как медведи погружаются в спячку / Новости города / Сайт Москвы
Медведи в Московском зоопарке впали в спячку. В продолжительный сон погрузились трое животных: 28-летняя камчатская бурая медведица Роза и ее соседи — гималайские медведи Алладин (26 лет) и Будур (25 лет).
В дикой природе некоторым зверям зимняя спячка необходима, чтобы пережить холода. Это касается сурков, тушканчиков, енотов, енотовидных собак, сонь, бурых и гималайских медведей. Зимой им труднее добывать пищу. Поэтому они заранее накапливают запасы жира, а сон позволяет экономно их расходовать. Если медведи не засыпают вовремя, от голода и усталости они становятся агрессивными и даже опасными.
В зоопарке стараются не мешать естественным для животных процессам, создавая максимально приближенные к природе условия. Поэтому жизненные циклы у обитателей зоосада такие же, как и у их диких сородичей.
«Мы начали готовить медведей к спячке ранней осенью.В течение нескольких месяцев они получали калорийную пищу. Косолапые налегали на свежую рыбу, сладкие фрукты (груши, яблоки, виноград), сухофрукты, овощи и бахчевые. Самое излюбленное лакомство медведей — это мед. К началу декабря Роза, Алладин и Будур набрали достаточную массу тела. За зиму мишки обычно теряют до одной четверти своего веса. В их берлогах, что оборудованы в закрытых вольерах зоопарка, постелили мягкую солому. Медведи зарылись в нее и устроились поудобнее. Зоологам впервые удалось заснять это. Всего процесс погружения в зимнюю спячку занимает несколько дней», — рассказала Светлана Акулова, генеральный директор Московского зоопарка.
Во время сна медведей не должны беспокоить посторонние люди, поэтому к закрытому вольеру могут подходить только знакомые зверям сотрудники. Зоологи проверяют, благополучно ли проходит спячка. Также над берлогами хищников установлены камеры видеонаблюдения. Специалисты могут следить за животными в режиме реального времени круглые сутки.
Медведи проснутся, когда в Москву вернется теплая и солнечная погода. Как правило, они выходят из спячки в конце марта. Но если зима выдается долгой, косолапые могут проспать и апрель.
Не все медведи Московского зоопарка погружаются в сон в холодное время года. Зимой продолжает бодрствовать белый медведь Врангель, а также панды Диндин и Жуи.
С приходом первых холодов в Московском зоопарке также уснули сурки. Они проведут в своих норах четыре-пять месяцев. А на зиму разместили в специальных холодильных камерах. К продолжительному сну также готовятся еноты, енотовидная собака, бурундуки и соня-полчок.
Кроме того, центр реабилитации рукокрылых столичного зоопарка принимает от горожан найденных летучих мышей. Этим зверям также полагается впадать в зимний сон, но они иногда просыпаются в холодные месяцы и даже залетают в квартиры. Любой житель столицы, нашедший летучую мышь, может проконсультироваться со специалистами центра передержки рукокрылых по телефону: +7 (968) 476-88-06 и договориться о передаче зверька.
Теплолюбивых животных зоопарка переместили в отапливаемые вольеры и вернут на улицу только с приходом весны. Понаблюдать за жизнью птиц и зверей столичного зоосада можно онлайн. На фотографиях и видеозаписях запечатлены тренировки и кормление животных. Их публикуют на страницах зоопарка в социальных сетях.
Как спит медведь в берлоге и почему медведь сосет лапу
Как спит медведь в берлоге и почему медведь сосет лапу
Не секрет, что сибирская зима – нелегкое испытание для многих животных, и медведи – не исключение.
В просторечье говорится, что медведь впадает в спячку, биологи говорят – в зимний сон. Подробных сведений об этом интереснейшем процессе немного. Главная причина заключается в сложности сбора данных.
Бурый медведь встречается в заповеднике повсеместно, как во всех типах лесов, так и в горно-тундровом поясе.
На территории заповедника совершает сезонные перемещения из лесов в высокогорный пояс и обратно, нередко используя для кочевок тропы и проселочные дороги.
Что ест медведь перед спячкой
Перед залеганием в берлогу хозяину тайги необходимо накопить питательные вещества. Медведь – всеядное животное, но большую часть его рациона в Кузнецком Алатау, как и во многих других местах, составляют корма растительного происхождения: ягоды, травянистые растения, желуди, орехи.
Кедровые шишки — одно из любимейших лакомств медведей и один из лучших нажировочных кормов. Молодые звери могут залезать за ними на деревья и обламывать ветки. Но в основном собирают упавшие шишки с земли. Чтобы добраться до орехов, медведь собирает шишки в кучу и раздавливает их лапами, откуда потом, лежа на земле, выбирает языком орешки вместе со скорлупой. Скорлупа частично выбрасывается во время трапезы, а частично съедается.
