Американский белогорлый козодой впадает в спячку в холодные зимние месяцы, когда основной корм - летающие насекомые - становится недоступным. Эти птицы могут оставаться неактивными от 10 до 25 дней, при этом их температура тела опускается ниже 10°C, и было зафиксировано даже падение до 3°C (см. R. M. Brigham, 1992. Daily Torpor in a Free-ranging Goatsucker, the Common Poorwill (Phalaenoptilus nuttallii )).
Коренные народы юго-запада Северной Америки, по всей видимости, издавна были осведомлены о необычной способности белогорлого козодоя. Так, индейцы хопи называли его hölchoko ‘спящий’ (см. C. P. Woods & R. M. Brigham. 2004. The Avian Enigma: “Hibernation” by Common Poorwills (Phalaenoptilus nuttalli )). Ученые же впервые зарегистрировали гибернацию этой птицы в 1946 году. В дальнейшем спячку козодоев изучали в лабораторных условиях, а с появлением миниатюрных термочувствительных радиопередатчиков - в естественной среде обитания.
Как и у млекопитающих, впадающих в спячку, у козодоев периоды неактивности чередуются с периодическим пробуждением. Убежища козодоев всегда открытые и обращены на юг или юго-запад, чтобы дольше находиться под солнечными лучами. Птицам очень важно уметь вовремя выйти из спячки, и пассивный нагрев солнцем как раз позволяет сохранить энергию для подобного быстрого пробуждения в случае необходимости.
Состояние оцепенения в период холодов и недостатка пищи - выгодный путь для сбережения энергетических резервов, особенно для мелких животных, исходно обладающих высоким уровнем метаболизма и потому нуждающихся в большом количестве пищи. Кратковременное «дневное» оцепенение характерно примерно для 100 видов птиц из 29 семейств. Но только один вид использует гибернацию. Почему же? Возможно, на это повлиял целый ряд факторов. Белогорлый козодой питается летающими насекомыми, которые недоступны в холодную погоду, обитает в засушливой среде с низкой продуктивностью, зимует в местах с высокой частотой солнечных дней и выбирает открытые убежища, что позволяет использовать пассивное нагревание солнцем для периодического пробуждения.
Итак, мы выяснили, что большинство животных с непостоянной температурой тела, которая зависит от окружающей среды, впадают в состояние зимней спячки. Но удивительно, что и многие животные с постоянной температурой тела, например птицы, тоже могут впадать в зимнюю спячку в течение неблагоприятных сезонов года. Известно, что большая часть птиц избегает неблагоприятных зимних условий путем перелетов. Но еще Аристотель (384 - 322 гг. до н. э.) в своей многотомной «Истории животных» обратил внимание на тот факт, что «часть птиц улетает, чтобы перезимовать в теплых странах, а другие укрываются в разных убежищах, где впадают в зимнюю спячку».К этому выводу пришел и крупный шведский естествоиспытатель Карл Линней, который в своем труде «Система природы» (1735 г.) писал: «Осенью, когда начинается похолодание, ласточки, не находя достаточно насекомых для пропитания, начинают искать убежище для зимовки в зарослях тростника вдоль берегов озер и рек».Долгое время утверждения Аристотеля и Линнея отвергались орнитологами, ссылавшимися на известный факт, что часть птиц мигрирует в теплые страны, тогда как немигрирующие активны и зимой, а птиц, впадающих в зимнюю спячку, вопреки утверждению многих, наука не знает. Только после того как в 1937 г. американские ученые обнаружили в щели скалы в состоянии зимней спячки козодоя (Phalaenoptilus nuttalii), стало ясно, что и некоторые виды птиц могут впадать в подобное состояние в неблагоприятные сезоны года. Оба ученых провели более углубленные исследования и установили, что, прежде чем впасть в зимнюю спячку, этот вид птиц теряет значительную часть своего веса, и в определенный момент в результате такого истощения включается механизм перехода в состояние оцепенения. В этом состоянии обмен веществ резко понижается, потребность в кислороде сокращается почти в 30 раз, а температура тела от 40 - 41°С опускается до 18 - 19°С и даже ниже. Птицы впадали в оцепенение, продолжавшееся около 3 месяцев, и создавалось впечатление, что они мертвы. Было установлено, что во время зимней спячки козодой весом 40 г расходовал 0,15 мл кислорода на 1 г веса за час, тогда как в обычном состоянии - 2,7 мл. Те же ученые окольцевали одну из этих птиц, и в последующие годы выяснилось, что она всегда зимовала на одном и том же месте на протяжении 4 лет.