погибают (6). Зимой тритоны обычно устраиваются под теплыми прогнившими пнями и стволами упавших деревьев. Если они не находят поблизости таких удобных квартир, то удовлетворяются трещинами в почве. Весной зачастую прогнившие пни заливает водой и размытой глиной, и при понижении температуры тритоны иногда вмерзают в воду и глину. Именно подобные «ископаемые» земноводные и вводят в заблуждение обнаруживших их людей. По мнению советского ученого профессора А. Г. Банникова, несмотря на резкое понижение процессов жизнедеятельности у этих земноводных во время оцепенения, жизнь в них все-таки не прекращается и расход энергии продолжается. Например, у обыкновенного тритона и некоторых видов лягушек (травяной лягушки и др.), находящихся в состоянии оцепенения, истощение и гибель наступают через 2 — 3 года. Если допустить, что сибирский углозуб может прожить в 10 раз дольше (что, впрочем, маловероятно), все-таки оцепенение не может длиться тысячелетиями. Во время исследовательских работ экспедиции на севере Чукотского национального округа экскаватор извлек из 11-метровой глубины кусок вечного льда, в который вмерзло тело оцепеневшего сибирского углозуба. После того как лед растопили и воду подогрели, углозуб ожил. Он поедал мух и пауков — пищу, предложенную ему геологами. Не отказался углозуб и от «деликатесов» — живых мелких аквариумных рыбок. Решили установить точно его возраст с помощью радиоуглеродного метода, используемого для определения возраста геологических объектов. Для контроля были взяты пойманный в Приморье сибирский углозуб и его местный родственник — гребенчатый тритон. Исследования киевских ученых показали, что возраст сибирского углозуба из вечной мерзлоты находится в пределах от 75 до 105 лет, а контрольные земноводные оказались во много раз моложе.Пресмыкающиеся тоже впадают в зимнюю спячкуИз класса пресмыкающихся (Reptilia) почти все виды нашей фауны зимой впадают в состояние зимней спячки. Низкие зимние температуры — основная причина этого явления. Например, если взять даже летом какую-нибудь змею и поместить ее на несколько часов в холодильник, она становится вялой, неактивной, и с ней можно обращаться, как с куском веревки. Зимние квартиры змей — это обычно подземные пещеры и пустоты, образовавшиеся вокруг больших старых пней с гнилыми корнями, щели в скалах и других местах, которые недоступны их врагам. В таких укрытиях собирается большое число змей, даже различных видов, образуя огромные змеиные клубки. В них иногда можно насчитать от десятков до сотен змей, что и привело к ошибочному мнению, будто змеи собираются в клубки, чтобы согреться. Между тем установлено, что температура змей в период зимней спячки почти не отличается от температуры окружающей среды, а то, что они в таком большом количестве собираются вместе, обусловливается нехваткой подходящих для зимовки убежищ. Подтверждением этого факта служит то, что некоторые змеиные «квартиры» использовались для зимовки подряд целыми десятилетиями. Зимняя спячка пресмыкающихся в самых северных областях их распространения может продолжаться до 7 — 8 месяцев. Южнее их зимняя спячка короче, причем в теплые солнечные дни даже зимой они просыпаются, выползают из своих нор и греются на солнце. Однако в холодное время они находятся в состоянии оцепенения, когда все процессы жизнедеятельности у них предельно заторможены.Большинство встречающихся в Болгарии видов ящериц (луговая, полосатая, зеленая, лесная, коротконогая, крымская, веретеница) тоже впадают в зимнюю спячку, зарывшись в почву, в норах, которым не угрожает наводнение, чаще всего на крутых сухих склонах. Македонские и стенные ящерицы находят убежище в трещинах скал. В теплые солнечные дни зимой ящерицы могут «пробуждаться» и выползать из своих зимних убежищ на несколько часов, чтобы поохотиться, после чего снова прячутся в свои норки, впадая в состояние оцепенения. Часто в одной норе собирается вместе несколько особей. Болотные черепахи проводят зиму, зарывшись в ил водоемов, в которых они обитают, в то время как сухопутные забираются на глубину до 0,5 м в почву в какие-нибудь естественные укрытия или норы кротов, лисиц, грызунов и других, закрываясь торфом, мхом и влажными листьями. Подготовка к зимовке начинается еще в октябре, когда черепахи накапливают жир. Весной при временном потеплении они просыпаются, иногда на целую неделю.