Часто внимание мишек привлекают запасы орехов, сделанные бурундуками.
Раскапывая норы зверьков, медведи добираются до орехов и поедают их, зачастую вместе с хозяином. Не упускают возможности полакомиться личинками муравьёв, яйцами птиц или рыбой, добывают также мелких грызунов и копытных зверей. Бурый медведь редко сам убивает диких копытных, в основном он пожирает их в виде падали или отбирает добычу других хищников (волка, рыси, росомахи).
Известны факты поедания хищником таких видов диких копытных, как лось, марал, косуля. Добычу или найденную падаль он заваливает хворостом и держится неподалеку, пока не доест тушу полностью. Если зверь не очень голоден, он часто выжидает несколько дней, пока мясо не станет более мягким.
Очень важно, насколько урожайным был год на нажировочные корма. Неурожайные годы могут сильно задержать сроки залегания медведей в берлоги, и звери могут продолжить кормиться даже при двадцатиградусных морозах и почти полуметровом снежном покрове, выкапывая шишки из-под снега, стремясь набрать необходимый для зимовки жировой запас.
В благоприятные по кормам годы взрослые медведи накапливают слой подкожного сала до 8-12 см, а вес жировых запасов достигает 40% общего веса зверя. Именно этим накопленным за лето и осень жиром и питается организм медведя зимой, переживая с наименьшими лишениями суровый зимний период.
Голодные годы приводят к появлению медведей-шатунов
Это звери, не успевшие набрать достаточный жировой запас, отчего они не могут залечь в спячку. Шатуны, как правило, обречены на гибель от голода и морозов или от охотника. Но не всякий медведь, встретившийся зимой в лесу, будет шатуном. Во «внеурочное время» появляются в лесу медведи, чей сон в берлоге потревожен. Нормально упитанный, но вырванный из зимней спячки медведь вынужден искать новое, более спокойное, пристанище для сна. Часто сон животных прерывается беспокойством со стороны человека.
Берлога медведя
Перед тем как отправится к берлоге, медведь старательно запутывает следы: петляет, идет по буреломам и даже идет задом наперед по собственным следам.
Для берлог обычно выбирают глухие и надежные места. Часто они расположены по краям непроходимых болот, по берегам лесных озер и рек, в буреломах и на лесосеках. Бурый медведь устраивает свое зимнее жилище в углублениях под вывороченными корнями или стволами деревьев, иногда на куче хвороста или у старой поленницы. Реже для своего дома выбирает пещеру или роет глубокие земляные норы — грунтовые берлоги. Главное условие – жилище должно быть сухим, тихим и изолированным от присутствия нежданных гостей. Одна из примет близости берлоги – крупные проплешины во мху, обгрызенные или обломанные деревья. Ветками зверь утепляет свое убежище, а пластами мха выстилает подстилку. Иногда слой подстилки достигает полуметра. Бывает, что одной и той же берлогой пользуются несколько поколений медведей.
В начале зимы у медведиц появляется потомство
Рождается от одного до четырех, но чаще два медвежонка. Малыши появляются на свет слепыми, без шерсти и зубов.
Весят всего полкилограмма и едва достигают 25 см в длину. Интересно, что соски у медведиц располагаются не вдоль линии живота, как у большинства животных, а в самых тёплых местах: в подмышечных и паховых впадинах. Медвежата питаются молоком 20-процентной жирности все еще спящей мамы, и быстро растут. За несколько месяцев такого питания медвежата совершенно преображаются, и из берлоги они выходят уже мохнатыми и шустрыми. Правда, еще очень несамостоятельными.
Как спит медведь в берлоге
В берлоге, в тепле и безопасности, медведи спят всю долгую и холодную зиму. Нередко мишка спит на боку, свернувшись клубком, иногда на спине, реже сидит, опустив голову между лап. Если во время сна зверя потревожить, он легко пробуждается. Нередко медведь сам покидает берлогу при длительных оттепелях, возвращаясь в неё при малейшем похолодании.
Впадающие в спячку животные (например, ежи, бурундуки и др.) цепенеют, температура их тела резко падает, и, хотя жизнедеятельность продолжается, ее признаки почти незаметны.
Бурые медведи спят поодиночке, и только самки, у которых есть детёныши-сеголетки, укладываются вместе со своими медвежатами. Длительность спячки зависит от погодных условий, здоровья и возраста животного. Но обычно это период со второй половины ноября по первую половину апреля.
Почему медведь сосет лапу
Бытует забавное мнение, что медведь сосёт лапу во время зимней спячки.
Но на самом деле в январе, феврале происходит смена жёсткого кожного покрова на подушечках лап, при этом старая кожа лопается, шелушится, и сильно зудит, и чтобы хоть как-то уменьшить эти неприятные ощущения животное облизывает свои лапы.
