Новое исследование показало, что у белых медведей в дикой природе скорость метаболизма выше, чем считалось ранее, и по мере того, как изменение климата меняет окружающую их среду, все большее число медведей не могут поймать достаточно добычи, чтобы удовлетворить свои потребности в энергии.
Исследование, опубликованное 2 февраля в журнале Science, раскрывает физиологические механизмы наблюдаемого сокращения популяций белых медведей, сказал первый автор Энтони Пагано, доктор философии. кандидат в Калифорнийском университете в Санта-Крус.
«Мы документально фиксируем снижение выживаемости белых медведей, состояния тела и численности популяции за последнее десятилетие», - сказал он. «Это исследование определяет механизмы, которые вызывают это снижение, рассматривая фактические энергетические потребности белых медведей и то, как часто они могут ловить тюленей».
Пагано, который также является биологом дикой природы в Геологической службе США (USGS), провел исследование в рамках своей докторской диссертации. диссертационное исследование в Калифорнийском университете в Санта-Круз, где он работал с соавторами Терри Уильямсом и Даниэлем Костой, профессорами экологии и эволюционной биологии.
Исследователи наблюдали за поведением, успехами в охоте и скоростью метаболизма взрослых самок белых медведей без детенышей, когда они весной охотились за добычей на морском льду моря Бофорта. Высокотехнологичные ошейники на медведях записывали видео, местоположение и уровни активности в течение периода от восьми до 11 дней, а метаболические индикаторы позволили команде определить, сколько энергии потратили медведи.
Уровень метаболизма в полевых условиях, который они измерили, оказался в среднем более чем на 50 процентов выше, чем предсказывали предыдущие исследования. Пять из девяти медведей, участвовавших в исследовании, потеряли массу тела, а это означает, что они не получали достаточно жирной добычи из морских млекопитающих, чтобы удовлетворить свои потребности в энергии.
«Это было в начале периода с апреля по июль, когда белые медведи ловят большую часть своей добычи и набирают большую часть жира, необходимого им для поддержания жизни в течение всего года», - сказал Пагано.
Изменение климата оказывает драматическое воздействие на арктический морской лед, вынуждая белых медведей перемещаться на большие расстояния и затрудняя им ловлю добычи. В море Бофорта морской лед начинает отступать от континентального шельфа в июле, и по мере его отступления большая часть медведей перемещается по льду на север. По мере потепления Арктики и таяния морского льда медведям приходится перемещаться на гораздо большие расстояния, чем раньше. Это заставляет их тратить больше энергии летом, когда они голодают, пока осенью лед не вернется на континентальный шельф.
В других районах, таких как Гудзонов залив, большинство медведей выходят на сушу, когда отступает морской лед. Там потепление в Арктике означает, что морской лед тает раньше летом и возвращается позже осенью, что вынуждает медведей проводить больше времени на суше.
"В любом случае, вопрос в том, сколько жира они могут набрать до того, как лед начнет таять, а затем сколько энергии им придется потратить", - сказал Пагано.
Предыдущие исследования пытались оценить скорость метаболизма и расход энергии белого медведя на основе некоторых предположений об их поведении и физиологии. Например, поскольку белые медведи в основном охотники «сидят и ждут», считалось, что это минимизирует расход их энергии во время охоты. Исследователи также предположили, что белые медведи могут снизить скорость метаболизма для экономии энергии, если им не удастся поймать тюленя, сказал Пагано.
"Мы обнаружили, что у белых медведей на самом деле гораздо более высокие потребности в энергии, чем предполагалось. Им нужно ловить много тюленей", - сказал он.
Весной белые медведи в основном охотятся на недавно отлученных от груди кольчатых нерп, которые более восприимчивы к поимке, чем взрослые тюлени. К осени молодые тюлени становятся старше и мудрее, и белые медведи уже не в состоянии наловить столько. «Считается, что медведи могут поймать пару в месяц осенью, по сравнению с пятью-десятью в месяц весной и в начале лета», - сказал Пагано.
Исследователи Геологической службы США изучают белых медведей в районе моря Бофорта с 1980-х годов. Их последняя оценка численности населения показывает, что популяция белого медведя сократилась примерно на 40 процентов за последнее десятилетие. Однако исследователям было трудно изучать фундаментальную биологию и поведение белых медведей в этой очень отдаленной и суровой среде, сказал Пагано..
«Теперь у нас есть технология, позволяющая узнать, как они передвигаются по льду, их модели активности и их потребности в энергии, поэтому мы можем лучше понять последствия этих изменений, которые мы наблюдаем в морском льду», - он сказал.
Помимо Пагано, Уильямса и Косты, соавторами статьи являются исследователи Геологической службы США Джордж Дернер, Карин Роде, Тодд Этвуд и Элизабет Пикок; Стивен Аткинсон из Дугалда, Манитоба; и Меган Оуэн из Института природоохранных исследований зоопарка Сан-Диего. Эта работа была поддержана Инициативой Геологической службы США по изменению арктических экосистем.