Есть ли птицы, впадающие в зимнюю спячку?Итак, мы выяснили, что большинство животных с непостоянной температурой тела, которая зависит от окружающей среды, впадают в состояние зимней спячки. Но удивительно, что и многие животные с постоянной температурой тела, например птицы, тоже могут впадать в зимнюю спячку в течение неблагоприятных сезонов года. Известно, что большая часть птиц избегает неблагоприятных зимних условий путем перелетов. Но еще Аристотель (384 — 322 гг. до н. э.) в своей многотомной «Истории животных» обратил внимание на тот факт, что «часть птиц улетает, чтобы перезимовать в теплых странах, а другие укрываются в разных убежищах, где впадают в зимнюю спячку».К этому выводу пришел и крупный шведский естествоиспытатель Карл Линней, который в своем труде «Система природы» (1735 г.) писал: «Осенью, когда начинается похолодание, ласточки, не находя достаточно насекомых для пропитания, начинают искать убежище для зимовки в зарослях тростника вдоль берегов озер и рек». Долгое время утверждения Аристотеля и Линнея отвергались орнитологами, ссылавшимися на известный факт, что часть птиц мигрирует в теплые страны, тогда как немигрирующие активны и зимой, а птиц, впадающих в зимнюю спячку, вопреки утверждению многих, наука не знает. Только после того как в 1937 г. американские ученые обнаружили в щели скалы в состоянии зимней спячки козодоя (Phalaenoptilus nuttalii), стало ясно, что и некоторые виды птиц могут впадать в подобное состояние в неблагоприятные сезоны года. Оба ученых провели более углубленные исследования и установили, что, прежде чем впасть в зимнюю спячку, этот вид птиц теряет значительную часть своего веса, и в определенный момент в результате такого истощения включается механизм перехода в состояние оцепенения. В этом состоянии обмен веществ резко понижается, потребность в кислороде сокращается почти в 30 раз, а температура тела от 40 — 41°С опускается до 18 — 19°С и даже ниже. Птицы впадали в оцепенение, продолжавшееся около 3 месяцев, и создавалось впечатление, что они мертвы. Было установлено, что во время зимней спячки козодой весом 40 г расходовал 0,15 мл кислорода на 1 г веса за час, тогда как в обычном состоянии — 2,7 мл. Те же ученые окольцевали одну из этих птиц, и в последующие годы выяснилось, что она всегда зимовала на одном и том же месте на протяжении 4 лет. Позже было установлено, что и другой ее родственник — малый козодой (Chordeilis minor),обитающий тоже в Северной Америке и на Антильских островах, впадает в состояние зимней спячки. В Дании обнаружили в том же состоянии при температуре воздуха 0°С европейского обыкновенного козодоя (Caprimutgus europeus). Проведенные с ним опыты показали, что при искусственном понижении температуры воздуха до 4°С птица впадала в оцепенение, причем температура ее тела падала с 37 — 40°С до 16 — 17°С, а частота дыхания — с 50 — 70 до нескольких в минуту. Существуют наблюдения, что и некоторые виды ласточек (деревенская и скалистая) тоже зимой впадают в зимнюю спячку. Состояние кратковременного оцепенения, которое ученые называют торпидностью, наблюдалось у только что вылупившихся птенцов черного стрижа (Apus apus), которые впадают в это состояние, когда родители покидают их на несколько дней при неблагоприятных условиях (например, во время приближающегося циклона). В состоянии оцепенения температура тела этих птенцов с 39°С падала до 20°С и даже ниже, пульс и дыхание замедлялись, и в подобном состоянии они выдерживали 7 — 12 дней. Появившись снова, родители отогревали их своими телами, и птенцы возвращались к жизни. В благоприятное время года молодые стрижи вылетали из гнезда через 33 — 35 дней, а в неблагоприятные, когда они впадали в состояние оцепенения, им были необходимы 40 — 50 дней. Издавна известно, что в подобное торпидное состояние впадают и птенцы некоторых видов колибри, если мать, улетев за пищей, задержится более чем на десяток минут (у колибри только самки выкармливают потомство). После ее возвращения, согретые материнским теплом, они возвращаются к жизни. Установлено, что взрослые колибри нескольких видов (Calypte