Понадобилась не одна тысяча лет естественного отбора, чтобы сформировалась такая сложная система приспособлений в результате чего медведи приобрели способность выживать не территориях с суровыми климатическими условиями. Остается только удивляться, разнообразию и мудрости природы.
Ранее на тему Медведи:
Конец спячки | Заповедное Прибайкалье
Считается, что медведь и бурундук просыпаются одновременно. Это не совсем так, ведь у каждого вида свои особенности.
Весна – время пробуждения у животных, проводящих долгую зиму в спячке. Считается, что медведь, бурундук и суслик просыпаются одновременно. Это не совсем так, определённого дня окончания зимнего сна, тем более для всех зимоспящих, нет, ведь у каждого вида свои места обитания и особенности сезонной жизни, к тому же каждая весна неповторима.
Бурундуки, например, появляются в тёплый мартовский день сразу в большом количестве, когда снег в тайге осел, а проталин ещё нет.
Бурундук. Весна пришла!Суслики вылезут из нор, когда в степях снег сойдёт полностью и земля прогреется. Весна в степь приходит раньше, чем в тайгу, но дни появления сусликов и бурундуков могут совпасть. Но обычно бурундуки просыпаются в конце марта, а суслики – в апреле.
Барсуки обязательно дождутся больших проталин, а первое время после зимнего сна будут вести не привычный ночной, а дневной образ жизни. Ведь при ночном заморозке насекомые прячутся, а ходить бесшумно по хрустящей под лапами лесной подстилке невозможно.
У медведей общей даты подъёма нет вообще. Первыми встанут взрослые самцы, одновременно с оседанием снега и появлением первых проталин. Но медведицы с медвежатами поднимутся значительно позже, «отстав» от самцов на пару недель, а то и на месяц. Ведь медвежата своими маленькими босыми лапками должны не по холодному снегу, а по земле ходить.
Вопреки распространённому мнению, медведь встаёт из берлоги не злым и голодным, а сонным и ленивым. После зимнего сна ему несколько дней нужно, чтобы работу организма на активность переключить. Ведь все мышцы за долгую зиму затекли, пищеварительный тракт тоже работать отвык. Поэтому медведь подолгу возле берлоги лежит, на солнышке греется. Пьёт он талую водичку, ест понемножку то несъедобную гнилушку, то мох, не больше чем по горсточке. А для разминки может с горки покататься, на наклонное дерево залезать и спрыгивать вниз много раз подряд или валежник ворочать тяжёлый. А когда тело могучее и аппетит медвежий окончательно проснутся, зверь отправится по знакомой ему тайге на поиски пищи.
В Байкало-Ленском заповеднике, например, медведи зимуют в кедровниках верховьев Лены и её притоков. В обычные годы звери после подъёма идут к востоку, к Байкалу через перевалы ещё заснеженного Байкальского хребта. Ведь на байкальской покати уже почва на марянах оттаяла, можно коренья копать, да и зелень первая в апреле появится.
Некоторые медведи по байкальскому льду бродят, их даже на самой середине озера встречали. Вероятно, на опасный лёд медведя тянет возможность добыть нерпу. Скорее всего, охоты ему удаются, ведь медвежьи следы посреди Байкала встречаются каждую весну. Но если в кедрачах осталась с прошлой осени паданка богатая, то есть шишки кедровые с орехами, медведи на Байкал пойдут позже, когда он вскроется. А до этого времени они на вкусных и питательных орехах проживут.
По наблюдениям таёжников, весенние медведи на паданке пугливы и всегда уступают дорогу человеку. Нежелательно, как и всегда, с медведем в упор, нос к носу встречаться, ведь он с испугу и пришибить может. Для этого надо себя всегда лёгким шумом обозначать, зверь услышит и обязательно уйдёт.
Как правило, медведи, сумевшие пережить зиму, заняты очень важными делами продолжения жизни и людей не беспокоят. При таянии снега все лесные дороги становятся непроезжими, медведи и люди в это время живут в разных местах. Но на Байкале, где туристический сезон никогда не кончается, встречи с медведями возможны уже с конца марта.
При пастьбе на марянах зверь заметен издалека. Ещё раз напоминаем, что приближаться к нему нельзя, это опасно.
Последним проснётся черношапочный сурок. Весна в высокогорье самая поздняя, сурки покинут свои зимние норы к концу мая. В это время снежный покров ещё почти сплошной, но у отвесных скал появляются и растут проталины. Зимние норы сурков всегда расположены рядом с этими первыми проталинами. Впереди у зверьков короткое, наполненное заботами и опасностями лето, а потом снова долгая зимняя спячка.
Виктор Степаненко
Автор главного фото новостного материала Умар Рамазанов
в Московском зоопарке медведи залегли в спячку
В этом году медведи отправились на боковую одними из первых. Они начали готовиться к спячке еще летом. В течение последних месяцев они получали много питательных кормов, в частности рыбы, кедровых орехов, меда. Также в их рационе было много сочных фруктов (груш, яблок, мандаринов, дынь, винограда), овощей, зелени. Кроме того, медведям регулярно давали специальные минеральные добавки.
