Як птахи переживають зиму?

Історія Бернда Генріха; Ілюстрації Меган Бішоп

19 грудня 2018 р

Птахи, які залишаються на півночі, коли сніг летить, стикаються з двома щоденними екзистенційними дилемами - не мерзнуть і не голодують.

Більше від Living Bird

Живий птах Зима 2019 - Зміст

Журнал «Живий птах» - останній випуск

Архів журналу «Живий птах»

Цілком логічно, що більшість птахів тікають із північних регіонів, щоб перезимувати десь тепліше, наприклад, в тропіках. Їхній подвиг, коли вони залишають свої домівки, два рази на рік часто орієнтуються на величезні відстані, вказує на їхню велику необхідність уникати альтернативи - залишатися і витримувати завиючі хуртовини та мінусові температури.

Однак деякі птахи залишаються і стикаються з мертвою зимою на вигляд нездоланних шансів. Те, що вони можуть і можуть, викликає наш трепет і подив, адже для цього потрібно вирішити дві проблеми одночасно.

Перший - підтримка підвищеної температури тіла - як правило, близько 105 ° F для птахів - для того, щоб залишатися активними. Люди на півночі, з нашими температурами тіла 98,6 ° F, стикаються з тією ж проблемою взимку - залишатися достатньо теплими, щоб мати змогу функціонувати, як і кожен, хто ходить босоніж при –30 ° F, підтверджуватиме за лічені секунди.

Друга проблема, яку потрібно подолати взимку, - це пошук їжі. Для більшості птахів запаси їжі значно зменшуються взимку саме тоді, коли їжа найбільше потрібна як паливо для збереження їх тепла.

Можна замислитися, чи птахи наділені чарівним зимовим трюком виживання. Коротка відповідь: вони не є. Вони вирішують проблему зимового виживання різними способами, часто роблячи багато речей одночасно. Хоча деякі види розробили еволюційний еквівалент патентованих розчинів, більшість птахів дотримуються простої формули: максимізують поглинання калорій, мінімізуючи витрачені калорії.

Чикі з чорною шапкою

Циплята (як і більшість цілорічних північних птахів) хоробро зимують в оголених неізольованих ногах і ступнях. Проте їх пальці на ногах залишаються гнучкими та функціональними при будь-якій температурі, тоді як наші, якби це було маленьким, за лічені секунди замерзли б у крижані брили. Чи не їм холодно?

Вони роблять. Їх ноги охолоджуються майже до замерзання, близько 30 ° F. Звичайно, рівень комфорту птахів для температури ніг, швидше за все, сильно відрізняється від нашого; вони не почуватимуться некомфортно до моменту, коли пошкодження відбудуться від замерзання (утворення кристалів льоду).

Більше про птахів та зиму

Як птахи переживають холод: пір’я + їжа = тепло

Чотири поперечки, чотири способи пройти холодну зиму

Справитися з холодом: стратегія птаха

Як чайки справляються з холодними ногами?

Часткова міграція допомагає пояснити, куди їдуть ворони взимку

Зимові сади, сприятливі для птахів

Але ноги курчат не мерзнуть, і це тому, що температура їх ніг регулюється поблизу точки замерзання і може залишатися холодною більшу частину часу всю зиму, навіть якщо температура тіла в центрі залишається високою.

Кожен раз, коли птах посилає тепло (через кров) від серцевини тіла до кінцівок, вона повинна виробляти більше тепла в серцевині для заміщення. Таким чином, якби курча підтримував ноги при тій же температурі, що і серцевина його тіла, він би дуже швидко втрачав тепло, і це було б настільки енергетично затратним, що будь-яка птиця, яка робить це, швидко втрачала б калорії. Птахи, які підтримують теплі ноги, навряд чи зможуть годуватися досить швидко, щоб залишатися теплими та активними.

Однак ноги курчат забезпечуються безперервним кровотоком. Тепла артеріальна кров, спрямована до ніг від тіла, проходить поруч з венами охолодженої крові, що повертається з ніг до тіла. Коли тепло передається між вихідною і вхідною венами, кров, що повертається в організм, відновлює значну частину тепла, яке в іншому випадку втрачається, витікаючи.

Птахи зберігають тепло в ядрі свого тіла, розпушуючи пір’я. Зимою курчата можуть здаватися вдвічі жирнішими, ніж влітку. Але це не так. Вони просто роздуваються, потовщуючи ізоляцію навколо своїх тіл. Вночі вони зменшують тепловтрати, шукаючи притулку в ямах дерев чи інших щілинах, а також зменшуючи температуру тіла - чим менша різниця температур між птахом та його середовищем, тим менша швидкість втрат тепла. Тим не менш, птаху, можливо, доведеться тремтіти всю ніч і спалювати більшу частину запасів жиру, який потім потрібно поповнити наступного дня, щоб вижити наступної ночі.

