Зима: Секреты выживания растений и животных в самое суровое время года

Снег может быть и врагом. Мелкие животные порой оказываются заперты в подснежном пространстве (в снегу или под ним), если верхний слой покрова подтаял на солнце, а ночью замерз и затвердел. Рябчики, застревая под коркой наста, становятся добычей для лисиц. Землеройка, которая выбралась на поверхность наста и быстро не нашла ход обратно, вниз, где она снова будет в безопасности, может достаться хищнику или просто замерзнуть насмерть.

Белым медведям наст не страшен. Самки роют берлоги в сугробах и проводят там в зимнем сне полгода арктической зимы, рождая детенышей, которые в тепле и безопасности сосут материнское молоко. Студенты моего курса зимней экологии, подобно белым медведям и атабаскским охотникам, тоже устраивают временные укрытия в сугробах.

Каждую зиму я беру 10–13 студентов в свой лесной лагерь в Мэне, где мы живем в собственноручно построенном мной деревянном домике без электричества, зато с дровяной печью (в доме два этажа). Воду мы получаем из талого снега или носим из колодца неподалеку. Печем свой хлеб; ходит слух, что как-то жарили себе полевок. В первую неделю мы совершаем долгие прогулки по лесу без особой системы. Следующие две недели каждый ведет под моим руководством собственное исследование. Сложная часть настает, когда все возвращаются в университет на весенний семестр, анализируют результаты и пишут научные доклады.

Строительство укрытий в снегу официально в проект не входит. И все же иногда мы это делаем. Сначала сгребаем большую кучу снега. Через несколько часов после того, как он собран, ледяные кристаллы соединяются и образуют твердую массу, в которой можно выкопать уютную теплую норку для ночлега.

Ближе к верхней части покрова снег всегда уплотняется, потому что кристаллы соединяются друг с другом. В то же время возле почвы теплее, чем на поверхности, и здесь водяной пар от распадающихся кристаллов идет вверх, оседает на кристаллах верхнего покрова и примерзает к ним. Со временем сверху за счет нижних слоев нарастает все больше льда, и тогда подснежное пространство превращается в систему ледяных столбов и колонн с обширными, заполненными воздухом полостями на уровне земли – своеобразный снежный лабиринт, единую систему убежищ, где живут мыши, полевки и землеройки.

За счет определенных физических процессов в этом пространстве всю зиму сохраняется температура в пределах одного-двух градусов выше точки замерзания воды. Здесь действует несколько факторов. Как мы уже говорили, снег – хороший изолятор, и даже при –50 °C благодаря поднимающемуся от земли теплу возле почвы в основном сохраняется температура около 0 °C. А когда лед и вода под снегом приходят в равновесие около 0 °C, устанавливается стабильная температура, потому что если тепло уходит через снежный покров и становится чуть холоднее 0 °C, то вода преобразуется в кристаллы льда, и тогда снова выделяется тепло. Таким же образом, чтобы лед превратился в воду, тепло нужно затратить. Иными словами, лед и вода, находясь рядом друг с другом, действуют как термостат, поддерживая постоянную температуру. Различается только их соотношение в зависимости от количества затраченного или полученного тепла.

В Новой Англии подснежную зону населяют полевки (зверьки, напоминающие мышь с коротким хвостиком), в первую очередь луговая полевка (Microtus pennsylvanicus) и полевка Гаппера (Clethrionomys gapperi), а также землеройки: масковая бурозубка (Sorex cinerius

), дымчатая бурозубка (Sorex fumeus), карликовая бурозубка (Microsorex hoyi) и обыкновенная короткохвостая бурозубка (Blarina brevicauda

). Каждую весну, как только растает снег или пока тают последние несколько сантиметров, я вижу обнажившийся на поверхности почвы лабиринт оставленных полевками ходов. Открываются взору и гнезда этих грызунов, многие из которых скоро займут матки шмелей, чтобы построить в них новые колонии.

Мыши в подснежной зоне поедают кору

Весна 2001 года особенно ярко показала, насколько важен подснежный мир для луговой полевки. В марте в Вермонте выпало рекордное количество снега, и у этих зверьков, похоже, произошел демографический взрыв. У луговой полевки, как и у ее близкого родственника лемминга, удивительно высокий репродуктивный потенциал. Одна полевка на хорошем питании в неволе дала за год 17 пометов в среднем по пять детенышей, которых она вынашивала по 21 дню. Молодые самки, в свою очередь, могут приносить потомство в возрасте месяца. При таком репродуктивном потенциале полевки могли бы быстро покрыть ковром всю планету. По счастью, подобные ужасы экспоненциального роста редко воплощаются в реальность. Роль полевок в природной экономике иная: как и зайцы, они преобразуют растительность в богатый белком продукт, на котором основана зимняя диета многих хищников, особенно лисиц, ласок, илек, койотов и рысей. Летом среди прочих на смену заступают ястребы и змеи.