Все это время зоологи следили за самочувствием животных, а также за динамикой набора веса.Медведи чувствуют приближение холодов и точно знают, когда правильнее впасть в спячку. Даже отсутствие снега на улице не может обмануть этих хищников. Если осень выдалась теплой, они могут бодрствовать до середины или даже до конца декабря. А если температура опустится уже в ноябре, то медведи отправятся спать гораздо раньше.
«С августа наши медведи активно питались, нагуливая запасы жира. Примерно три недели назад их рацион сократили вдвое, последнюю неделю они были на специальной диете из яблок и груш, а за 2 дня до спячки и вовсе голодали. Постепенное уменьшение рациона очень важно, так как оно позволяет организму животного очиститься. Еще один важный этап подготовки к спячке – обустройство берлоги: неделю назад наши сотрудники принесли медведям мягкую солому, из которой каждый зверь устроил себе удобное гнездо во внутренней части вольера. Такое своеобразное спальное место должно быть максимально комфортным, чтобы ничто не беспокоило медведя в течение зимы.
Также очень важно, чтобы у животных был доступ к свежей воде на случай, если они проснутся и захотят пить», — рассказала генеральный директор Московского зоопарка Светлана Акулова.
За время спячки медведи теряют до трети своего веса. Сейчас, по словам зоологов, гималайские медведи весят около 200 кг, а масса бурого медведя составляет 400 кг. Животные чувствуют себя хорошо, хотя последние недели они выглядели гораздо менее активными, чем обычно: это связано с тем, что перед погружением в спячку все процессы жизнедеятельности замедляются.
Зима – особый период в жизни обитателей Московского зоопарка, к которому каждый из них готовится по-своему. Кто-то меняет летний легкий мех на более густой и теплый, кто-то переселяется из уличного вольера в теплый внутренний, где поддерживается оптимальная температура и влажность, а кто-то и вовсе предпочитает провести холодное время года во сне или анабиозе. К числу последних относятся бурый и гималайские медведи, степные сурки, еноты и енотовидные собаки, тушканчики, тенреки, сони, ежи и некоторые другие млекопитающие.
НЕКОТОРЫЕ ПОДРОБНОСТИ МЕДВЕЖЬЕЙ ЖИЗНИ | Наука и жизнь
«Фотографировать медведей — занятие очень опасное. Снимаю их уже 30 лет. Со временем храбрости значительно поубавилось, появился опыт. Но никакой опыт не гарантирует безопасность». Это слова Виталия Александровича Николаенко, замечательного исследователя природы, посвятившего фотографированию и изучению камчатских медведей всю свою жизнь. Так случилось, что его статья «Здравствуй, медведь! Как поживаешь?» («Наука и жизнь» № 12, 2003 г.) стала последней прижизненной публикацией. В конце декабря 2003 года Виталий Александрович вел наблюдение за медведем, не залегшим в берлогу. Оставив рюкзак и лыжи, он шел по звериным следам, очевидно рассчитывая сделать несколько снимков. Но предсказать поведение даже знакомого медведя невозможно — Николаенко сам об этом говорил. И у него уже бывали столкновения с медведями, чреватые серьезной опасностью. Последняя встреча с незнакомцем закончилась трагически… В память о Виталии Александровиче Николаенко публикуем заметки, не вошедшие в предыдущую статью.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Виталий Александрович Николаенко.
Во время рыбалки медведь утоляет жажду, глубоко погрузив морду в воду.
Медведь приходит на реку не только за рыбой, но и чтобы принять ванну.
Медведь устраивает лежки на снегу, утепляя их ветками или березовой трухой.
После выхода из берлоги медвежата любят поваляться на снегу.
Семья сеголеток.
‹
›
БЕРЛОГИ
Берлога — это зимнее убежище зверя, которое обеспечивает оптимальные микроклиматические условия, позволяющие пережить длительный период неблагоприятных кормовых и погодных условий с минимальными затратами энергетических ресурсов. Для самок она служит также родильным домом, а для новорожденных — яслями.
Сорок берлог, которые мне удалось найти и описать, были грунтовыми. Охотники с юга Камчатского полуострова рассказывают о берлогах, которые находятся в скалистых пещерах, но достоверных данных об этом нет.
Сам я обнаружил только одну некопанную берлогу среди вулканических глыб, на берегу Курильского озера. Через узкий лаз треугольной формы зверь проникал в берложную камеру, образованную плоскими сторонами глыб. Длина берлоги достигала 2,5 м, а ее дно покрывал вулканический шлак. В дальнем конце — неглубокая лежка. Два темных пятна на задней стенке свидетельствовали, что этой берлогой медведи пользуются не один десяток лет.