Ніч - це хрусткий час для виживання взимку, оскільки ніякі калорії їжі не надходять на заміну витраченим. Це жорсткий енергетичний баланс, але, знижуючи температуру тіла та зменшуючи виробництво тепла вночі, курчата та інші дрібні птахи зими щадять подушку жиру, накопиченого протягом дня.

Хоча фізіологія є ключовим компонентом переживання холоду за допомогою регулювання температури, найважливішим фактором є надходження їжі. Внутрішню піч цього маленького курча потрібно годувати та готувати. Слідкуючи за курячими зимовими лісами та уважно спостерігаючи за ними, відкривається ще одна таємниця їх виживання взимку.

Курячі взимку подорожують групами. У Мені я рідко бачу їх наодинці. Вивчаючи їжу, вони, здається, підбирають майже все, і коли один курча знаходить щось з'їсти, його сусіди помічають і приєднуються. Весь цей час зимове стадо курчат навчається методом проб і помилок, і одне від одного.

Для вигодовування пташенят взимку варіанти їжі все ще широкі - від різних насіння, павуків та яєць павуків до комах та їх лялечок. Безхребетних рідко можна побачити під відкритим небом взимку на замерзлій Півночі, але вони навколо - заховані в землі, під корою, навіть під водою - оскільки використовують власні стратегії виживання взимку.

Деякі гусениці зимують у стані замерзання твердих речовин до гілок дерев. В одному випадку я знайшов зграю курчат, що харчуються дрібними гусеницями, захованими у вічнозелених листках кедра, схожих на луску. Деякий щасливий курячий виявив цей тайник заморожених гусениць, можливо, за допомогою підказки - плями, що плямить на листі від попереднього жування гусениць.

Золотокоронні королеви - мініатюрні «гноми» хвойного лісу - вдвічі менші за вагу, але все-таки вдається пережити люто холодну зиму.

Золотокороновані королівки

Ці мініатюрні хвойно-лісові гноми (приблизно половина ваги пташеня) є, завдяки своїм розмірам, найвищими дивами в тепловидному зимовому виживанні.

На відміну від курячих чіз, королеви із золотою короною майже виключно харчуються комахами на свій раціон, проте вони занадто малі, щоб впоратися з деякими великими продуктами харчування - наприклад, коконом шовкової молі, наповненим лялечкою. Кінглети не є гніздовиками порожнин, як курчата, і тому не схильні потрапляти в отвори для дерев для укриття на ніч. Таким чином, на обох кінцях енергетичного рівняння - надходження їжі та збереження тепла - королеви із золотою короною здаються дуже складними. Тим не менше, я позитивно визначив їх у зимових лісах штату Мен при -30 ° F.

Запропоновано різні сценарії того, як цим королевам вдається пережити зиму, наприклад, ночівля в гніздах білок. Але, прослідкувавши за ними багато зим, я не знайшов доказів цього. Золотокоронні королеви, котрих я спостерігав, подорожували невеликими зграями близько півдюжини, часто супроводжуючи курчат, проте мені так і не вдалося знайти, де і як вони ночували. Завжди було майже темною темрявою, коли я бачив їх востаннє, а потім вони раптово зникли. Чи могли вони зникнути там, де я їх востаннє бачив?

Це виявилося саме так. Одного вечора я побачив, як чотири королівки зникли в сосні. Пізніше тієї ж ночі, з надзвичайною обережністю, озброївшись ліхтариком, я піднявся на дерево і підгледів чотири зграї золотокоронових королів, зібраних в одну купу, з головами та хвостами на гілочці. Один ненадовго висунув голову з пучка і швидко втягнув її, вказуючи, що вона залишається теплою, а не в холодному жаху.

Використання один одного як джерела тепла, як засобу зменшення власних втрат тепла, є геніальною стратегією, оскільки це полегшило цим птахам пошук або повернення до відповідного притулку наприкінці дня. Подорожуючи групою та сходячись тулитися, вони натомість стали власним притулком.

Скупчені дятли та інші екскаватори мають дві секретні зброї для виживання взимку: здатність харчуватися комахами глибоко в дереві та можливість створювати власні утеплені нори.

