Медведь месяцами не пьёт в берлоге: откуда его организм берёт воду

С едой во время медвежьей зимовки всё кажется понятным: осенью зверь накапливает жир, а потом постепенно его расходует. Но меня заинтересовал другой вопрос. Как медведь обходится без воды? Он продолжает дышать, его сердце перекачивает кровь, в клетках идут химические реакции. Даже если несколько месяцев почти не двигаться, жидкость организму всё равно нужна.

Бурые и американские чёрные медведи действительно способны месяцами находиться в берлоге без питья. При этом они не запасают осенью воду в каком-нибудь отдельном органе. Часть необходимой жидкости образуется при расходовании жира, а изменения в работе организма позволяют сократить её потери. Правда, из этого не следует, что содержание воды в теле всю зиму остаётся одинаковым.

Как из жира получается вода

Жировые запасы обеспечивают медведя энергией. При их полном окислении образуются углекислый газ и вода. Первый выводится через лёгкие, а вторая поступает в общий запас жидкости организма. Такую воду называют метаболической. Она появляется и у других животных, и у человека. Это обычная часть обмена веществ, для которой не требуется специального органа. Жир не хранит внутри готовую воду: новые молекулы возникают в ходе реакций с участием кислорода, поступающего при дыхании.

Количество получается вполне ощутимым. В исследовании биохимии зимующих бурых медведей авторы приводят расчёт: при полном окислении 0,89 кг одного из триглицеридов образуется около 0,99 кг воды. Если округлить, это примерно 1,1 литра на килограмм жира, хотя точный выход зависит от его состава. На первый взгляд странно: почему воды по массе больше, чем исходного жира? Дополнительная масса поступает с кислородом. Но этот расчёт показывает только образование воды. Он не означает, что весь полученный объём останется в организме. Часть жидкости медведь продолжает терять.

Почему одной выработки воды недостаточно

В обзоре 1980 года, посвящённом американским чёрным медведям, отмечалось, что метаболическая вода позволяет поддерживать нормальную гидратацию во время зимовки. Однако такое объяснение нельзя отделять от остальных сезонных изменений. Жир обеспечивает внутренний источник воды, а организм сокращает её расход и выведение.

Медведь в берлоге не просто лежит с закрытыми глазами. У него снижается интенсивность обмена веществ, замедляется сердцебиение, несколько понижается температура тела.

В работе, опубликованной в 2011 году, исследователи наблюдали за американскими чёрными медведями. Их обмен веществ во время зимовки снижался примерно до четверти базового уровня, а температура тела колебалась от 30 до 36 °C. Это показатели конкретного исследования, их не стоит автоматически переносить на любого бурого медведя. Но они показывают, насколько сильно меняется работа организма. Сама вода при этом не исчезает после каждого участия в работе клетки. Она перемещается между тканями, входит в состав крови и других жидкостей. Для жизни без питья особенно важно ограничить ту её часть, которая действительно покидает тело.

Куда уходит влага в берлоге

Один из путей потери воды сохраняется всю зиму: дыхание. Воздух увлажняется в дыхательных путях, и вместе с выдохом наружу выходит водяной пар. В исследовании бурых медведей 2016 года авторы называют дыхание главным путём потери воды во время зимовки. В той же работе есть уточнение, которое легко упустить. Зимой у животных повышался гематокрит, то есть доля объёма крови, занимаемая эритроцитами. Исследователи трактовали это как признак обезвоживания. Поэтому говорить, будто медведь всегда восполняет каждую потерянную каплю, было бы неточно. Образование метаболической воды и её экономия позволяют пережить длительное отсутствие питья, но не обязательно сохраняют летнее содержание жидкости в организме.

Почему медведь не теряет воду с мочой

Во время длительной зимовки медведи обычно не мочатся. Однако их почки не выключаются: фильтрация продолжается, хотя и становится менее интенсивной. Небольшое количество мочи поступает в мочевой пузырь, откуда вода и некоторые растворённые вещества могут всасываться обратно. Причём это проверяли экспериментально. В исследовании 1975 года учёные использовали воду и мочевину с изотопными метками. После введения в мочевой пузырь зимующих медведей метки обнаруживали в крови. Так удалось проследить возвращение этих веществ в организм. Исследование было небольшим, в нём участвовали три медведя, но оно дало прямое подтверждение обратного всасывания.

Позже учёные попытались выяснить, какие особенности тканей это обеспечивают. В работе 2015 года изучали мочевые пузыри пяти американских чёрных медведей вне зимовки. Простого структурного отличия, которое объясняло бы зимнее всасывание, авторы не нашли. Для этого они предложили сравнивать ткани активных и зимующих животных. Здесь важно различать два процесса. Окисление жира даёт новую воду. Обратное всасывание помогает сохранить уже имеющуюся, прежде чем она покинет тело.

Итого

Возвращение жидкости связано и с изменением обмена азотистых веществ. В исследовании 16 свободноживущих бурых медведей зимой концентрация мочевины в крови снижалась примерно вдвое, тогда как креатинина увеличивалась примерно в 2,5 раза. Эти результаты согласуются со способностью повторно использовать азот мочевины. Поэтому утверждать, что все продукты обмена просто перестают накапливаться, нельзя. И ещё одна деталь: наличие жировых запасов само по себе не позволяет медведю обходиться без питья в любое время года. В опытах Нельсона летнее лишение пищи и воды приводило к обезвоживанию и накоплению азотистых продуктов в крови. Зимнюю способность сохранять воду животные летом не воспроизводили. Получается, осенний жир обеспечивает лишь часть условий для жизни в берлоге. Не менее важна сезонная перестройка организма. Без неё тот же медведь с теми же почками и мочевым пузырём переносит отсутствие воды совсем иначе.