Первыми на зимовку укладываются самки с сеголетками (первогодками) и молодые особи. Массовый отход к берлогам происходит с середины октября. Две-три недели звери проводят у берлог и залегают в них в начале и середине ноября. Некоторое время они могут еще выходить из берлог, днем лежать рядом, а ночью прятаться внутри. Медведи не роют берлог заранее. Рассказы о том, что медведь, идя на берлогу, запутывает следы, петляет, — это фантазии охотников. Наблюдения показали, что медведи действительно петляют в ольхачах в этот период, избегают открытых мест и активно маркируют деревья в местах отдыха.
Но петляние — это не что иное, как реакция на неосознанное дискомфортное психическое состояние, побуждающее медведя искать надежное укрытие. Медведь хорошо знает район обитания и, уходя от нерестилища на берлогу, находит две-три старые берлоги, иногда уже занятые другими медведями. Мне ни разу не приходилось наблюдать, чтобы медведь оспаривал право на занятую берлогу.
Большинство берлог находятся в зарослях ольхового стланика, на склонах увалов и оврагов, вдоль сухих русел ручьев. По форме их можно разделить на три группы. Первые — грушевидной формы, с хорошо выраженным удлиненным лазом между челом (отверстием берлоги) и берложной камерой, с лежкой у задней стенки. Вторые — шарообразной или яйцевидной формы, без продолговатого лаза; их высота, ширина и длина не сильно отличаются размерами, и углубление лежки является продолжением стенок берлоги. Третьи — черепашьей формы, с плоским овальным дном; их длина в 1,5-2 раза превышает ширину, верх — полусферический, растянут по бокам, высота достигает 100-130 см, а ширина по центру почти в 2 раза больше высоты. Лежка расположена у задней стенки берлоги и является ее продолжением. У всех берлог задние стенки более плоские, чем боковые.
Самые долговечные берлоги располагаются под корневищами берез. Их кровля держится на разросшихся вширь корнях. Как правило, такие берлоги используются в течение десятков лет и семейными группами, и доминирующими самцами.
Если медведь не находит готовой берлоги, он строит новую. Медведь роет берлогу обеими передними лапами. Небольшое смещение берложной камеры в левую или правую сторону зависит от того, какой лапой зверь больше работает — левой или правой. Грунт вы-брасыва ет из берлоги между задними лапами или вбок. Как ему удается выгрести до десяти кубометров земли через узкое отверстие, остается загадкой. Залезает он в берлогу по-пластунски, на локтях, вытянув задние ноги, и выбирается из нее так же, ползком. Объем берлоги зверь соразмеряет с размерами своего тела. Ее длина и ширина должны быть не менее длины туловища, а высота — чуть больше высоты тела в холке, чтобы, сидя в лежке, зверь не упирался головой в потолок. Рытье берлоги занимает два-три дня. Толстые корневища, мешающие проходу, медведь выгрызает и выбрасывает наружу. Несколько обломков корневищ может оставаться и в берлоге.
ЗИМНИЙ СОН И ПРОБУЖДЕНИЕ
Жизнь медведя в берлоге поддерживается за счет питания жировыми запасами, накопленными осенью. Процессы, протекающие у спящего медведя, похожи на процессы, происходящие в организме голодающего человека, но у медведя они идут намного рациональнее. Несмотря на долгую неподвижность в берлоге, прочность костей не снижается. Клетки головного мозга медведя во время зимнего сна пять месяцев находятся в режиме кислородного голодания, но не гибнут, хотя крови поступает в мозг на 90% меньше, чем обычно.
Ученые предполагают, что руководит процессами ожирения и умеренного похудения у медведей особый гормон, который каждую осень поступает из гипоталамуса. Медведь после спячки полностью сохраняет мускулатуру и не испытывает чувства голода еще две недели. Этим объясняются его игровое настроение после выхода из берлоги и бесцельное бродяжничество в районе обитания.
На Камчатке выход медведей из берлог происходит с третьей декады марта до конца первой декады июня. Как правило, первыми покидают берлоги крупные самцы зрелого и среднего возраста. Затем начинается массовый выход, и вместе с самцами поднимаются одиночные самки и молодые самочки первой брачной весны, семейные группы четвериков (трехлеток), третьяков (двухлеток) и второгодков (годовиков). Последними из семейных групп покидают берлоги самки с сеголетками.
Медведи выходят из берлог на снег, а в воздухе весна — днем температура до +4°С, ночами заморозки до _6°С. Снег медленно увлажняется, уплотняется, структурируется. Выйдя из берлоги, зверь находится рядом с ней, если ему никто не мешает, еще несколько дней, причем по ночам он может возвращаться в берлогу. Первые лежки, как правило, расположены в двух-трех метрах от чела, затем зверь начинает отходить на 50-100 м. Днем, под солнышком, отлеживается на открытом снегу, на ночь уже не возвращается в берлогу, а устраивается на снежных лежках. Он делает подстилку, подминая под себя вытаявшие из снега верхушки ольховых или кедровых веток, либо сдирает кору с дерева, под которым ложится на отдых, либо разносит сухой пень в щепки и спит на его трухлявых обломках.
