Как торпор колибри позволяет им выживать день за днем в нестабильной среде

Колибри — чрезвычайно маленькие, но удивительно выносливые птицы. Некоторые виды совершают миграции протяженностью более 9000 км в год. Их путешествие в значительной степени обеспечивается нектаром, который они собирают с диких цветов и преобразуют в жир.

Однако изменение климата и землепользования делает распределение диких цветов вдоль их миграционных путей более непредсказуемым. Чтобы смягчить эти трудности, колибри используют процесс торпора — своего рода ночную спячку.

В новом исследовании, опубликованном на этой неделе, Шейн Р. Холтер, докторант кафедры биологии Университета Нью-Мексико, изучает правила поддержания жировых запасов во время миграции у колибри, летящих осенью на юг через Нью-Мексико. По-видимому, колибри регулируют использование торпора, чтобы просыпаться утром с минимальным запасом жира, который позволяет выживать день за днем в нестабильной среде.

Исследование под названием "Адипостат колибри: может ли простое правило объяснить частоту и продолжительность торпора у колибри?" опубликовано в Proceedings of The Royal Society B: Biological Sciences. Исследование провели Холтер и профессор биологии UNM Блэр Вулф. Соавтором работы является почетный профессор Карлос Мартинес дель Рио из отделения зоологии и физиологии Университета Вайоминга.

Распределение диких цветов вдоль миграционных маршрутов часто непредсказуемо, особенно в засушливом юго-западе США. Изменение климата и землепользования усугубляют эту неопределенность. Из-за этих изменений мигрирующим колибри, возможно, будет все сложнее поддерживать адекватный уровень энергии.

Торпор характеризуется резким снижением скорости метаболизма и температуры тела на несколько часов. Это низкоэнергетическое состояние похоже на спячку, но происходит в течение гораздо более коротких периодов (часы, а не дни или месяцы). В своем исследовании Холтер изучал два вида мигрирующих колибри — каллиопа (Selasphorus calliope) и рыжий селасфорус (Selasphorus rufus) — на участке вдоль реки Мимбрес в Нью-Мексико.

"Во время торпора колибри не осознают своего окружения, что делает их более уязвимыми для хищников и других рисков. По этой причине торпор следует использовать только при необходимости. В своем исследовании я использую комбинацию измерений жира в организме и ночного метаболизма, чтобы определить, не хватает ли колибри энергии и как они компенсируют это с помощью торпора.

Собранные мной данные позволяют предсказать, войдут ли эти птицы в состояние торпора и как долго оно продлится, а также какой запас энергии им требуется утром, чтобы продержаться до следующего приема пищи".

Он обнаружил, что колибри впадают в торпор, если их вечерние жировые запасы опускаются ниже определенного порога, при котором поддержание высокой температуры тела привело бы к падению их минимальных утренних жировых резервов ниже критического значения. Другими словами, колибри требуется определенное количество жира утром, чтобы добраться до следующего приема пищи.

"В нашем исследовании рыжих и каллиоп колибри мы обнаружили, что торпор наступал, когда уровень жира падал ниже 500 миллиграммов, а минимальные утренние жировые резервы составляли примерно 180 миллиграммов. Птицы используют торпор только при необходимости и регулируют его продолжительность, чтобы достичь минимального утреннего запаса жира".

Ежегодные миграции — это тяжелое испытание для колибри, часто сопровождающееся высокой смертностью. Аридный юго-запад становится теплее и суше, и эти условия уже влияют на сроки и распределение источников нектара. Кроме того, изменение землепользования приводит к замене местных растений инвазивными и культурными растениями, не производящими нектар.

Предоставляя модель, которая предсказывает частоту, продолжительность торпора и жировые резервы у мигрирующих колибри, это исследование поможет определить экологическое здоровье колибри, установить их энергетические пороги и пределы, а также разработать меры по сохранению вида.