Белые медведи царствуют над поверхностью морского льда, покрывающего верхнюю часть нашей планеты. Из бурых медведей они эволюционировали, чтобы воспользоваться новыми охотничьими возможностями: отловить тюленей, которые выходят на поверхность льда, чтобы отдохнуть, понежиться на солнце и позагорать. По сей день белые медведи привязаны к морскому льду - все они проводят большую часть своей жизни на льду, а в некоторых регионах рождаются и умирают на льду, вероятно, никогда не выходя на сушу.
Однако на большей части Арктики лед тает летом, ограничивая их возможности по ловле тюленей. Кроме того, изменение климата повышает температуру в Арктике и изменяет течения, вызывая уменьшение площади и толщины морского льда, наиболее заметное летом.
Было обнаружено, что летом медведи, по-видимому, проявляют типичную реакцию млекопитающих на ограничение пищи, включая медленное, умеренное снижение как температуры тела, так и активности. Это контрастирует с некоторыми предыдущими исследованиями, которые предположили, что медведи вступают в состояние спячки в этом сезоне, чтобы помочь справиться с ограниченной доступностью пищи - способность, которая, возможно, предложила некоторое облегчение от последствий потери летнего льда.
Данные свидетельствуют о том, что белые медведи вряд ли смогут физиологически адаптироваться к продолжительному отсутствию пищи, связанному с потерей морского льда.
Были взяты пробы у 30 медведей в южной части моря Бофорта, одной из 19 субпопуляций, разбросанных по всем регионам Арктики, где морской лед является доминирующей характеристикой.
Считается, что около двух третей белых медведей живут в районах частичного или полного таяния морского льда летом, а оставшаяся треть находится там, где лед сохраняется. (Однако в одном из недавних исследований был сделан вывод, что если не будут снижены темпы выбросов углерода, то в течение следующего столетия этот стойкий лед, вероятно, будет таять и сезонно).
В регионах, где лед частично тает, медведи должны следовать за отступающими льдами на север или провести несколько месяцев на берегу. Изучали медведей в обоих местах обитания, отлавливая их с помощью вертолетного дротика. Установили на них ошейники с датчиками положения и движения, а также хирургическим путем имплантировали крошечные датчики температуры в брюшную полость.
В конце лета активность медведей на берегу и на льду была такой же низкой. Медведи на морском льду, возможно, были лишены пищи, так как лед отступает в глубокие воды, считалось, что на немногие тюлени могут укрыться. Медведи на берегу обычно также считаются лишенными пищи, хотя в нашем районе исследований медведи научились поедать остатки огромных гренландских китов, оставшихся после того, как инуитские сообщества добыли средства к существованию.
Становясь менее активными, медведи могут сэкономить силы, чтобы переждать лето. Однако эти сбережения, скорее всего, бледнеют по сравнению с состоянием спячки: количество дней, проведенных медведями в активном состоянии, сократилось с примерно 25% весной до 12% до 22% в конце лета, тогда как медведи в зимней спячке активны лишь от 1% до 2% своего дня.
Было обнаружено, что медведи на морском льду продолжают демонстрировать высокие, устойчивые темпы движения, даже несмотря на то, что они проводят меньше времени в активном состоянии.
Как такое может быть? Наши данные говорят о том, что по мере того, как медведи отдыхают на морском льду, сам лед продолжает дрейфовать со скоростью, похожей на ходьбу медведя, создавая впечатление, будто отдыхающий медведь все еще находится в движении.
У медведей, проводивших лето на морском льду, были регистраторы данных с мая по октябрь и за этот период температура их тела постепенно понижалась менее чем на градус Цельсия. Многие млекопитающие демонстрируют аналогичное снижение, если неделями остаются без пищи.
Это контрастирует с резким падением температуры, которое происходит во время зимней спячки. Мы не смогли вернуть ее в октябре, но сделали это следующей весной. К тому времени у нее родились два новых медвежонка, которые рассказали нам о том, что предыдущая зима провела в спячке в материнской берлоге, как и все беременные самки белых медведей. У ее температурного регистратора были записи до конца января, когда память заполнилась. Ее данные иллюстрируют состояние спячки: резкое падение с 37°С до 35°С в первую неделю декабря, за которым последовало строгое регулирование на этой новой "заданной точке".
Мало что известно о физиологии белого медведя. Критически, предыдущие исследования с медведями в неволе показали, что это новое заданное значение позволяет медведям значительно снизить скорость метаболизма, а также сжигать гораздо меньше энергии ежедневно.
Сравнивая температуру тела с местоположением медведя, его активностью и температурой окружающей среды, поняли что это происходит, когда плавает белый медведь. Они много плавают, в холодной арктической воде (ранее мы публиковали наблюдение за одним медведем, плавающим непрерывно в течение девяти дней); но их мех теряет 90% своей теплоизоляционной ценности при намокании, а жир их тела не равномерно толстый, как ворвань тюленя или кита. В результате, мы думаем, что когда белые медведи плавают, они временно позволяют внешним частям ядра их тела остыть, помогая создать внутренний, изолирующий панцирь для защиты самых жизненно важных органов.
Наши данные дают нам новое понимание того, как белые медведи функционируют в ледяном ландшафте, который является их миром.
Особенно интересно наблюдать за тем, как живут медведи на летних морских льдах - мы почти ничего не знали о том, как это происходит в проекте, из-за сложности отбора проб там - нам пришлось использовать военный ледокол для перевозки нашего экипажа и вертолетов вглубь Арктики, чтобы добраться до них.
Эти данные также говорят нам о том, что белые медведи летом, похоже, функционируют как типичные, ограниченные пищей млекопитающие. Наши данные подтверждают результаты предыдущих исследований, показывающие, что если медведи будут поддерживать свои энергетические потребности летом, то потеря льда в конечном итоге приведет к ухудшению состояния их организма, выживанию и, в конечном счете, изобилию.