Через три-пять дней медведь уходит от берлоги. Изучение следов наводит на мысль, что в первые два-три дня у зверя отсутствует целенаправленность движений. Это похоже на свободное хождение ради удовольствия двигаться. Вопреки общему представлению о том, что движение должно быть направлено в места нахождения пищи, звери бродят довольно беспорядочно. Их следы встречаются и в среднегорье, и на склонах сопок, до 1000 м и выше над уровнем моря, и в приморской лесной зоне, и вдоль берега океана. В зоне березняка медведь, праздно перемещаясь, разрушает три-четыре сухих дерева на двух-трех километрах пути, но не для утепления лежки, а для игровой забавы, от избытка сил и желания двигаться. Потребность в игре в послеберложный период выше, чем в другие периоды. Свободное бродяжничество упорядочивается к концу мая, и звери постепенно сосредотачиваются на первых проталинах с проростками трав, на солнечных склонах оврагов, на берегах незамерзающих рек и ручьев, а те, кто дошел до морского побережья, — у береговой линии океана.
Начинается ранневесенний период питания, скудный по количеству пищи, «голодный», по-нашему представлению, а на самом деле — совершенно нормальный для зверя. Секрет в так называемом эндогенном питании — использовании жировых запасов, накопленных с осени, когда объем потребляемого нажировочного корма превышал суточную норму в 3-4 раза. Зверь вынужден был наедаться впрок на бескормные зимние и весенние дни и даже на лето, поскольку питательность травянистой растительности низкая. К концу летнего сезона медведи полностью теряют свои жировые запасы, а те, у кого их было недостаточно, начинают терять и мышечную массу.
ЛЕЖКИ
В активный период годового цикла медведь для отдыха ночью или днем пользуется лежками — углублениями в земле (весной, после выхода из берлоги, лежки делаются в снегу). Летом медведь роет лежки в грунте или использует чужие. Осенью, при первых заморозках, грунтовые лежки утепляет подстилкой из сухих стеблей трав. Такие лежки называются гнездовыми. По мере понижения ночной температуры количество подстилки в лежке увеличивается и сами лежки выглядят как огромные гнезда на земле. Чтобы собрать подстилку, зверь делает поскребы когтями, то одной, то другой лапой попеременно, нагребая маленькие кучки сухих травянистых стеблей в одном месте. Потом перемещается на один-два шага вперед и снова нагребает кучки. Так зверь проходит 5-10 м, затем пятится назад, сгребая валиком под себя заготовленные кучи стеблей. Валик закатывает в лежку и опять начинает сгребать кучки, продвигаясь вперед. Стебли некоторых трав, например вейника, очень прочные, и медведю не всегда удается нацарапать нужный пучок. Тогда он помогает себе пастью: наклоняет стебли в сторону, скусывает их зубами, сгребает в пучок и продвигается дальше. Закатывая 20-30 валиков, он заваливает грунтовую лежку огромным ворохом сухой травы, затем взбирается на нее сверху и разгребает по центру лунку диаметром около метра и глубиной до 50 см. У такой лежки образовываются борта по 1-1,5 м в ширину, иногда до 2-2,5 м. Борта такой ширины медведю явно не нужны. По-видимому, собирая стройматериал, он не соразмеряет его объем с собственным телом. Используется такая лежка несколько дней — до дождей или мокрых снегопадов; медведь покидает ее, как только промерзает подстилка. Такие огромные лежки делает только один крупный самец на озере Лесном. Толщина подстилки на дне грунтовой лежки спрессовывается до 10-20 см. В гнездовых лежках, сооружаемых осенью, подстилка бывает разная: из вейника, шоломайника, опавших листьев, разрушенных сухих пней. Когда травы уходят под снег, медведь использует грунтовые лежки в зарослях ольхачей. Он очищает их от снега и ложится на тонкую прослойку торфяного перегноя.
Весной, после выхода из берлоги, медведь делает подстилку из веток ольхового или кедрового стланика, но чаще использует сухие стволы берез, разбивая их в щепки и выскребая из них когтями труху. В Долине гейзеров медведи приноровились греться ранней весной, в ночные заморозки, в лежках, выкопанных в теплом грунте. Летом и ранней осенью медведи предъявляют к лежкам противоположные требования — они должны не сохранять тепло, а забирать его избыток, то есть быть прохладными и сырыми. Для этого звери делают их более глубокими и широкими — до 1,5 м в ширину и до 0,5 м в глубину. Такие лежки звери копают в сырых местах, неподалеку от воды, в густом высокотравье, затененном деревьями, или в куртинах ольшин, в сыром грунте.
