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

В отличие от восточноамериканского бурундука, у некоторых видов наземных беличьих в горах и пустынях на западе Америки оцепенение наступает не в ответ на холод. Эти животные впадают в спячку в самое жаркое и сухое время года и остаются в оцепенении всю зиму (Cade, 1963). Это происходит независимо от температуры и наличия или отсутствия пищи и воды. Один из таких видов, золотистый суслик (Citellus lateralis), прославился благодаря открытиям, которые, изучая его режим спячки, совершил Кеннет Фишер со своим студентом Эриком Пенгелли. В отличие от восточноамериканского бурундука, подопытное животное Фишера и Пенгелли не делает запасов, а накапливает перед спячкой жир в теле. Съесть нужно так много, времени так мало. Откуда животное знает, когда начинать? Как выяснилось, оно ориентируется по внутреннему календарю.

Фишер и Пенгелли заподозрили, что их суслики живут по внутреннему календарю, когда животные, которых в лаборатории Университета Торонто содержали при постоянных световых и температурных условиях, в октябре прекратили есть и пить и впали в спячку одновременно с теми, кто находился на воле, в естественной среде. В ходе единого эксперимента, длившегося четыре года подряд, у золотистых сусликов в отсутствие каких-либо внешних сигналов продолжал действовать цикл питания, накопления жира и оцепенения. Цикл составлял чуть меньше года, от 324 до 329 дней вместо 365. Цикличность поведения и физиологических процессов сохранялась у животных, которых круглый год содержали в лаборатории как при постоянной температуре 0 °C, так и при 22 °C. При постоянных 30 °C они переставали впадать в спячку, хотя продолжали питаться и накапливать жир согласно годичному циклу, который обычно с ней связан. Эти поразительные результаты подтвердили, что суслики живут по внутренним часам, и по аналогии с уже известным циркадным, или суточным, ритмом, чтобы обозначать годичный цикл, Пенгелли и Фишер придумали термин «цирканный ритм» (от лат. circa – «приблизительно», annum

– «год»). Ученые показали, что такие же годичные циклы регулируют миграцию птиц и спячку других видов подземных грызунов. Этот механизм действует не только при подготовке к глубокой спячке, но и при пробуждении. Самый известный пример тому – сурок.

Сурок – крупный представитель наземных беличьих. Голландские поселенцы старой Пенсильвании не то сложили, не то распространили легенду о его удивительно точном внутреннем календаре. На свете есть по крайней мере один сурок, Панксатонский Фил, который с большой пунктуальностью каждый год выбирается из норы 2 февраля (это происходит в Пенсильвании и ровно в тот момент, когда новостные съемочные группы включают телекамеры), чтобы посмотреть, видна ли его тень, и решить, вернуться ли в нору поспать еще две недели или нет.

Выживание сурка действительно зависит от точности режима: ему нужно подстроиться под появление растительных кормов[23]. Когда есть возможность, сурок питается салатом, морковью, горохом, бобами и другими свежесобранными культурами. Природный рацион из сочных частей травянистых растений его устраивает, только если он не может пробраться в огород. В любом случае пища ему доступна всего около трети года. К тому же зелень и овощи плохо хранятся в условиях постоянной влажности под снегом и в подземных норах. Тут запасы быстро превратились бы в плесневелую кашу. Решение проблемы нашли пищухи, или сеноставки, – родственницы кроликов, проживающие в гористой местности, где более ветрено и сухо. Они собирают зелень и сушат ее, затем хранят сено, питаясь им всю зиму. У сурка другая методика. Он превращает зелень не в сено, а в толстые слои телесного жира, и получается это у него благодаря потрясающему аппетиту, появляющемуся по точной программе.

У тучности есть одно преимущество: она позволяет животному оставаться в безопасности, когда оно неактивно в своем убежище. В остальном тучное животное – гораздо более привлекательное лакомство для хищников, а его скорость и проворность снижаются. Чтобы проводить в этом состоянии поменьше времени

, сурку нужно располнеть как можно быстрее и сильнее. Для успеха предприятия он начинает накапливать жир лишь в самом конце лета. Таким образом, ему нужно не только знать, чем питаться, но и сверяться с календарем, чтобы понять, когда пора начать есть, как в последний раз. Следовательно, как и золотистому суслику, годичный цикл сурку необходим, чтобы пережить зиму.