Как птицы переживают зиму?

Содержание: [Показать]

Кажется логичным, что большинство птиц бегут из северных регионов, чтобы перезимовать в более теплых местах, например, в тропиках. Их умение покидать свои дома, перемещаться и преодолевать колоссальные расстояния дважды в год указывает на их огромную необходимость избегать альтернативы - остаться и выдержать воющие метели и отрицательные температуры.

Однако некоторые птицы остаются и сталкиваются с глубокой зимой, несмотря на, казалось бы, непреодолимые препятствия. То, что они могут и действительно делают, вызывает у нас трепет и удивление, поскольку для этого необходимо решить две проблемы одновременно.

Первый - поддерживать повышенную температуру тела - обычно около 105 ° F для птиц - чтобы оставаться активными. Люди на севере с нашей температурой тела 98,6 ° F сталкиваются с той же проблемой зимой, когда остаются достаточно теплыми, чтобы иметь возможность функционировать, поскольку любой, кто идет босиком при температуре –30 ° F, подтвердит это в течение нескольких секунд.

Вторая проблема, которую необходимо преодолеть зимой, - это поиск еды. Для большинства птиц запасы корма значительно сокращаются зимой, как раз тогда, когда пища больше всего необходима в качестве топлива для поддержания тепла.

Можно задаться вопросом, наделены ли птицы волшебным трюком зимнего выживания. Короткий ответ: это не так. Они решают проблему зимнего выживания разными способами, часто делая много вещей одновременно. Хотя некоторые виды изобрели эволюционный эквивалент запатентованных решений, большинство птиц следуют простой формуле: максимизировать потребляемые калории при минимальных затрачиваемых калориях.

Черношапочные синицы

Синицы (как и большинство северных птиц, которые живут круглый год) выдерживают зиму своими голыми неизолированными ногами и ступнями. Тем не менее, их пальцы ног остаются гибкими и функциональными при любых температурах, тогда как наши, если бы они были такими маленькими, превратились бы в глыбы льда за секунды. Они не простужаются?

Они делают. Их ступни остывают почти до нуля, около 30 ° F. Конечно, уровень комфорта птицы по температуре ног, вероятно, сильно отличается от нашего; они не будут чувствовать дискомфорта до тех пор, пока не произойдет повреждение от замерзания (образование кристаллов льда).

Подробнее о птицах и зиме

Но ноги синицы не замерзают, и это потому, что их температура ног регулируется около точки замерзания и может оставаться холодной большую часть времени всю зиму, даже если внутренняя температура тела остается высокой.

Каждый раз, когда птица посылает тепло (через кровь) от сердцевины тела к конечностям, она должна производить больше тепла в сердцевине для замены. Таким образом, если синица будет поддерживать температуру ног при той же температуре, что и внутренняя часть тела, она будет очень быстро терять тепло, а это будет настолько затратно с точки зрения энергии, что любая птица, поступающая так, быстро истощится. Птицы, поддерживающие теплые ноги, вряд ли смогут кормиться достаточно быстро, чтобы оставаться в тепле и активном состоянии.

Тем не менее, к ногам синицы обеспечен непрерывный кровоток. Теплая артериальная кровь, устремившаяся от тела к ступням, бежит по венам охлажденной крови, возвращающейся от ступней к телу. Поскольку тепло передается между исходящей и входящей венами, кровь, возвращающаяся в тело, восстанавливает большую часть тепла, которое в противном случае было бы потеряно при утечке.

Птицы сохраняют тепло в своей сердцевине тела, распушая свои перья. Зимой синица может казаться вдвое жирнее, чем летом. Но это не так. Они просто раздуваются, утолщая изоляцию вокруг своего тела. Ночью они уменьшают потерю тепла, ища убежище в дуплах деревьев или других щелях, и снижая температуру своего тела - чем меньше разница в температуре между птицей и окружающей средой, тем ниже скорость потери тепла. Тем не менее, птице, возможно, придется дрожать всю ночь и сжигать большую часть своих жировых запасов, которые затем необходимо восполнить на следующий день, чтобы выжить на следующую ночь.

Ночь - критическое время для выживания в зимнее время, потому что калории не поступают, чтобы заменить затраченные. Это жесткий энергетический баланс, но, понижая температуру тела и уменьшая выработку тепла в ночное время, синицы и другие мелкие зимние птицы экономят подушку жира, накопленную в течение дня.