Нормальные свежекопанные грунтовые лежки в среднем имеют размеры 80ґ80ґ20 см, редко до метра в ширину. Со временем другие медведи расширяют и углубляют их. Средняя ширина таких лежек — от 100 до 120 см, а глубина — 20-30 см. Возникает вопрос, как в такой небольшой лежке умещается зверь длиной до двух метров, с огромным объемом тела? Он использует ее только как «кресло», в которое помещает зад и часть брюха. А верхняя половина покоится на бортике лежки.
ВОДА
Медведь неразлучен с водой. Летом вода, снежники и сырой грунт — существенные компоненты комфортных условий. Они выполняют терморегулирующую функцию. В районе обитания зверь знает все свои купальни. «Свои» — неверно сказано. Купальни в виде маленьких озерков, ям, наполненных водой, ручьев и рек у всех медведей общие. Летом или осенью после долгой пастьбы под солнцем зверь идет на водопой и тут же погружает свое тело в воду по самые уши. Принимать ванну может по 10-15 минут, а затем забирается в густые заросли ольшин и отдыхает в глубоких, сырых лежках.
Все медведи, пасущиеся летом на колосниковых лугах вдоль прибойной полосы, постоянно купаются в океане. Ложатся на линию прибоя, головой к берегу, и лежат по 10-20 минут, омываемые набегающими волнами. Затем, отойдя на 15-20 м, зверь роет глубокую сырую лежку в песке и залегает в нее на отдых.
В конце мая, при температуре от +5 до +10°С, медведи лежат в снежных лежках по 5-6 часов, переваливаясь с боку на бок. В горах в июне-июле медведи используют для охлаждения как снежники, так и ручьи. Теплые минеральные источники они не посещают: теплая вода медведя не привлекает.
Морскую воду медведь не пьет, хотя и может ловить в ней рыбу, напротив устья нерестовых рек, при этом какая-то часть соленой воды попадает ему в пасть. Но при нересте мойвы медведь предпочитает собирать ее, выброшенную волнами, на берегу.
Если медведь остановился в реке во время ловли рыбы и, погрузив морду в воду по самые глаза, втягивает в себя воду, по 5-10 секунд, делая пять-семь интервалов по 10-15 секунд, значит, он закончил рыбалку и сейчас выйдет на отдых. Отдохнув на берегу около часа, медведь снова начинает испытывать жажду. Даже если река ближе, чем болотистая лужа, он предпочитает пить из лужи. А если после отдыха на берегу в позднеосенний и зимний периоды он идет пить к реке, то старается не заходить в воду, а пить, припав на колени, едва дотягиваясь мордой до воды. Когда ленится идти к реке, то ест снег. Напившись, он возвращается на лежку или может лечь тут же, на берегу, и наблюдать за рекой, выискивая глазами рыбу.
СНЕГ И МЕДВЕДЬ
Медведь рождается под снегом, выходит из берлоги на снег, в некоторых случаях пользуется им летом и залегает в берлогу под снег новой зимы. Осенью снег засыпает ягодные тундры, клюквенные болота и кедровый стланик, окончательно лишая медведя растительной пищи.
Глубокие зимние снега покрывают берлогу, утепляют потолок и запечатывают чело. В ольховом стланике чело берлоги чаще всего перекрывается пригнутыми под тяжестью снега ветками. Слухи о том, что медведь на зиму затыкает входное отверстие изнутри мхом или сухой травой, еще один расхожий миф. В толще снега обязательно должно быть отверстие от чела до поверхности снега — оно выполняет функцию вентиляционной трубы для терморегуляции и газообмена в берлоге.
Выйдя из берлоги, медведь оказывается на снегу, но не на том пушистом и рыхлом, который провожал его в берлогу, а на плотном снежном насте. Утренний наст в конце апреля — начале мая похож на белый асфальт. Корочка спаявшихся фирновых зерен может достигать толщины 5-10 см. По такому насту свободно ходят и человек и медведь. Через 2-3 часа после восхода солнца ледяные спайки разрушаются. Зверь начинает проваливаться на 10-30 см, а иногда — по брюхо. Для экономии сил он предпочитает перемещаться по лункам своих или чужих следов.
СОСАНИЕ ЛАПЫ
Сосательный рефлекс у медвежат, оторванных от матери на третьем-четвертом месяце жизни и вырастающих в единой семейной группе, сохраняется до трехлетнего возраста. Медвежата обсасывают друг у друга шерсть на спине и боках с таким же урчанием, с каким они сосут грудь матери. Поскольку они не получают пищевого подкрепления, для них важен сам процесс. Возможно, сосание шерсти является фактором более тесного общения друг с другом и объясняет семейную привязанность до распада семьи. Медвежонок, оставшийся в одиночестве, побуждаемый инстинктом сосания, старательно обсасывает когтистые пальцы своей передней лапы. Продолжается это до трехлетнего возраста. Вот отсюда, по-видимому, и бытует мнение о том, что медведь в берлоге сосет лапу.