Позже было установлено, что и другой ее родственник - малый козодой (Chordeilis minor),обитающий тоже в Северной Америке и на Антильских островах, впадает в состояние зимней спячки. В Дании обнаружили в том же состоянии при температуре воздуха 0°С европейского обыкновенного козодоя (Caprimutgus europeus). Проведенные с ним опыты показали, что при искусственном понижении температуры воздуха до 4°С птица впадала в оцепенение, причем температура ее тела падала с 37 - 40°С до 16 - 17°С, а частота дыхания - с 50 - 70 до нескольких в минуту. Существуют наблюдения, что и некоторые виды ласточек (деревенская и скалистая) тоже зимой впадают в зимнюю спячку.Состояние кратковременного оцепенения, которое ученые называют торпидностью, наблюдалось у только что вылупившихся птенцов черного стрижа (Apus apus), которые впадают в это состояние, когда родители покидают их на несколько дней при неблагоприятных условиях (например, во время приближающегося циклона). В состоянии оцепенения температура тела этих птенцов с 39°С падала до 20°С и даже ниже, пульс и дыхание замедлялись, и в подобном состоянии они выдерживали 7 - 12 дней. Появившись снова, родители отогревали их своими телами, и птенцы возвращались к жизни. В благоприятное время года молодые стрижи вылетали из гнезда через 33 - 35 дней, а в неблагоприятные, когда они впадали в состояние оцепенения, им были необходимы 40 - 50 дней.Издавна известно, что в подобное торпидное состояние впадают и птенцы некоторых видов колибри, если мать, улетев за пищей, задержится более чем на десяток минут (у колибри только самки выкармливают потомство). После ее возвращения, согретые материнским теплом, они возвращаются к жизни. Установлено, что взрослые колибри нескольких видов (Calypte costae, С. anna, Eugenes Lampornis), обитающих на Американском континенте, также способны впадать в состояние оцепенения в особенно холодные ночи, когда их температура тела понижается до 8,8°С.Доказано, что вес различных видов колибри колеблется от 1,7 до 19,1 г, а потребность в кислороде у мелких экземпляров в состоянии покоя - 11 - 16 мл на 1 г веса за час, во время полета - 70 - 85 мл, а в состоянии оцепенения только 0,17 мл. Расход энергии у колибри высокий, и существует опасность, что колибри с температурой тела 44°С не смогут выдержать без нищи того периода, когда они спят, так как им не хватит энергетических запасов. При подобном положении их организм при чрезмерном охлаждении от истощения ночью лишится возможности снова согреться в начале своей активной фазы. Между тем, как известно, ночи на южно- и центральноамериканских высоких плато, где обитают колибри, холодные. Вот почему колибри обладают защитным механизмом - впадают ночью в торпидное состояние, причем температура их тела сравнивается с температурой окружающей среды; таким образом, они не отдают свою теплоту и сохраняют энергию, которая не расходуется для образования тепла в организме. В этом случае действует закон голландского физиолога Ван Гофа, отражающий связь между скоростью реакций химических процессов и температурой (если температура тела понизится на 10°С, процессы обмена начнут протекать медленнее почти в 3 раза). Так что если температура тела колибри понизится с 44°С до 34°С, это приведет к трехкратному сокращению обмена веществ и соответственно к значительному сохранению энергии.Подобная регуляция температуры тела во время оцепенения была обнаружена и у пурпурной колибри (Eulampis jugularis), которая, как и другие колибри, легко впадает в торпидное состояние. В состоянии оцепенения температура тела этого вида колибри обычно близка к температуре воздуха, но, если последняя падает ниже 18°С, температура тела птицы больше не понижается и остается на уровне 18 - 20°С.Оцепенение, в которое впадают некоторые виды птиц, значительно отличается от зимней спячки, свойственной многим млекопитающим. Прежде всего организм птиц не только не накапливает энергетических запасов в виде жира, но, наоборот, расходует значительную их часть. В то время как млекопитающие впадают в зимнюю спячку, заметно прибавив в весе, птицы перед оцепенением сильно худеют. Вот почему явление оцепенения у птиц, как считает советский биолог Р. Потапов, должно называться не зимней спячкой, а гипотермией.До сих пор механизм гипотермии у птиц до конца не изучен.Интересно, что все птицы, способные впадать в состояние оцепенения, в систематическом отношении являются между собой близкими родственниками и обладают общими физиолого-экологическими особенностями. Впадание этих птиц в состояние оцепенения при неблагоприятных условиях жизни представляет собой приспособительную физиологическую реакцию, закрепившуюся в процессе эволюции.