Хотя физиология является ключевым компонентом переживания холода за счет регулирования температуры, более важным фактором является поступление пищи. Внутреннюю печь этого маленького синица нужно накормить и топить. Следование за синицами в зимнем лесу и пристальное наблюдение за ними раскрывает еще один секрет их зимнего выживания.

Синицы зимой путешествуют группами. В штате Мэн я редко вижу их наедине. Исследуя пищу, они, кажется, выбирают практически все, и когда один синица находит что-нибудь поесть, его соседи замечают это и присоединяются к нему. Все это время зимнее стадо синица учится методом проб и ошибок, а также друг у друга.

Для кормления куриц зимой варианты пищи по-прежнему широки - от различных семян, пауков и яиц пауков до насекомых и их куколок. Беспозвоночных редко можно увидеть на открытом воздухе зимой на замерзшем Севере, но они повсюду - спрятаны в земле, под корой или даже под водой - поскольку они используют свои собственные стратегии выживания зимой.

Некоторые гусеницы зимуют в замерзшем состоянии на ветвях деревьев. В одном случае я обнаружил, что стая синиц питается крошечными гусеницами, спрятанными в чешуевидных вечнозеленых листьях кедра. Какой-то удачливый синица обнаружил этот тайник с замороженными гусеницами, возможно, с помощью подсказки - порочного пятна на листе от предыдущего жевания гусениц.

Кинглеты с золотой короной - крохотные «гномы» хвойного леса - в два раза меньше синица, но все же выживают в суровые холодные зимы.

Кинглеты с золотой короной

Эти миниатюрные гномы из хвойных лесов (примерно половина веса синицы) из-за своего размера являются величайшим чудом зимнего выживания теплокровных животных.

В отличие от цыплят, корольки с золотой короной почти исключительно едят насекомых для своего рациона, но они слишком малы, чтобы справиться с некоторыми более крупными продуктами питания, такими как кокон шелковой моли, наполненный куколкой. Корольки не гнездятся в полостях, как синицы, и поэтому не предрасположены заходить в дупла деревьев, чтобы укрыться на ночь. Таким образом, на обоих концах энергетического уравнения - поступлении пищи и удержании тепла - корольки с золотой короной кажутся очень сложными. Тем не менее, я определенно идентифицировал их в зимнем лесу штата Мэн при температуре –30 ° F.

Были предложены различные сценарии того, как этим королевским особям удается пережить зиму, например, ночевка в беличьих гнездах. Но, следуя за ними много зим, я не нашел этому свидетельств. Золотые корольки, которых я наблюдал, путешествовали небольшими стаями примерно из полдюжины, часто сопровождая синиц, но я так и не смог найти, где и как они провели ночь. Когда я видел их в последний раз, всегда было почти кромешной тьмы, а потом они внезапно исчезли. Могли ли они исчезнуть там, где я их видел в последний раз?

Оказалось, что так оно и было. Однажды вечером я увидел, как четыре корольки исчезли в сосне. Позже той же ночью, с особой осторожностью и вооружившись фонариком, я залез на дерево и заметил на ветке четыре пачки корольков с золотой короной, сбившихся в одну кучу головами внутрь и хвостами наружу. Один ненадолго высунул голову из пучка и быстро убрал ее, показывая, что он оставался в тепле, а не в холодном оцепенении.

Использование друг друга в качестве источника тепла, как средства снижения их собственных тепловых потерь, является гениальной стратегией, поскольку это избавило этих птиц от поиска подходящего укрытия или возвращения в него в конце дня. Путешествуя группой и собираясь в кучу, они вместо этого были их собственным убежищем.

У грудных дятлов и других экскаваторов есть два секретных оружия для зимнего выживания: способность питаться насекомыми глубоко внутри дерева и способность создавать собственные изолированные норы для насестов.

Дятлы

У дятлов есть инструменты и поведение, чтобы кормиться всю зиму. Их длинные, сверлильные клювы и способность цепляться за стволы и ветви деревьев позволяют дятлам получать доступ к личинкам древоточцев (волосатых и пушистых дятлов), а также к зимующим муравьям-плотникам (дятлы с пухлыми дятлами). Что касается ночлега, дятлы делают то, что могут сделать немногие другие птицы: делают себе укрытие специально для ночевки.