Дятли

Дятли мають інструменти та поведінку, щоб залишатися нагодованими цілу зиму. Їх довгі свердлильні купюри та здатність чіплятись за стовбури дерев та гілки дозволяють дятлам отримати доступ до нудних до личинок комах (Волохатих та Пухнастих Дятлів), а також сплячих зимуючих мурашок-мурашок. Що стосується притулку на ніч, дятли роблять щось, що мало хто може зробити: зробити собі притулок спеціально для ночівлі.

Будівництво укриття - це еволюційний виріст із створення гніздової порожнини навесні, але їхні зимові лігви суттєво відрізняються. Зазвичай я знаходжу перші свідчення про притулки дятлів на ніч після перших заморозків наприкінці жовтня чи листопаді. На лісовій підстилці я шукаю скупчення деревної тріски світлих кольорів поверх нещодавно опалого листя або на снігу; тоді я дивлюся вгору.

Викопана порожнина ногу, як правило, знаходиться в гниючій корчі. На відміну від них, гніздові отвори викопуються в корчах з більш твердою деревиною. Зимові укриття на ніч часто знаходяться на відстані приблизно 6 футів від землі, щонайменше втричі нижче, ніж гніздова порожнина. Ті самі дятли відвідують свою ту саму ночівлю щоночі і можуть використовувати її всю зиму.

Але не обов’язково. Іноді ноча на ніч, яку можна вирити за добу, використовується лише кілька днів. Існуючі діри також використовуються умовно; в одному випадку я змив і Пухового, і Волохатого Дятла з тієї ж лунки. Однак зазвичай отвір одночасно використовує лише один дятел. Я підозрюю, що притулки дятлів настільки хороші, а їх продовольство настільки безпечне, що тулятися групами, як у королів, не є необхідністю.

Ряб рябчастий

Ржаний рябчик може добре літати на короткі відстані, коли їм доводиться, але більшу частину часу вони проводять приземлено. Однак взимку їх запас їжі знаходиться у верхівках дерев, де вони харчуються бруньками осики, тополі, берези та hophornbeam, які наповнені поживними речовинами і готові впасти у квітку та листя відразу після перших весняних відлиг.

Зима - час нестачі їжі для тетеревів. Тетерев у верхівці дерева може зібрати достатню кількість бутонів приблизно за 15 хвилин, щоб забезпечити свої потреби протягом ночі. Подібним чином, на світанку він може за короткий час знову нагодуватись, наповнивши свій урожай достатньою кількістю бутонів, щоб забезпечити свої потреби протягом дня. Півгодини - це тривіальне вкладення часу у годування, порівняно з королевою чи куркою, які ледве можуть отримати достатньо їжі як палива, не перестаючи харчуватися протягом усього дня.

Випадкові спостерігачі в Північному Лісі рідко бачать тетерева взимку, хоча, здається, важко пропустити тетеревів через їх великі розміри. Спостерігачі за птахами шукають окутаного тетерева в сутінках та на світанку, коли вони підлітають на дерево, як правило, в компанії інших, щоб швидко згорнути бруньки дерев.

Вони можуть проковтнути стільки їжі всього за кілька хвилин, оскільки, на відміну від більшості інших птахів у зимовому лісі, вони мають великий урожай (мішковидна продовження стравоходу, де можна зберігати їжу). Урожай схожий на мішок, який, наповнившись, згодом може доставляти їжу їжі для перетравлення протягом дня і ночі.

Що тоді роблять рябі рябчики з рештою зимового дня? Протягом двох зим я вивчав наш місцевий рябчик із західного штату Мен, щоб з’ясувати це. Коли йшов пухнастий сніг, більшу частину дня наші тетереви проводили під снігом. Тривалість часу, який вони там засуджували, можна було підрахувати, підрахувавши кормів. З відомих часів перебування в снігових барлогах я виявив, що тетерев виробляє в середньому 3,7 фекальних гранул на годину. За одну ніч вони виробили близько 60 фекальних гранул, припускаючи, що вони можуть не просто переночувати в сніговій притоні, а провести цілих 16 годин під снігом. Тобто вони також частину дня проводили під водою.

Тетереви добре відомі тим, що закопуються під сніг для ізоляції від холоду і тим самим економлять енергію. А тетерев може отримати доступ до великої кількості їжі, враховуючи рясні бруньки дерев, доступні їм для їжі. Натомість їхня проблема виживання взимку полягає не стільки в тому, щоб знайти достатню кількість їжі, скільки в тому, щоб не їсти.

Тетереви - улюблена здобич хижаків у зимовому лісі. На відміну від арктичних пурпурів, вони не линяють в камуфляж з білого пір’я взимку. Ряб-ряб залишається земляним кольором протягом усього року, що робить їх помітними на білому снігу здалеку. Пухкий рябчик, який сидить на голому дереві, є зручною пропозицією для Великої рогатої сови або яструба. Тоді снігові ями рябчиків також можуть бути засобом зменшення хижацтва.