costae, С. anna, Eugenes Lampornis), обитающих на Американском континенте, также способны впадать в состояние оцепенения в особенно холодные ночи, когда их температура тела понижается до 8,8°С. Доказано, что вес различных видов колибри колеблется от 1,7 до 19,1 г, а потребность в кислороде у мелких экземпляров в состоянии покоя — 11 — 16 мл на 1 г веса за час, во время полета — 70 — 85 мл, а в состоянии оцепенения только 0,17 мл. Расход энергии у колибри высокий, и существует опасность, что колибри с температурой тела 44°С не смогут выдержать без нищи того периода, когда они спят, так как им не хватит энергетических запасов. При подобном положении их организм при чрезмерном охлаждении от истощения ночью лишится возможности снова согреться в начале своей активной фазы. Между тем, как известно, ночи на южно- и центральноамериканских высоких плато, где обитают колибри, холодные. Вот почему колибри обладают защитным механизмом — впадают ночью в торпидное состояние, причем температура их тела сравнивается с температурой окружающей среды; таким образом, они не отдают свою теплоту и сохраняют энергию, которая не расходуется для образования тепла в организме. В этом случае действует закон голландского физиолога Ван Гофа, отражающий связь между скоростью реакций химических процессов и температурой (если температура тела понизится на 10°С, процессы обмена начнут протекать медленнее почти в 3 раза). Так что если температура тела колибри понизится с 44°С до 34°С, это приведет к трехкратному сокращению обмена веществ и соответственно к значительному сохранению энергии. Подобная регуляция температуры тела во время оцепенения была обнаружена и у пурпурной колибри (Eulampis jugularis), которая, как и другие колибри, легко впадает в торпидное состояние. В состоянии оцепенения температура тела этого вида колибри обычно близка к температуре воздуха, но, если последняя падает ниже 18°С, температура тела птицы больше не понижается и остается на уровне 18 — 20°С. Оцепенение, в которое впадают некоторые виды птиц, значительно отличается от зимней спячки, свойственной многим млекопитающим. Прежде всего организм птиц не только не накапливает энергетических запасов в виде жира, но, наоборот, расходует значительную их часть. В то время как млекопитающие впадают в зимнюю спячку, заметно прибавив в весе, птицы перед оцепенением сильно худеют. Вот почему явление оцепенения у птиц, как считает советский биолог Р. Потапов, должно называться не зимней спячкой, а гипотермией. До сих пор механизм гипотермии у птиц до конца не изучен. Интересно, что все птицы, способные впадать в состояние оцепенения, в систематическом отношении являются между собой близкими родственниками и обладают общими физиолого-экологическими особенностями. Впадание этих птиц в состояние оцепенения при неблагоприятных условиях жизни представляет собой приспособительную физиологическую реакцию, закрепившуюся в процессе эволюции.
AиOкосметикМАРИНа
Зимняя спячка земноводных
По образу жизни и устройству класс земноводных (Amphibia) является переходным между типично водными позвоночными (рыбы) и типично наземными животными. Известно, что различные виды лягушек, тритонов, саламандр и других, населяющих страны с умеренным климатом, тоже проводят неблагоприятный зимний сезон в состоянии гибернации, или, точнее, оцепенения, так как это животные с непостоянной температурой тела, которая зависит от температуры окружающей среды.Так, например, в Болгарии, лягушки активны только в теплые месяцы, а с наступлением суровых зимних условий впадают в состояние зимней спячки. К зиме они готовятся заранее. Еще летом накапливают запасы питательных веществ в своем организме, а осенью при понижении средней дневной температуры до 8 — 12°С, а ночной до 3 — 5°С отправляются к местам будущей зимовки. Иногда они преодолевают несколько километров. При дальнейшем похолодании они скрываются в свои зимние убежища и впадают в состояние оцепенения, при котором жизненные процессы в их организме крайне замедляются. Например, потребление кислорода понижается в 2 — 3 раза. Поэтому они расходуют накопленные летом питательные вещества постепенно, но все же (хотя и исключительно медленно) земноводные растут и их половые клетки созревают.