Строительство укрытия является эволюционным результатом создания гнездовой ямы весной, но их зимние берлоги существенно различаются. Я обычно нахожу первые свидетельства ночевки дятла после первых заморозков в конце октября или ноябре. На лесной подстилке я ищу скопления светлых древесных стружек поверх недавно опавших листьев или на снегу; затем я смотрю вверх.

Вырытая насиженная полость обычно находится в гниющей коряге. Гнездовые ямы, напротив, выкапываются в корягах из более твердой древесины. Зимние укрытия для ночлега часто находятся в пределах 6 футов от земли, по крайней мере в три раза ниже, чем гнездовая полость. Те же дятлы посещают одну и ту же нору по ночам и могут использовать ее всю зиму.

Но не обязательно. Иногда ночевка, которую можно выкопать всего за день, используется только в течение нескольких дней. Существующие дыры также используются оппортунистически; в одном случае я вымыл и пушистого, и волосатого дятла из одной норы. Однако обычно нору использует только один дятел за раз. Я подозреваю, что укрытия дятлов настолько хороши, а их запасы пищи настолько надежны, что собираться группами, как у корольков, нет необходимости.

Грубый тетерев

Грубый рябчик может хорошо летать на короткие расстояния, когда это необходимо, но большую часть времени они проводят на земле. Однако зимой они получают пищу на верхушках деревьев, где они питаются почками осины, тополя, березы и гопника, которые богаты питательными веществами и готовы распускаться цветками и листьями сразу после первых весенних оттепелей. .

Зима - не время дефицита пищи для тетерева. Тетерев на верхушке дерева может собрать достаточно почек примерно за 15 минут, чтобы удовлетворить свои потребности в ночное время. Точно так же на рассвете он может снова питаться через короткое время, наполняя свой урожай достаточным количеством шишек, чтобы поддерживать свои потребности в течение дня. Полчаса - это тривиальные затраты времени на кормление, по сравнению с королевой или синицей, которые едва могут получить достаточно пищи в качестве топлива, работая без перерыва в течение всего дня.

Случайные наблюдатели в Северном лесу редко видят тетеревов зимой, хотя их трудно не заметить из-за их большого размера. Орнитологи ищут рябчиков в сумерках и на рассвете, когда они взлетают на дерево, обычно в компании других, чтобы быстро срезать почки деревьев.

Они могут проглотить столько еды всего за несколько минут, потому что, в отличие от большинства других птиц в зимнем лесу, они обладают большим урожаем (похожее на мешочек расширение пищевода, где можно хранить пищу). Урожай похож на мешок, который после наполнения может доставлять пищу в желудок для переваривания в течение дня или ночи.

Что же тогда делает рябчик остальной частью зимнего дня? В течение двух зим я изучал наших местных рябчиков в западном штате Мэн, чтобы выяснить это. Когда шел пушистый снег, наш тетерев большую часть дня проводил под снегом. Время, которое они там указали, можно было подсчитать, посчитав фекалии. Из известных времен проживания в снежных логовах я обнаружил, что куропатки производят в среднем 3,7 фекальных гранул в час. За одну ночь они произвели около 60 фекальных гранул, что позволяет предположить, что они могут не просто ночевать в снежной берлоге, но и проводить под снегом до 16 часов. То есть часть дня они тоже провели под водой.

Тетерев, как известно, роются под снегом для защиты от холода и, таким образом, для экономии энергии. А тетерева могут получить доступ к большому количеству пищи, учитывая обильные почки, доступные им для еды. Вместо этого их проблема зимнего выживания заключается не столько в том, чтобы найти достаточно еды, сколько в том, чтобы не быть съеденными.

Тетерев - излюбленная добыча хищников в зимних лесах. В отличие от арктических куропаток, зимой они не линяют, превращаясь в камуфляж из белых перьев. Грубый рябчик круглый год остается земляным, что делает их заметными на белом снегу издалека. Пухлый тетерев, сидящий на вершине голого дерева, - удобное подношение для большой рогатой совы или тетеревятника. Таким образом, снежные норы рябчика также могут быть средством борьбы с хищниками.

