Почему медведица рожает зимой, когда сама месяцами ничего не ест

Зимой бурый медведь может месяцами находиться в берлоге. Он не выходит на поиски пищи, почти не двигается и расходует запасы, накопленные с осени. Казалось бы, в это время организму нужно экономить каждую калорию. Но именно посреди зимы у медведицы появляются детёныши. И пока снаружи лежит снег, она кормит их молоком, согревает и постепенно готовит к выходу из берлоги.

Меня заинтересовало, как такое вообще возможно. Ведь для производства молока нужны жиры, белки, вода и немало энергии. А медведица не ест и практически не пьёт. Получается, что все необходимые вещества она должна каким-то образом получать из собственного организма. Я начала искать исследования и обнаружила несколько любопытных подробностей. Например, настоящая беременность у медведицы начинается значительно позже спаривания, а новорождённый медвежонок весит в сотни раз меньше матери. Но больше всего меня удивило, сколько ресурсов расходуется на его кормление.

Почему медведица не рожает сразу после спаривания

Бурые медведи спариваются преимущественно весной и в начале лета. Однако после оплодотворения развитие зародыша вскоре приостанавливается. Он остаётся на ранней стадии и некоторое время не прикрепляется к стенке матки. Такое явление биологи называют эмбриональной диапаузой.

Благодаря этой особенности медведица может всё лето и осень накапливать питательные вещества, не расходуя значительные ресурсы на развитие плода. В 2014 году исследователи из Швеции опубликовали в журнале PLOS ONE работу о сроках беременности бурых медведиц. Они отслеживали температуру тела и двигательную активность животных, чтобы определить, когда начинается активное развитие зародышей и когда появляются медвежата.

Выяснилось, что в исследованной группе имплантация происходила в среднем 1 декабря, а роды приходились на 26 января. Получается, от прикрепления зародыша к стенке матки до появления потомства проходило около 56 дней. Правда, это средние показатели небольшой выборки, поэтому у других медведиц сроки могут отличаться. Интересно, что температура тела беременных самок оставалась выше, чем у медведиц без потомства. Организм продолжал поддерживать условия для развития зародышей, хотя животные уже находились в состоянии зимнего покоя.

Но почему медведица вообще рожает зимой, а не весной, когда появляется больше пищи? Дело в том, что медвежатам требуется время, чтобы подрасти. В берлоге они находятся рядом с матерью, получают молоко и защищены от непогоды. К весне малыши становятся заметно крупнее и уже могут постепенно знакомиться с окружающим миром.

Медведица весит 150 кг, а её малыш всего 450 граммов

Когда я посмотрела данные о массе новорождённых медвежат, сначала даже перепроверила цифры. Взрослая медведица может весить 150 кг и больше, а её детёныш при рождении нередко имеет массу около 400-500 г. Если взять для примера медведицу массой 150 кг и медвежонка весом 450 г, разница получится более чем в 330 раз. Причём у бурых медведей часто рождается сразу два или три малыша. Новорождённые медвежата слепые, с редкой шерстью и практически не способны самостоятельно сохранять тепло. Первое время они почти постоянно находятся возле матери.

Почему же у такого крупного животного настолько маленькое потомство? Одна из причин связана с распределением энергетических затрат. Медведица не должна обеспечивать длительный интенсивный рост детёнышей ещё до родов. Значительная часть их развития происходит уже после рождения, когда они получают питательные вещества с молоком. И здесь обнаруживается интересная особенность. Во время беременности медведица сравнительно мало тратит на развитие крошечных детёнышей. Зато после их появления потребность в питательных веществах заметно возрастает. А пополнить запасы обычным способом она пока не может.

Откуда берётся молоко, если медведица ничего не ест

В 1993 году исследователи опубликовали в British Journal of Nutrition работу о питании медвежат во время зимнего покоя их матерей. Учёные изучали американских чёрных медведей. Это другой вид, но некоторые механизмы зимнего размножения у него сходны с механизмами бурого медведя.

