Зимова сплячка та сезонне голодування у ведмедів - це енергетичні витрати та наслідки для білих ведмедів
Поточна адреса KDR: Геологічна служба США, Науковий центр Аляски, 4210 University Drive, Анкоридж, АК 99508, США
Заступником редактора був Роджер А. Пауелл.
Чарльз Т. Роббінс, Клаудія Лопес-Альфаро, Карін Д. Роде, Ойвінд Тоєн, О. Лінн Нельсон, Зимова сплячка та сезонне голодування у ведмедів: енергетичні витрати та наслідки для білих ведмедів, Журнал мамології, том 93, випуск 6, 17 Грудень 2012 року, сторінки 1493–1503, https://doi.org/10.1644/11-MAMM-A-406.1
Анотація
Тривалі сезонні пости в періоди дефіциту їжі є важливою частиною життєвої стратегії багатьох тварин, включаючи голларктичних ведмедів (Atkinson et al. 1996), багатьох гризунів (Drew et al. 2007), а також багатьох морських ссавців і птахів (Verrier et 2009). Бурі ведмеді (Ursus arctos) та американські чорні ведмеді (U. americanus) швидко зимають, поки їх засуджують. Деннінг або сплячка у цих видів мінімізує активність, втрати маси та енергії та катаболізм білка (Atkinson et al. 1996; Barboza et al. 1997; Harlow et al. 2002). Найбільш широкий сезонний піст у білих ведмедів (U. maritimus) відбувається влітку та восени в більш південних частинах їх ареалу, де морський лід сезонно зникає, а ведмеді втрачають доступ до більшості морських ссавців (Gleason and Rode 2009; Ramsay and Stirling 1988; Роде та ін., 2010а). У цей час білі ведмеді не гріють, хоча активність може бути значно знижена (Lunn and Stirling 1985). Однак вагітні самки повинні згодом зимою злежуватися, щоб вивести дитинчат. Таким чином, поєднання посту влітку та восени, яке часто називають «пішохідною сплячкою», та денінгу взимку вагітними самками білих ведмедів може означати відсутність їжі протягом 8 місяців (Atkinson and Ramsay 1995; Ramsay and Стерлінг 1988).
Глобальне потепління збільшує тривалість вільних від льоду умов у багатьох районах (наприклад, Гудзонова затока та південь моря Бофорта - Amstrup et al. 2010; Stirling and Parkinson 2006). Очікується, що 120-денний піст, характерний для чоловіків та не вагітних самок білих ведмедів, що мешкали навколо Гудзонової затоки протягом 1980-х років, зросте до 180 днів із настанням потепління (Molnár et al. 2010). Молнар та ін. (2010) підрахували, що 3% дорослого чоловічого населення в Гудзоновій затоці вмирає зі 120-денним голодуванням, але ця смертність зростає до 28% населення, якщо голодування триває до 180 днів. Ця потенційна зміна в екології білого ведмедя, яка одночасно збільшить тривалість голодування і зменшить час накопичення запасів тканин, диктує потребу в кращому розумінні енергетичних та матеріальних витрат для білих ведмедів (Hunter et al. 2010; Rode et al. 2010a; Стерлінг та ін., 2011).
Кілька досліджень дали значне уявлення про витрати на голодування та сплячку у ведмедів (Atkinson et al. 1996; Atkinson and Ramsay 1995; Farley and Robbins 1995; Harlow et al. 2002; Maxwell et al. 1988; Polischuk et al. 2002; Tøien et al. 2011; Watts et al. 1987). На жаль, витрати, оцінені в результаті цих досліджень, або не узгоджені, або їх не легко порівняти. Наприклад, середні енергетичні витрати, виміряні нещодавно під час зимової сплячки у чорних ведмедів (Tøien et al. 2011), набагато нижчі, ніж те, що можна було б оцінити за масовими втратами, підсумованими Фарлі та Роббінс (1995) для сплячки бурого та чорного ведмедів. . Подібним чином, хоча передбачається, що енергозбереження певною мірою відбувається у посних білих ведмедів на підставі доказів збереження білка (Derocher et al. 1990; Harlow et al. 2002) та подібності хімічних речовин крові з сплячими бурими та чорними ведмедями ( Nelson et al. 1983), ніхто не порівнював витрати на зимову сплячку у бурих, чорних та білих ведмедів з літнім та осіннім голодуванням білих ведмедів.
Ми висунули гіпотезу, що витрати на сплячку для бурих, чорних і білих ведмедів будуть однаковими, якщо вимірювати їх у порівнянних умовах і виражати в розрахунку на одиницю маси, але ці витрати будуть меншими, ніж витрати на піст влітку та восени білих ведмедів. Через потенційно підвищені витрати на піст у білих ведмедів порівняно з тими, що відбуваються під час зимової сплячки, глобальне потепління та зменшення морського льоду можуть мати набагато більший згубний вплив на білих ведмедів, ніж розширення сплячки у інших ведмедів, які не мають швидкого літньо-осіннього періоду. . Отже, ми порівнюємо витрати на зимову сплячку у бурих, чорних і білих ведмедів, порівнюємо ці витрати з літнім і осіннім голодуванням у білих ведмедів, і робимо прогнози щодо запасів тканин, які білим ведмедям потрібно буде виживати і відтворюватись із збільшенням тривалості постів.
Матеріали і методи
Житло та дієти для бурих ведмедів, що перебувають у полоні. - Ми використовували 10 полонених бурих ведмедів у віці 23–23 років і розміщувались у Центрі досліджень, освіти та охорони ведмедів штату Вашингтон у 2003–2011 роках. Припинення годівлі та видобутку їжі розпочалося 21 жовтня, коли всіх ведмедів зачинили у своїх індивідуальних барлогах та прогонах, а годування відновили в середині-кінці березня. Ми вибрали цей час, оскільки апетит і, отже, кількість запропонованої нами їжі значно впали до кінця жовтня. Коли бурих ведмедів позбавляли їжі протягом активного сезону, вони виявляли дуже очевидні ознаки дискомфорту (тобто бурчання, рев та надзвичайну агресію). Коли їжу прибирали наприкінці жовтня, ведмеді виявляли тишу та байдужість. Подібним чином ведмеді стали все активнішими до кінця лютого, коли денна температура стала помітно теплішою. Таким чином, поведінка як у жовтні, так і в березні свідчило про те, що ведмеді переходили в сплячку і виходили з неї (Nelson and Robbins 2010).