Одна часть земноводных зимует под водой, а другая — на суше. По данным болгарского герпетолога Вл. Бешкова, под водой зимуют озерная лягушка (Rana ridibunda), травяная лягушка (Rana temporaria), прыткая лягушка (Rana dalmatina), греческая длинноногая лягушка (Rana graeca), а на суше зимуют саламандры (Salamandra salamandra), зеленая (Bufo viridis) и серая жаба (Bufo bufo), обыкновенная квакша (Hyla arborea), чесночницы (Pelobates fuscus и Р. syriacus), желтобрюхая жерлянка (Bombina variegata). Согласно Вл. Бешкову, в Средней Европе и на Русской равнине тритоны зимуют на суше, тогда как в Болгарии взрослые экземпляры обычных тритонов (Triturus vulgaris) и гребенчатых тритонов (Triturus cristatus) зимуют под водой, а на суше остаются молодые тритоны, прошедшие недавно стадию метаморфоза. Саламандры впадают в зимнюю спячку примерно во второй половине ноября. Они зимуют большими группами у подножий обрывов, в расщелинах скал и между корнями деревьев, в норах, вырытых животными. В подобных укрытиях зимуют также зеленая и серая жабы, желтобрюхая жерлянка, лягушка-чесночница. Обычно зимующие в воде земноводные предпочитают быстротекущие, незамерзающие реки и ручьи, каналы и озера с вливающимися в них реками, протоки и др., т. е. выбирают водоемы, в которых вода богата кислородом. В период зимней спячки у земноводных резко увеличивается диаметр кровеносных сосудов в коже, через которые в воде осуществляется дыхание. Земноводные, предпочитающие зимовать на суше, устраиваются в норах, вырытых животными, под толстым слоем листьев, мха и т. п. Некоторые виды способны даже зарываться в землю.
Установлено, что зимняя спячка лягушек продолжается от 130 до 230 дней и ее продолжительность зависит от продолжительности зимы и от степени теплолюбивости и морозоустойчивости различных видов.
В водоемах, чтобы перезимовать, лягушки собираются группами по 10 — 20 экземпляров (иногда до 100) различного пола и возраста, а иногда и различного вида и зарываются в ил или в подводные впадины и другие пустоты. Установлено, что при групповой зимовке лягушек уровень обмена веществ у них почти на 40% ниже, чем у зимующих в одиночку. Во время зимней спячки лягушки дышат только через кожу, их пульс замедляется, причем сон у них неглубокий, и при неблагоприятных условиях они могут переместиться в другое место в том же водоеме.
Зимняя спячка у земноводных не отличается покоем и безопасностью — скорее она для них одно из серьезных испытаний. В больших реках они нередко становятся
жертвами крупных хищных рыб. Но самая значительная опасность таится в замерзании зимующих на суше (а иногда и в воде) или в их гибели в водоемах из-за недостатка кислорода. При очень суровых зимах наблюдается массовая гибель земноводных, особенно когда водоемы, в которых они зимуют, промерзают до самого дна. Уцелевшие земноводные весной, преодолев неблагоприятные жизненные условия, выходят из состояния зимней спячки, и жизнь пробуждается заново.
