научная статья по теме ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ И МАССЫ ТЕЛА НА ХАРАКТЕР ЗИМОВКИ У ЗИМОСПЯЩИХ СЕМЕЙСТВА SCIURIDAE СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ Охрана окружающей среды. Экология человека

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ И МАССЫ ТЕЛА НА ХАРАКТЕР ЗИМОВКИ У ЗИМОСПЯЩИХ СЕМЕЙСТВА SCIURIDAE СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ»

ЭКОЛОГИЯ, 2004, № 3, с. 218-222

УДК 591.543.42:599.2

ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ И МАССЫ ТЕЛА НА ХАРАКТЕР ЗИМОВКИ У ЗИМОСПЯЩИХ СЕМЕЙСТВА SCIURIDAE СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ

© 2004 г. А. И. Ануфриев, Г. Г. Архипов

Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН 677891 Якутск, просп. Ленина, 41 Поступила в редакцию 17.10.2002 г.

Проведено сравнение энергозатрат у Tamias sibiricus jacutensis Ognev, 1935 и Citellus undulatus jacutensis Brandt, 1843 в период зимней спячки. Об энергозатратах судили по изменению массы тела и интенсивности газообмена. Взвешивания проводили ежемесячно на протяжении зимы (26 сусликов и 9 бурундуков) и непрерывно (4-6 раз в сутки) у 5 сусликов (395 ч) и у 3 бурундуков (696 ч). Снижение массы на протяжении суток при постоянной температуре среды у обоих видов зимоспящих происходит практически линейно. Тенденция снижения массы тела у бурундуков и сусликов на протяжении отдельного короткого цикла спячки, независимо от вида, пола и возраста, также близка к линейной.

Ключевые слова: суслики, бурундуки, зимняя спячка, масса тела, энергозатраты.

Одним из путей приспособления животных к жестким условиям холодной зимы, когда в течение 7-8 мес. поддерживаются отрицательные среднесуточные температуры, может быть минимизация энергозатрат путем экономии энергии за счет снижения уровня метаболизма и, как следствие, температуры тела. Крайней формой такой экономии является зимняя спячка грызунов и зимний сон медведей.

В работе рассматривается влияние размеров и массы тела на энергозатраты и характер зимовки двух зимоспящих видов семейства беличьи (Citellus undulatus jacutensis Brandt, 1843 и Tamias sibiricus jacutensis Ognev, 1935), в условиях холодного климата Северо-Востока России.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Как способ оценки энергозатрат животных в период зимней спячки использовали наблюдение за снижением массы тела с возможностью пересчета энергетической стоимости потерь массы. Для выполнения экспериментальных работ животных отлавливали в летне-осенний период. До октября их содержали при комнатной температуре и естественном для данной широты фотопериоде. Затем животных переводили в подвальное помещение вивария и создавали температурный режим, сходный с наблюдаемым в горизонтах почв месторасположения зимовочных гнезд изучаемых видов в зимнее время.

Энергозатраты на процессы спячки животных определяли по интенсивности изменения массы

тела. При взвешивании перенос животного на весы приводит к спровоцированному пробуждению, что нарушает естественный ход процесса, вызывая дополнительные потери массы тела. Взвешивание зверька вместе с гнездовым домиком нарушений спячки не вызывает. Поэтому до наступления сезона спячки зверьков приучали к гнездовым домикам. У сусликов гнездовые домики представляли собой пластиковые цилиндры объемом 1.8 л и массой 200 г, у бурундуков -0.35 л, массой около 100 г. Изменения массы подстилки контролировали, взвешивая пустые домики во время спонтанных пробуждений зверьков, когда они выходили из гнезд. В зависимости от решаемых задач взвешивание проводили ежемесячно на протяжении зимы (26 сусликов и 9 бурундуков) и непрерывно (4-6 раз в сутки) в течение 395 ч у 5 сусликов и 696 ч - у 3 бурундуков. Массу тела измеряли на весах (БаПойш - Германия) с точностью до 0.01 г (Ануфриев, 2002). Использованы данные более 3 тыс. измерений. Интенсивность обмена веществ животных во время спячки определяли по методикам, описанным ранее (Ахременко, Ануфриев, 1984; Ахременко и др., 1989). Математическую обработку полученных материалов проводили, используя общепринятые методики.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

С переходом зимоспящих животных к норной жизни и потери связи с поверхностью земли количество факторов, синхронизирующих эндогенные ритмы с экзогенными, значительно снижает-

ся. Исчезает периодизм изменений освещенности, температуры и влажности воздуха. Основными факторами, позволяющими синхронизировать эндогенные ритмы с сезонными изменениями внешней среды, для зимоспящих грызунов Северо-Востока России остаются лишь температура и в меньшей степени влажность почвы.

Основным источником энергии у животных во время зимней спячки служат жиры. Интенсивность липолиза у гибернирующих животных соответствует уровню, необходимому для постоянного, хотя и пониженного снабжения энергией тканей (Barlington, 1972). Присутствует высокая положительная корреляция между массой тела и содержанием в нем жира (Morton, Tung, 1971). Жиронакопление у зимоспящих происходит в "теплое" время (в период), когда теплопотери организма минимальны (Калабухов,1986). Количество жира, гарантирующее успешную перезимовку, достаточно велико. Для большинства зимоспящих рода беличьих оно составляет 3040% от массы тела. Если запасов жира недостаточно, то животные теряют способность залегать в спячку либо погибают от истощения (Blake, 1972; Galster, Morrison, 1975; Philips, 1979). Величина и скорость жиронакопления перед спячкой определяются экологическими особенностями животных. В зависимости от величины и массы, даже в пределах одного вида, животные накапливают разное количество жира. Отмечено, что осенью больше всего жира накапливают взрослые самцы, меньше - молодые зверьки (Калабу-хов, 1986).