Можно было бы предположить, что мелкие птицы-наседки тоже могут извлечь большую пользу из роения снега, по крайней мере, в ночное время. Но по большому счету это не так. Красные олени и снежные бараны, обитающие в высокогорных районах Арктики, могут ненадолго укрыться под снежными заносами, но никакие мелкие птицы на севере Соединенных Штатов и юге Канады не укрываются в снегу на ночь.

Тот факт, что они этого не делают, учитывая огромную потенциальную выгоду от изоляции, вероятно, объясняется потенциальной стоимостью. Потепление в некоторые солнечные зимние дни приводит к таянию верхнего слоя снега, который затем снова замерзает, образуя твердую корку в ночное время. Таким образом, целая популяция мелких птиц на огромной территории может быть убита за одну ночь - заперта под снегом, чтобы голодать и стать уязвимой для субнивийских млекопитающих. Большой размер тетерева не только дает ему большое преимущество в энергетическом балансе по сравнению с певчими птицами, но и облегчает побег из снега в случае необходимости.

Вороны убьют практически любое животное, которого смогут поймать, но, учитывая их высокие энергетические потребности, переживание зимы для них означает кормление тушами крупных животных, которых они никогда не смогут убить.

Вороны и вороны

Каждую зиму вороны тысячами собираются в общих убежищах, где они спят по ночам. Утром они отправляются в свои ежедневные экскурсии, но снова возвращаются группами ночью. Такие поселения часто находятся в городских районах, где каждую зиму в одном и том же районе собираются массы ворон.

Подобно заснежению рябчиков, это явление вряд ли можно объяснить одной функцией. Общинные дома служат информационными центрами. Именно в них происходит обмен знаниями о местах еды, вероятно, непреднамеренно, поскольку те вороны, которые не знают, где находится свалка или кукурузное поле, просто следуют за другими, а затем они становятся толпой. Присутствие множества ворон вместе также увеличивает риск нападения хищников в ночное время, а также обеспечивает социальную сеть для взаимных предупреждений об опасности.

Вороны - типичные зимние птицы, которые, как и некоторые другие, живут и процветают зимой. Они обитают в высоких широтах Арктики и начинают гнездиться в середине февраля в северной части Северной Америки. Их большой размер является преимуществом, так как они имеют более низкую скорость потери тепла, чем другие воробьиные. Вороны также эксплуатируют плотоядных животных, таких как волки (и, возможно, люди-охотники), и они извлекают выгоду из опыта друг друга, таким образом объединяя информацию.

Вороны убьют практически любое животное, которого смогут поймать, но, учитывая их высокие энергетические потребности, переживание зимы для них означает кормление тушами крупных животных, которых они никогда не смогут убить. Связь ворона с хищником наиболее ярко проявляется в ассоциации с волками. В естественных условиях вороны прибывают и питаются убитыми волками в течение нескольких минут после того, как стая убивает копытных, таких как лоси в экосистеме Йеллоустона. В других местах один ворон может найти тушу и вернуться на ночлег, после чего толпа ворон следует за первооткрывателем к столовой.

об авторе

Бернд Генрих, заслуженный профессор биологии Университета Вермонта, написал более 20 книг, в том числе «Разум ворона» и «Зимний мир».

Об иллюстраторе

Меган Бишоп - научный иллюстратор Бартелса в Корнельской лаборатории орнитологии.

Первый счастливый ворон, обнаруживший труп, вероятно, не охотно делится информацией с другими воронами. В период размножения территориальная пара воронов будет яростно защищать тушу от других. Но зимой вороны делятся едой толпой. Получая доступ к большим скопившимся пищевым ресурсам, вороны могут распространяться так далеко на север, как и их кормильцы - волки, люди и белые медведи.

Вороны, как и другие врановые (а также синицы и поползни), также извлекают выгоду из временного изобилия пищи, кэшируя излишки. Хранение продуктов питания - это страховка от неуверенности в том, что продукты питания в будущем будут доступны в неурожайные времена снега и холода. Пережить зиму - это не всегда выживание самых больших и сильных. Это вопрос усвоения уравнения между потребляемой и выходной энергией, принимая во внимание все переменные и всегда оставляя достаточно калорий, чтобы прожить еще один день.