Особый интерес представляют сообщения советских источников о зимовке тритонов. Неоднократно во время изыскательских работ в Северной Сибири геологи, почвоведы и строители находили тритонов, вмерзших в выкопанные ледяные блоки. Очень часто случалось так, что замерзшие, оцепеневшие животные после того, как они оттаяли и были выпущены в подогретую воду, оживали. Этот факт уже не подлежит сомнению. Предметом споров среди ученых остается вопрос: на сколько времени может быть сохранена жизнь замерзших земноводных. В 1956 г. горнопроходческая геологическая бригада при изыскательских работах в Магаданской области нашла на 14-метровой глубине тритона. Когда после работы бригада вернулась в палатку с находкой и затопили печку, замерзшее животное постепенно разморозилось и зашевелилось. Тритона поместили в стеклянную банку с водой, и он начал двигаться. Его жизнь продолжалась целых 12 часов. Некоторые журналисты поторопились объявить это большой сенсацией: якобы найден ископаемый тритон, который, пробыв в состоянии анабиоза почти два миллиона лет, снова ожил. Это сообщение достигло даже зарубежных средств массовой информации. Разумеется, советские зоологи позже опровергли это «утверждение», установив, что речь идет не об ископаемом, а о современном виде — сибирском углозубе (Hynobius keyserlingi), обитающем на огромной территории — от Камчатки и Сахалина и до Урала. Это единственное хвостатое земноводное к северу от полярного круга.
Даже при 0°С сибирский углозуб еще может двигаться, тогда как другие земноводные при температуре 6 — 8°С уже впадают в оцепенение, а при температуре ниже нуля погибают (6).
Зимой тритоны обычно устраиваются под теплыми прогнившими пнями и стволами упавших деревьев. Если они не находят поблизости таких удобных квартир, то удовлетворяются трещинами в почве. Весной зачастую прогнившие пни заливает водой и размытой глиной, и при понижении температуры тритоны иногда вмерзают в воду и глину. Именно подобные «ископаемые» земноводные и вводят в заблуждение обнаруживших их людей.
По мнению советского ученого профессора А. Г. Банникова, несмотря на резкое понижение процессов жизнедеятельности у этих земноводных во время оцепенения, жизнь в них все-таки не прекращается и расход энергии продолжается. Например, у обыкновенного тритона и некоторых видов лягушек (травяной лягушки и др.), находящихся в состоянии оцепенения, истощение и гибель наступают через 2 — 3 года. Если допустить, что сибирский углозуб может прожить в 10 раз дольше (что, впрочем, маловероятно), все-таки оцепенение не может длиться тысячелетиями.
Во время исследовательских работ экспедиции на севере Чукотского национального округа экскаватор извлек из 11-метровой глубины кусок вечного льда, в который вмерзло тело оцепеневшего сибирского углозуба. После того как лед растопили и воду подогрели, углозуб ожил. Он поедал мух и пауков — пищу, предложенную ему геологами. Не отказался углозуб и от «деликатесов» — живых мелких аквариумных рыбок. Решили установить точно его возраст с помощью радиоуглеродного метода, используемого для определения возраста геологических объектов. Для контроля были взяты пойманный в Приморье сибирский углозуб и его местный родственник — гребенчатый тритон. Исследования киевских ученых показали, что возраст сибирского углозуба из вечной мерзлоты находится в пределах от 75 до 105 лет, а контрольные земноводные оказались во много раз моложе.Пресмыкающиеся тоже впадают в зимнюю спячкуИз класса пресмыкающихся (Reptilia) почти все виды нашей фауны зимой впадают в состояние зимней спячки. Низкие зимние температуры — основная причина этого явления. Например, если взять даже летом какую-нибудь змею и поместить ее на несколько часов в холодильник, она становится вялой, неактивной, и с ней можно обращаться, как с куском веревки.
Зимние квартиры змей — это обычно подземные пещеры и пустоты, образовавшиеся вокруг больших старых пней с гнилыми корнями, щели в скалах и других местах, которые недоступны их врагам. В таких укрытиях собирается большое число змей, даже различных видов, образуя огромные змеиные клубки. В них иногда можно насчитать от десятков до сотен змей, что и привело к ошибочному мнению, будто змеи собираются в клубки, чтобы согреться. Между тем установлено, что температура змей в период зимней спячки почти не отличается от температуры окружающей среды, а то, что они в таком большом количестве собираются вместе, обусловливается нехваткой подходящих для зимовки убежищ. Подтверждением этого факта служит то, что некоторые змеиные «квартиры» использовались для зимовки подряд целыми десятилетиями.