Пернатых принято делить на оседлых и перелетных, в зависимости от их образа жизни. Но есть среди них совершенно особенные птицы. Это американский белогорлый козодой. Этим птицам хоть и не по душе холодное время года, но они не спешат покидать родные края в поисках лучших мест для зимовки. Вместо изнуряющих и опасных перелетов они выбрали спячку в уютном местечке.
Американский белогорлый козодой, или, как его еще иногда называют, калифорнийский козодой, встречается в засушливых регионах на западе Северной Америки. Ареал его обитания простирается от канадской провинции Британская Колумбия на севере до центральных регионов Мексики на юге. Это небольшая птичка, чей вес достигает всего 35-55 граммов, а размеры тела - 20 сантиметров.
Свои гнезда козодои строят на земле, под прикрытием кустов или травы. В конце весны и в течение всего лета самка откладывает, как правило, два яйца. Но отмечались случаи, когда самка делает второе гнездо и откладывает новую партию яиц, пока самец выкармливает вылупившееся потомство. Помимо этой особенности, у козодоев имеется очень интересная защитная реакция на появление хищников: козодои широко раскрывают рот и громко шипят, имитируя поведение змеи.
Козодои активны по ночам, так как основной их корм - это ночные летающие насекомые. С наступлением прохладного сезона козодои впадают в особое состояние, напоминающее спячку у млекопитающих. В это время года практически отсутствует их основной корм - насекомые. Для того, чтобы не усложнять себе жизнь поисками пропитания, они и впадают в спячку. Козодои находят тихое местечко в расщелинах скал и погружаются в оцепенение, которое может длиться от 10-20 дней до 3-х месяцев. Как показали исследования, процессы метаболизма в организме птицы настолько замедляются, что температура их тела может опускаться до 10 градусов тепла. Зафиксированы случаи, когда температура тела у птиц опускалась до 3-4 градусов, а употребление кислорода сокращалось до 30 раз. При этом места их спячки не совсем закрыты от внешнего мира. Козодой устраивается на зимовку так, чтобы солнечные лучи попадали на него и обогревали своим теплом.
Интересно, что не все белогорлые козодои обладают таким умением. Северная популяция птиц, которая обитает в Канаде и северных штатах США, предпочитает все же совершать перелеты на юг, в Мексику. А вот козодои, обитающие изначально на юге, как раз и погружаются в спячку.
Интересную особенность козодоев впадать в зимнее оцепенение зоологи открыли лишь в 1947 году, когда полуживые птицы были обнаружены в скалах. А вот коренные американцы знали об этой особенности птиц задолго до открытия ученых, ведь на языке индейцев хопи белогорлый козодой так и называется «спящий».