Данные об интенсивности использования жировых запасов зимоспящих на части, составляющие спячку (оцепенение, пробуждение), зависимости интенсивности расходования энергоресурсов от величины, массы тела и температуры окружающей среды, особенностях метаболизма у животных различной видовой принадлежности отсутствуют. Общим для всех зимоспящих животных семейства беличьих Якутии является однонаправленность динамики массы тела на протяжении годового цикла. После выхода из зимней спячки и следующего затем (1-2 недели) репродуктивного процесса масса тела снижается до годового минимума. В течение весенне-летнего периода происходит постепенное нарастание массы животных, сопровождающееся снижением уровня основного обмена.

Нажировка у зимоспящих Якутии проходит в сжатые сроки - уже к середине сентября масса тела у сусликов и бурундуков возрастает на 20-40%, достигая максимума у сусликов в начале октября, а у бурундуков - несколько позднее, обычно после перехода животных к норной жизни и потери связи с поверхностью земли.

Масса сусликов, 1000

900 800 700 600 500 400

Масса бурундуков, г -.110

- 105

- 100 -95 -90 -85 -80

х -75 -70 65 60

Август Октябрь Декабрь Февраль Апрель

Рис. 1. Динамика массы тела у бурундуков и сусликов в период зимовки:

1 - взрослые суслики; 2 - молодые суслики; 3 - бурундуки.

Наиболее интенсивно масса тела у сусликов и бурундуков убывает в начальный период спячки. В это время интервалы оцепенений непродолжительны и чередуются с длительными периодами активного состояния. Потери массы тела у молодых и взрослых сусликов различны (рис.1). Так, взрослые животные за 150 суток зимней спячки теряют в среднем по (272 ± 12.6)12 г, или 32% от начальной массы тела, а молодые - около (100 ± ± 8.3) 14 г, или 18% от начальной массы, хотя спячка проходит в одинаковых условиях. В октябре взрослые зверьки в среднем на 35 % тяжелее молодых, а в марте - только на 22%. Это связано в первую очередь с разной массой молодых и взрослых животных. Для сусликов выявлена зависимость интенсивности потерь массы от величины животных; с увеличением массы тела возрастают как абсолютные, так и относительные потери (Ануфриев, 2002).

У бурундуков подобная зависимость отсутствует, поскольку уже к октябрю молодые зверьки по размерам и массе тела не отличаются от перезимовавших животных. Вместе с тем у бурундуков на протяжении всего периода зимней спячки на фоне снижения массы тела происходит уменьшение энергозатрат и уровня потерь массы. Это отражается на характере изменения графической кривой снижения массы, которая на протяжении зимнего периода постепенно выполаживается (рис. 2). За первые 696 ч наблюдений у бурундука № 1 потери массы составили 30 г, что соответствует 0.044 г/ч, или 1.04 г/сут. За последующие 573 ч зимней спячки бурундук потерял 12.38 г, что соответствует потерям 0.021 г/ч, или 0.5 г/сут. Одна-

Масса, 125

115

105

95

85

75

65

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Время, ч

Рис. 2. Динамика массы тела у отдельного бурундука на протяжении периода зимней спячки.

Масса,

591.3

591.2

591.1

591.0

590.9

590.8

590.7

590.6

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Время, ч

Рис. 3. Динамика массы тела у суслика (1) и бурундука (2) в течение суток.

Масса, г

362

361

360

359 i i i i i

94

93

92

91 2

90

89 i i i i i

24

48

72

96

120 144 Время, ч

Рис. 4. Динамика массы тела у суслика (1) и бурундука (2) на протяжении нескольких суток.

ко в среднем потери массы за 1263 ч составили 43.12 г (38.2 % от стартовой массы), т.е это 0.0341г/ч, или 0.81 г/сут.

Снижение массы на протяжении суток при постоянной температуре среды у обоих видов зимо-спящих происходит практически линейно (рис. 3). Форма графика снижения массы тела у бурундуков и сусликов на протяжении отдельного короткого цикла спячки, независимо от вида, пола и возраста, также близка к линейной. Изменение интенсивности снижения массы тела происходит только при колебании температуры окружающей среды и периодических пробуждениях животных. Следовательно, у животных в состоянии гипотермии отсутствуют суточные ритмы изменения уровня обмена веществ, но сохраняются реакции на флуктуации окружающей температуры (рис. 4).

Нами определена зависимость потерь массы тела сусликов от температуры окружающей среды. Форма графической кривой потерь массы совпадает с графиком температурной зависимости потребления кислорода спящими сусликами (Ануфриев, Ахременко, 1990). Минимальные потери массы, как и минимальное потребление кислорода, зарегистрированы при температурах 0 ... + 2°С. Вне данного температурного интервала интенсивность метаболизма увеличивалась, а потери массы тела возрастали (Ануфриев, 2002).

У находящихся в спячке сибирских бурундуков ранее была исследована зависимость интенсивности метаболизма от температуры среды (Ануфриев, Ахременко,

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком