научная статья по теме ЗИМНЯЯ СПЯЧКА ТРЕХ ВИДОВ SCIURIDAE В ЯКУТИИ С ТЕМПЕРАТУРОЙ ТЕЛА НИЖЕ НУЛЯ Охрана окружающей среды. Экология человека

Текст научной статьи на тему «ЗИМНЯЯ СПЯЧКА ТРЕХ ВИДОВ SCIURIDAE В ЯКУТИИ С ТЕМПЕРАТУРОЙ ТЕЛА НИЖЕ НУЛЯ»

ЭКОЛОГИЯ, 2015, № 2, с. 125-133

УДК 591.543.42:599.322.2(571.56)

ЗИМНЯЯ СПЯЧКА ТРЕХ ВИДОВ SCIURIDAE В ЯКУТИИ С ТЕМПЕРАТУРОЙ ТЕЛА НИЖЕ НУЛЯ

© 2015 г. А. И. Ануфриев*, И. М. Охлопков**

*Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН 667980Якутск, просп. Ленина, 41 **Северо-восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова е-шаП: anufry@ibpc.ysn.ru Поступила в редакцию 20.08.2013 г.

Приведены материалы наблюдений за спячкой особей трех видов зимоспящих беличьих с температурой тела ниже нуля при относительно низких температурах окружающей среды — до минус 10— 12°С. Арктическим сусликам, длиннохвостым сусликам и черношапочным суркам температурные накопители Б8-1922 Ь были имплантированы в брюшную полость до начала спячки, в августе. В течение сезона зимней спячки до конца апреля приборы находились в полости тела, после окончания спячки приборы были извлечены. У арктических сусликов в периоды гипотермии температура тела ниже нуля отмечена в течение 5 мес., минимальная —2°; у длиннохвостого суслика температура тела ниже нуля была в течение 6 мес., минимальная также —2°; у черношапочного сурка температура тела ниже нуля была в течение 4 мес., минимальная —1°.

Ключевые слова: длиннохвостый и арктический суслики, черношапочный сурок, зимняя спячка, температура тела.

DOI: 10.7868/S0367059715010023

До последнего времени было известно, что среди млекопитающих лишь представители двух зимоспящих видов беличьих способны находиться в состоянии гипотермии с температурой тела ниже 0°С: длиннохвостый (Spermophilus undulatus Pallas, 1778) и берингийский (арктический) (Spermophilus parryii Richardson, 1827) суслики. В России географические популяции этих видов совместно обитают на территории Якутии, пространственно разделены р. Лена. Зимняя спячка длиннохвостого суслика с температурой тела ниже нуля описана в ряде публикаций (Некипелов, Пешков, 1958; Пауллер, 1959; Васильев, Жовтый, 1974; Ипатьева, 1968; Соломонов и др., 1987; Ануфриев, Ахременко, 1990; Ануфриев, 2008; So-lomonov et al., 2010). Имеются наблюдения и о спячке арктического суслика с температурой тела ниже нуля (Mayer, 1956; Barnes, 1989; Buck, Barnes, 2000; Solomonov et al., 2011). Лишь недавно (Ануфриев и др., 2012) было установлено, что и черношапочный сурок (Marmota camchatica Pallas, 1811) на Северо-Востоке Сибири, в Якутии, во время зимней спячки в периоды гипотермии способен поддерживать метаболизм при температурах тела около нуля градусов и даже ниже.

В настоящей работе приведены результаты специально выполненных наблюдений за спяч-

кой особей трех видов зимоспящих беличьих с температурой тела ниже нуля при относительно низких температурах окружающей среды, с которыми животные нередко встречаются в условиях естественных местообитаний.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Арктическим сусликам, отловленным в отрогах Верхоянского хребта в окрестностях г. Верхоянска, длиннохвостым сусликам, отловленным в 100 км южнее г. Якутска, и черношапочным суркам, отловленным в окрестностях с. Себян-Кю-ель (Верхоянский хребет), температурные накопители1 Э8-1922 Ь были имплантированы в брюшную полость до начала спячки, в августе. В течение сезона зимней спячки до конца апреля приборы находились в полости тела, после окончания спячки приборы были извлечены. Одному из черношапочных сурков (№ 2) после извлечения прибора был имплантирован новый датчик, с которого выполнены наблюдения за температурой тела зверька и в следующем году. Измерение

1 Подробное описание прибора и основные характеристики можно найти на сайтах: wwwelin.ru, http://wwwthermochron.ru/, http://www.ibdl.ru/.

температуры производилось непрерывно, режим регистрации был выбран с частотой одно измерение в 60 мин. Для каждого из экспериментальных животных получено около 4 тыс. измерений температуры тела. Температурный режим, при котором проходила спячка животных, был смоделирован в соответствии с условиями обитания видов в естественной среде Северо-Востока России. В начале спячки температура среды была около 2°, затем постепенно снижалась, достигая минимума (—8...—10°) в середине спячки. Обработку данных проводили с использованием стандартных статистических программ. Вне сезона зимней спячки животные получали достаточное количество пищи (зерно, комбикорм, семена подсолнечника, овощи). Отметим, что все экспериментальные животные нормально перезимовали и в естественные для них сроки самостоятельно вышли из спячки. В работе обобщены данные о ходе спячки по двум особям каждого вида, всего проанализировано около 30 тыс. измерений температуры тела экспериментальных животных.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Материалы о ходе зимней спячки арктического и длиннохвостого сусликов с температурой тела ниже нуля ранее были получены в различных условиях и с применением разных способов измерения температуры тела, но чаще с помощью термометров и медно-константановых термопар. Так, Н.В. Некипелов и Б.И. Пешков (1958) и О.Ф. Пауллер (1959), эпизодически измеряя ртутными термометрами ректальную температуру тела нескольких видов сусликов, зимняя спячка которых проходила в искусственных норах, установили, что длиннохвостые суслики в состоянии спячки могут иметь ректальную температуру ниже нуля. Г.И. Васильев и И.Ф. Жовтый (1974) при раскопках нор длиннохвостого суслика с октября по март 1969—1972 гг. обнаружили, что ректальная температура у сусликов была в декабре 0.2°, в январе —2.0°, в феврале у одного зверька —2.4°. Н.В. Ипатьева (1968) измеряла ректальную температуру также у нескольких видов сусликов, спячка которых проходила в холодильниках, и обнаружила, что только длиннохвостые суслики способны находиться в спячке с температурой тела ниже нуля. Ранее мы выполняли наблюдения за температурой тела (Соломонов и др., 1987), в том числе и ниже нуля, у зимоспящих с использованием термисторов ММТ-4, имплантированных зверькам под кожу между лопатками, с непрерывной регистрацией на самопишущих потенциометрах или персональных компьютерах, а при забоях животных проводили термотопографию электронными термометрами. Позднее на длиннохвостом и арктическом сусликах и черноша-почном сурке применяли цифровые измерители,