Козодой — птица, которая впадает в спячку
Ещё отец науки Аристотель в своей знаменитой Истории животных писал о том, что часть птиц улетает на зиму в теплые страны (подробнее о ), но часть – никуда не улетает, а скрывается в укромных убежищах и норах, где впадает в спячку. Мнения этого придерживались в науке до начала 19 века. И, даже такие выдающиеся естествоиспытатели, как Карл Линней и Жорж Кювье в своё время писали о том, что ласточки оцепеневают на зиму, проводя это неблагоприятное время на дне болот. Действительно ли это так? Впадают ли птицы в спячку? Узнать ответ на этот вопрос мы предлагаем вам из нашей публикации…
Когда биология в достаточной мере изучила перелеты птиц, предположение о зимней спячке пернатых было совершенно оставлено и приводилось иногда в учебниках в качества курьеза далекой древности. Однако, в самое недавнее время в научной литературе стали вновь появляться сообщения о странных явлениях у пролетных стрижей и ласточек. То в одном, то в другом укромном месте обнаруживали большое скопление оцепеневших птиц, которые, однако, оживали и улетали прочь, как только их брали в руки. Такие случаи наблюдались, как правило, во время осенних или весенних перелетов в холодную, пасмурную погоду. В связи с подобными сообщениями ожили и старые предположения о способности птиц впадать в спячку.
Вопрос этот до сих пор не исследован до конца, но уже сейчас известен по крайней мере один вид птиц, которые впадают в спячку на всю зиму. Эта птица – маленький североамериканский козодой, обитающий в западных штатах США.
Зимой, 1947 года один из натуралистов наткнулся в одном из ущелий на козодоя, находившегося в состоянии оцепенения. В последующие годы зоологи детально изучили спячку этого маленького козодоя и выяснили много любопытных деталей. Так, птица питается главным образом ночными насекомыми, которых с приближением зимы становится всё меньше и меньше (узнайте, ). Птицы начинают терять в весе, и, по-видимому, на каком-то определенном моменте истощения в организме у них включается механизм перехода в состояние оцепенения. Это происходит в ноябре. Козодои выбирают укромные ниши или трещины в скалах – обычно с солнечной стороны – и погружаются в оцепенение, которое может длиться до 85-ти дней. На это время уровень обмена веществ у птиц в организме резко снижается.
Потребление кислорода, в частности, уменьшается в 30-ть раз. А, температура тела может падать до 4,8 градусов.
Птица выглядит, как мертвая. Оцепенение кончается в марте месяце, когда становится достаточно тепло. Пернатый просыпается быстро, и нормальная температура тела восстанавливается за несколько часов. Следует правда иметь в виду, что в тех местах, где зимует этот козодой, зима очень мягкая и даже в январе температура воздуха днём поднимается порой до +23 градусов выше нуля.
Оцепенение, в которое впадает козодой, сильно отличается от спячки, в которую впадают многие млекопитающие. Прежде всего, организм птицы не только не накапливает энергетических запасов в виде жира, но наоборот, расходует значительную их часть. Если суслики или сурки уходят в спячку, буквально заплывшие жиром, то птицы перед оцепенением сильно тощают. Запасов энергетических ресурсов у них остаётся в обрез и хватает только для того, чтобы проснуться и возобновить добычу пищи. Поэтому, явление оцепенения птиц называют не спячкой, а гипотермией .
Многие животные проводят зиму в состоянии, называемом «спячка». Однако из нескольких тысяч известных на сегодня видов птиц в спячку погружается лишь одна - калифорнийский козодой.
Эта птица активна преимущественно в ночное время, а в холодные зимние месяцы она забивается в щели между камнями и другие укрытия. Нормальная температура ее тела - 35-45,5°C, но во время спячки она опускается до 20 °C и ниже, если становится холодно. Так птица экономит энергию, получаемую из запасов жира.
Ученые раньше не подозревали, что козодой впадает в спячку. Лишь в 1946 году спящую птицу обнаружили в одном из калифорнийских каньонов. Впрочем, индейцы наверняка об этом знали, поскольку назвали эту птицу «соней».
Козодой погружается в спячку в укромных местах вроде трещин меж камней. Каждый год он около 90 дней проводит без движения, с закрытыми глазами.
При угрозе нападения козодой раздувает туловище и расправляет крылья. Козодой - ночная птица, питающаяся насекомыми. День она проводит в кустарниковых зарослях или на деревьях.