Зимняя спячка пресмыкающихся
в самых северных областях их распространения может продолжаться до 7 — 8 месяцев. Южнее их зимняя спячка короче, причем в теплые солнечные дни даже зимой они просыпаются, выползают из своих нор и греются на солнце. Однако в холодное время они находятся в состоянии оцепенения, когда все процессы жизнедеятельности у них предельно заторможены.Большинство встречающихся в Болгарии видов ящериц (луговая, полосатая, зеленая, лесная, коротконогая, крымская, веретеница) тоже впадают в зимнюю спячку, зарывшись в почву, в норах, которым не угрожает наводнение, чаще всего на крутых сухих склонах. Македонские и стенные ящерицы находят убежище в трещинах скал. В теплые солнечные дни зимой ящерицы могут «пробуждаться» и выползать из своих зимних убежищ на несколько часов, чтобы поохотиться, после чего снова прячутся в свои норки, впадая в состояние оцепенения. Часто в одной норе собирается вместе несколько особей.
Болотные черепахи проводят зиму, зарывшись в ил водоемов, в которых они обитают, в то время как сухопутные забираются на глубину до 0,5 м в почву в какие-нибудь естественные укрытия или норы кротов, лисиц, грызунов и других, закрываясь торфом, мхом и влажными листьями.
Подготовка к зимовке начинается еще в октябре, когда черепахи накапливают жир. Весной при временном потеплении они просыпаются, иногда на целую неделю.Есть ли птицы, впадающие в зимнюю спячку?Итак, мы выяснили, что большинство животных с непостоянной температурой тела, которая зависит от окружающей среды, впадают в состояние зимней спячки.
Но удивительно, что и многие животные с постоянной температурой тела, например птицы, тоже могут впадать в зимнюю спячку в течение неблагоприятных сезонов года.
Известно, что большая часть птиц избегает неблагоприятных зимних условий путем перелетов. Но еще Аристотель (384 — 322 гг. до н. э.) в своей многотомной «Истории животных» обратил внимание на тот факт, что «часть птиц улетает, чтобы перезимовать в теплых странах, а другие укрываются в разных убежищах, где впадают в зимнюю спячку».К этому выводу пришел и крупный шведский естествоиспытатель Карл Линней, который в своем труде «Система природы» (1735 г.) писал: «Осенью, когда начинается похолодание, ласточки, не находя достаточно насекомых для пропитания, начинают искать убежище для зимовки в зарослях тростника вдоль берегов озер и рек».
Долгое время утверждения Аристотеля и Линнея отвергались орнитологами, ссылавшимися на известный факт, что часть птиц мигрирует в теплые страны, тогда как немигрирующие активны и зимой, а птиц, впадающих в зимнюю спячку, вопреки утверждению многих, наука не знает. Только после того как в 1937 г. американские ученые обнаружили в щели скалы в состоянии зимней спячки козодоя (Phalaenoptilus nuttalii), стало ясно, что и некоторые виды птиц могут впадать в подобное состояние в неблагоприятные сезоны года. Оба ученых провели более углубленные исследования и установили, что, прежде чем впасть в зимнюю спячку, этот вид птиц теряет значительную часть своего веса, и в определенный момент в результате такого истощения включается механизм перехода в состояние оцепенения. В этом состоянии обмен веществ резко понижается, потребность в кислороде сокращается почти в 30 раз, а температура тела от 40 — 41°С опускается до 18 — 19°С и даже ниже. Птицы впадали в оцепенение, продолжавшееся около 3 месяцев, и создавалось впечатление, что они мертвы. Было установлено, что во время зимней спячки козодой весом 40 г расходовал 0,15 мл кислорода на 1 г веса за час, тогда как в обычном состоянии — 2,7 мл. Те же ученые окольцевали одну из этих птиц, и в последующие годы выяснилось, что она всегда зимовала на одном и том же месте на протяжении 4 лет.
Позже было установлено, что и другой ее родственник — малый козодой (Chordeilis minor),обитающий тоже в Северной Америке и на Антильских островах, впадает в состояние зимней спячки. В Дании обнаружили в том же состоянии при температуре воздуха 0°С европейского обыкновенного козодоя (Caprimutgus europeus). Проведенные с ним опыты показали, что при искусственном понижении температуры воздуха до 4°С птица впадала в оцепенение, причем температура ее тела падала с 37 — 40°С до 16 — 17°С, а частота дыхания — с 50 — 70 до нескольких в минуту. Существуют наблюдения, что и некоторые виды ласточек (деревенская и скалистая) тоже зимой впадают в зимнюю спячку.