имплантированные зверькам под кожу или внут-рибрюшинно (Ануфриев, 2008; Solomonov et al., 2010, 2011). Температуру тела у арктического суслика в спячке У.Ф. Майер (Mayer, 1956) измерял термопарами в прямой кишке и установил, что зверьки остывали до температуры —1.5...—2.0°. Б.М. Барнес и К.Л. Бук (Barnes, 1989; Buck, Barnes, 2000) измеряли температуру тела и частоту сердечных сокращений в искусственной норе с радиопередатчика, имплантированного в брюшную полость, и обнаружили, что температура в полости тела может опускаться до отрицательных значений. Несмотря на разнообразие вариантов измерений и условий протекания зимней спячки животных, установлено, что зверьки способны поддерживать основные физиологические функции при температурах тела ниже нуля.

Черношапочный сурок. Зимняя спячка у сурков в условиях эксперимента заканчивалась в конце апреля. Температура тела животных после спячки постепенно возрастала, и в мае среднесуточная температура была уже на относительно высоком уровне. Перед началом зимней спячки у сурков, как и у других видов зимоспящих беличьих, происходит ряд изменений в экологии и поведении, внешним проявлением которых являются изменение ритмов суточной активности — снижается локомоторная деятельность; уменьшается, а затем прекращается прием пищи; зверьки достигают максимального годового веса; возрастает абсолютная и относительная продолжительность сна; понижается температура тела, снижается предпочитаемая температура среды (Ануфриев, 2008). Чер-ношапочные сурки в естественных условиях в период зимовки проводят в норе до 250—270 сут, к норной жизни переходят во второй половине сентября, на поверхность почвы выходят со второй половины мая (Капитонов, 1978). В течение августа—сентября среднесуточная температура тела сурков постепенно снижается (табл. 1). Первые сильные понижения температуры тела отмечены в конце сентября (до 32—34°). В первой половине октября в ночные часы температура тела доходила до 13° на фоне резкого снижения среднесуточной температуры тела (табл. 2).

Период с конца сентября до середины октября в сущности уже является началом зимней спячки. Зверьки становятся малоподвижными, большую часть суток проводят в состоянии сна, в позе свернувшись "калачиком": голова прижата к задним лапам, а хвост закрывает голову. Для начала спячки характерны относительно кратковременные, постепенно нарастающие понижения температуры тела. "Глубокая" спячка, с продолжительными (до 6—8 сут) периодами гипотермии наступала в начале ноября (рис. 1а). Усредненная температура тела одного из сурков на протяжении сезона зимней спячки изменялась следующим образом: сентябрь — 35.30 ± 0.067°, октябрь —

Таблица 1. Среднесуточная температура тела у представителей трех видов беличьих перед наступлением сезона зимней спячки, °С

Вид/период Август Сентябрь

5 15 25 5 15 25

Арктический суслик № 1 М ± т Мт-шах 37.23 ± 0.23* 35.5-39.0 37.0 ± 0.10 36.0-38.0 36.92 ± 0.15 36.0-38.0 35.85 ± 0.18 34.0-37.0 35.56 ± 0.21 34.0-37.5 34.83 ± 0.27 30.5-36.5

Длиннохвостый суслик М ± т Мт-шах - - 38.08 ± 0.060 37.5-38.5 36.75 ± 0.095 36.0-37.5 36.27 ± 0.13 34.5-37.5 35.97 ± 0.23 34.0-37.5

Черношапоч-ный сурок № 2 М ± т Мт-шах 36.71 ± 0.19 35.5-38.5 35.96 ± 0.22 34.5-38.0 36.33 ± 0.19 35.0-38.0 35.85 ± 0.19 34.0-37.5 35.29 ± 0.23 32.5-36.5 33.77 ± 0.47 27.5-36.0

* 24 измерения в сутки.

27.85 ± 0.35°, ноябрь - 10.14 ± 0.32°, декабрь -6.80 ± 0.29°, январь -3.72 ± 0.28°, февраль - 2.37 ± ± 0.25°, март - 7.93 ± 0.43°, апрель - 21.89 ± 0.53°. У второго сурка температура тела изменялась аналогично. Наиболее низкие температуры тела (до нуля градусов) в первый год наблюдений отмечены у крупного самца (№ 1) с января по март. У самца № 2 температура тела опускалась до 0.5°. При периодических пробуждениях, которые занимали относительно непродолжительное время, температура тела животных поднималась до 35-36°. Вполне возможно, что периферические части т

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

Пoхожие научные работыпо теме «Охрана окружающей среды. Экология человека»