Можна припустити, що маленькі птахи, що сідають, також можуть отримати велику користь від заростання снігу, принаймні протягом ночі. Але за великим рахунком, вони цього не роблять. Червоні опитування, що живуть у Високій Арктиці, та снігові вівсянки можуть ненадовго укриватися під сніговими заметами, але жодні дрібні птахи на півночі США та півдні Канади не заночують снігом протягом ночі.

Той факт, що вони цього не роблять, враховуючи величезну потенційну вигоду від утеплення, імовірно, пояснюється потенційною вартістю. Потепління в деякі сонячні зимові дні тане верхній шар снігу, який вночі замерзає до твердого ущільнення. Тоді цілу популяцію дрібних птахів на величезній території можна було вбити за одну ніч - замкнути під снігом, щоб голодувати і бути вразливим для субнівійських ссавців. Великий розмір тетерева не тільки надає йому велику перевагу в енергетичному балансі щодо співочих птахів, але і такий розмір полегшує втечу зі снігу, якщо це необхідно.

Ворони вб'ють майже будь-яку тварину, яку зможуть зловити, але, враховуючи їхні високі енергетичні потреби, пережити зиму для них означає годування тушами великих тварин, яких вони ніколи не могли вбити.

Ворони і Ворони

Щороку взимку ворони тисячами збираються у комунальних ночівлях, де сплять вночі. Приходьте вранці, вони вирушають на щоденні екскурсії, але знову повертаються групами вночі. Такі ночівлі часто бувають у міській місцевості, де маси ворон збираються в одній і тій же місцевості кожну зиму.

Як і засніження тетерева, це явище навряд чи можна пояснити лише однією функцією. Комунальні ночівлі служать інформаційними центрами. Вони передають знання про місця проживання їжі, можливо, ненавмисно, оскільки ті ворони, які не знають, де є смітник або кукурудзяне поле, просто йдуть за іншими, що потім стає натовпом. Наявність багатьох ворон разом також поширює ризик нападу хижаків вночі, а також забезпечує соціальну мережу для взаємного попередження про небезпеку.

Ворони - це найвищі зимові птахи, які живуть і процвітають взимку, як мало хто. Вони сягають Високої Арктики і починають гніздитися в середині лютого на півночі Північної Америки. Їх великі розміри є перевагою, оскільки вони мають повільніші показники тепловтрат, ніж інші вороб’ї. Ворони також експлуатують хижих тварин, таких як вовки (і, можливо, мисливці за людьми), і вони наживаються на досвіді один одного, тим самим об'єднуючи інформацію.

Ворони вб'ють майже будь-яку тварину, яку зможуть зловити, але, враховуючи їхні високі енергетичні потреби, пережити зиму для них означає годування на тушах великих тварин, яких вони ніколи не могли вбити. Зв'язок хижого ворона найвиразніше проявляється завдяки спілкуванню з вовками. У природних умовах ворони прилітають і харчуються вбивцями вовка протягом декількох хвилин після того, як зграя вбиває копитного, наприклад, лося в екосистемі Йеллоустоун. В інших районах один ворон може знайти тушу і повернутися до нічного ночівлі, після чого натовп воронів йде за першовідкривачем до їжі.

Про автора

Бернд Генріх, почесний професор біології Університету Вермонта, написав понад 20 книг, зокрема "Розум ворона" та "Зимовий світ".

Про Illustrator

Меган Бішоп - науковий ілюстратор Bartels у лабораторії орнітології Корнелла.

Перший щасливий ворон, який виявив тушу, ймовірно, не охоче ділиться інформацією зі своїми воронами. Протягом сезону розмноження територіальна пара воронів люто захищатиме тушу від інших. Але взимку ворони діляться їжею натовпом. Отримуючи доступ до великих скупчених продовольчих ресурсів, ворони можуть простягатися на північ від своїх постачальників - вовків, людей та білих ведмедів.

Ворони, як і інші корвіди (і курчата та порізи), також заробляють на тимчасовій великій кількості їжі, кешуючи надлишки. Зберігання їжі - це страховий поліс від невизначеності майбутньої доступності їжі під час пісного снігу та холоду. Пережити зиму - це не завжди виживання найбільших і найсильніших. Це питання засвоєння рівняння вхідної та вихідної енергії з урахуванням усіх змінних і завжди залишаючи достатню кількість калорій, щоб прожити ще один день.

Все про птахів - безкоштовний ресурс

Доступно для всіх,
фінансується такими донорами, як ви