Состояние кратковременного оцепенения, которое ученые называют торпидностью, наблюдалось у только что вылупившихся птенцов черного стрижа (Apus apus), которые впадают в это состояние, когда родители покидают их на несколько дней при неблагоприятных условиях (например, во время приближающегося циклона). В состоянии оцепенения температура тела этих птенцов с 39°С падала до 20°С и даже ниже, пульс и дыхание замедлялись, и в подобном состоянии они выдерживали 7 — 12 дней. Появившись снова, родители отогревали их своими телами, и птенцы возвращались к жизни. В благоприятное время года молодые стрижи вылетали из гнезда через 33 — 35 дней, а в неблагоприятные, когда они впадали в состояние оцепенения, им были необходимы 40 — 50 дней.
Издавна известно, что в подобное торпидное состояние впадают и птенцы некоторых видов колибри, если мать, улетев за пищей, задержится более чем на десяток минут (у колибри только самки выкармливают потомство). После ее возвращения, согретые материнским теплом, они возвращаются к жизни. Установлено, что взрослые колибри нескольких видов (Calypte costae, С. anna, Eugenes Lampornis), обитающих на Американском континенте, также способны впадать в состояние оцепенения в особенно холодные ночи, когда их температура тела понижается до 8,8°С.
Доказано, что вес различных видов колибри колеблется от 1,7 до 19,1 г, а потребность в кислороде у мелких экземпляров в состоянии покоя — 11 — 16 мл на 1 г веса за час, во время полета — 70 — 85 мл, а в состоянии оцепенения только 0,17 мл. Расход энергии у колибри высокий, и существует опасность, что колибри с температурой тела 44°С не смогут выдержать без нищи того периода, когда они спят, так как им не хватит энергетических запасов. При подобном положении их организм при чрезмерном охлаждении от истощения ночью лишится возможности снова согреться в начале своей активной фазы. Между тем, как известно, ночи на южно- и центральноамериканских высоких плато, где обитают колибри, холодные. Вот почему колибри обладают защитным механизмом — впадают ночью в торпидное состояние, причем температура их тела сравнивается с температурой окружающей среды; таким образом, они не отдают свою теплоту и сохраняют энергию, которая не расходуется для образования тепла в организме. В этом случае действует закон голландского физиолога Ван Гофа, отражающий связь между скоростью реакций химических процессов и температурой (если температура тела понизится на 10°С, процессы обмена начнут протекать медленнее почти в 3 раза). Так что если температура тела колибри понизится с 44°С до 34°С, это приведет к трехкратному сокращению обмена веществ и соответственно к значительному сохранению энергии.
Подобная регуляция температуры тела во время оцепенения была обнаружена и у пурпурной колибри (Eulampis jugularis), которая, как и другие колибри, легко впадает в торпидное состояние. В состоянии оцепенения температура тела этого вида колибри обычно близка к температуре воздуха, но, если последняя падает ниже 18°С, температура тела птицы больше не понижается и остается на уровне 18 — 20°С.
Оцепенение, в которое впадают некоторые виды птиц, значительно отличается от зимней спячки, свойственной многим млекопитающим. Прежде всего организм птиц не только не накапливает энергетических запасов в виде жира, но, наоборот, расходует значительную их часть. В то время как млекопитающие впадают в зимнюю спячку, заметно прибавив в весе, птицы перед оцепенением сильно худеют. Вот почему явление оцепенения у птиц, как считает советский биолог Р. Потапов, должно называться не зимней спячкой, а гипотермией.
До сих пор механизм гипотермии у птиц до конца не изучен.
Интересно, что все птицы, способные впадать в состояние оцепенения, в систематическом отношении являются между собой близкими родственниками и обладают общими физиолого-экологическими особенностями. Впадание этих птиц в состояние оцепенения при неблагоприятных условиях жизни представляет собой приспособительную физиологическую реакцию, закрепившуюся в процессе эволюции.