Выяснилось, что в первые недели молоко содержало около 22% жира. Для сравнения, в грудном молоке человека обычно содержится около 3-5% жира. За первые 12 недель один медвежонок получал приблизительно 11 кг молока. За это время его масса увеличивалась примерно на 2,5 кг. Меня особенно удивил состав этих одиннадцати килограммов. По расчётам исследователей, в них содержалось около 2,5 кг жира, 0,8 кг белка и 7 кг воды. И всё это производил организм матери, которая не получала пищу извне.

Основным источником энергии становились жировые запасы. Осенью медведи интенсивно питаются, увеличивая массу тела перед зимовкой. Затем накопленные вещества постепенно используются для поддержания жизнедеятельности. Но молоко нельзя произвести только из жира. Для его белков необходимы аминокислоты, поэтому организм должен обеспечивать и белковый обмен, используя собственные ресурсы и стараясь экономно расходовать азот. Насколько важен жир, показало исследование бурых медведиц на Аляске, опубликованное в 2000 году. Согласно полученным данным, в среднем около 88% энергии, необходимой для поддержания организма во время зимовки, обеспечивалось за счёт жиров. Таким образом, осенняя упитанность имеет значение не только для самой медведицы. От неё во многом зависит, сколько ресурсов останется на выращивание потомства.

Сколько килограммов расходует медведица за зиму

В том же исследовании учёные сравнили массу и состав тела шести бурых медведиц до зимовки и после неё. За период продолжительностью 208 дней животные стали легче в среднем на 73 кг. Это составляло около 32% их осенней массы тела. Причём примерно 56% уменьшения массы приходилось на жир, а остальная часть на безжировые компоненты организма, включая воду и ткани.

Конечно, все эти килограммы нельзя записывать исключительно на кормление медвежат. Энергия нужна медведице и для собственного существования: работы сердца, дыхания, поддержания температуры тела и других процессов. Но выращивание потомства создаёт дополнительную нагрузку.

В 2013 году исследователи опубликовали математическую модель энергетических затрат бурых медведиц. Расчёты показали, что в зависимости от продолжительности зимовки и количества детёнышей для успешного размножения могла требоваться доля жира примерно от 19 до 33% массы тела. Получается, что способность медведицы вырастить потомство во многом определяется ещё до наступления зимы. Если запасов недостаточно, организму будет гораздо сложнее обеспечить и собственные потребности, и кормление малышей. Но у меня оставался ещё один вопрос. С питательными веществами всё более или менее понятно. А откуда берётся вода?

Как медведица производит молоко без питья

Вернёмся к исследованию американских чёрных медведей. За первые три месяца один медвежонок получал с молоком приблизительно семь килограммов воды. Если детёнышей двое, потребность в жидкости оказывается ещё выше. При этом сама мать во время обычной зимовки не пьёт. Часть необходимой воды образуется непосредственно в организме при окислении жиров. Это один из продуктов обмена веществ, который помогает поддерживать водный баланс. Но есть и менее очевидный механизм.

Исследователи предположили, что медведицы могут возвращать часть воды и азота, выделяемых детёнышами, поедая их экскременты. Изотопные данные согласуются с таким объяснением, хотя оно не означает, что удалось непосредственно проследить каждую стадию этого процесса. Здесь я вспомнила ещё одну особенность медвежьей зимовки. У этих животных существуют механизмы, позволяющие ограничивать потери мышечной массы при продолжительной неподвижности. В исследовании 2007 года специалисты обнаружили, что у американских чёрных медведей во время зимнего покоя замедляются как образование, так и распад мышечных белков. Это помогает сохранять мышцы значительно лучше, чем можно было бы ожидать после нескольких месяцев почти без движения.

Итого

Получается, что зимой организм медведицы выполняет сразу несколько задач. Он расходует накопленный жир, обеспечивает производство молока, сохраняет воду и старается ограничить потерю мышечной массы. При этом сама медведица месяцами практически не ест и не пьёт, а её детёныши постепенно растут и набирают вес. Именно поэтому осенние запасы имеют такое большое значение. Медведице нужно не просто пережить зиму, но и обеспечить питанием потомство до наступления весны. Причём основная часть необходимых ресурсов поступает из её собственного организма. Выходит, что первые месяцы жизни медвежат во многом зависят от того, насколько хорошо их мать питалась ещё до того, как они появились на свет.