СКАТЕРТЬ-САМОБРАНКА
Медвежий «стол» осенью — как скатерть-самобранка. Медвежий пир начинается в августе, а заканчивается в октябре. В этот период на ягодных тундрах созревают шикша и голубика, а также жимолость, брусника, княжевика, можжевельник. На тундре реки Тихой за одним «столом» площадью 6 км2 собираются одновременно до 25 медведей. В конце августа в лесу созревает рябина. В октябре можно собирать клюкву на болотах. В реки заходит рыба. Медведи встречают ее на перекатах, на отмелях, наедаются в первые две недели, а потом выедают только деликатесы — икру и мозговые хрящи. Наевшись рыбы, идут «по ягоды», наевшись ягод — идут за рыбой. От обилия энергоемкой пищи быстро жиреют.
В конце октября «блекнет» скатерть-самобранка, медведи теряют к ней интерес и, уставшие за полгода непрерывной «работы», откочевывают на отдых. Впереди — опять сон в берлоге.
Бурый медведь вышел из зимней спячки в нижегородском зоопарке
После пробуждения косолапый с головой занырнул в снег.
Фото: Зоопарк «Лимпопо»
В Нижний Новгород пришла настоящая весна: об этом свидетельствует не только звонкая капель за окном, но и пробуждающаяся ото сна природа. Так, в нижегородском зоопарке «Лимпопо» вышел из зимней спячки бурый медведь Балу.
Выйдя из своей зимней берлоги, Балу сладко зевнул и тщательно обнюхал снег, нырнув в него с головой. После этого бурый медведь, как и положено после сна, принялся чистить шкуру.
Балу стал первым из сородичей, кто пробудился от спячки.
Фото: Зоопарк «Лимпопо»
«Среди медведей Балу оказался первым, кто решил встречать весну, покинул свою теплую берлогу и вышел на улицу. Теперь можно считать, что весна в «Лимпопо» наступила не просто по календарно, но и фактически», — сообщил генеральный директор зоопарка «Лимпопо» Владимир Герасичкин.
Сотрудники зоопарка говорят, что Балу чувствует хорошо, у него отличный аппетит и прекрасное настроение. Он бодр и весел, чего не скажешь о его подруге медведице Ляле: она всё еще продолжает спать в своей берлоге. Не спешит пробуждаться ото сна и гималайский медведь.
Сейчас Балу чувствует себя отлично.
Фото: Зоопарк «Лимпопо»
«Помимо бурых медведей в зимнюю спячку в прошлом году у нас ушли сурки, гималайский медведь и еноты. Еноты у нас тоже проснулись, а вот остальные пока досыпают. Это совершенно нормально, что животные просыпаются отдельно друг друга в зависимости от своих личных биологических часов. Наши остальные обитатели тоже отойдут ото сна, как только настанет подходящее для них время», — пояснили в зоопарке.
Справка «КП»
Бурый или обыкновенный медведь — млекопитающее семейства медвежьих, один из самых крупных наземных хищников. В конце ноября медведи, как правило, залегают в берлоги, которые устраивают в буреломах и среди елового подроста. Зимний сон продолжается от 75 до 195 дней. Существуют они в это время исключительно за счет накопленного жира.
Замеченный в Мытищах бурый медведь ушел в спячку
Бурый медведь
Источник: © , pixabay.comБурый медведь, который ранее был замечен в Мытищах, скорее всего, ушел в спячку, заявил исполняющий обязанности министра сельского хозяйства и продовольствия Московской области Сергей Воскресенский.
«Мы устанавливали фотоловушки и рядом клали приманки. По результатам анализа мы получили ноль — медведь на приманки не вышел. Мы приняли беспрецедентные меры, но следов не нашли. Из Мытищ медведь ушел и, возможно, ему удалось уйти в спячку», — сказал Воскресенский.
По его словам, есть вероятность, что этот медведь еще медвежонком два года назад был замечен с мамой-медведицей в Пушкинском городском округе.
Бурого медведя заметили жители Мытищ рядом с поселением Федоскино и в микрорайоне Луговая в конце ноября. Так близко медведи не подходили к населенным пунктам уже несколько десятков лет. Специалисты Минсельхозпрода совместно с Минэкологии планировали найти и поймать животное, чтобы ввести его в спячку.
В Подмосковье осталось не более 10-15 особей бурых медведей — климатические изменения ставят их жизни под угрозу.
Экотуризм в Приокско-Террасном заповеднике: как попасть в гости к лешему и «усыновить» зубра>>
Что будет, если вы выведете медведя из спячки?
Вы когда-нибудь слышали, чтобы кто-нибудь сказал: «Не тыкай медведя»? ЗАДАВАЛИСЬ, откуда взялось это высказывание? Конечно, это означает, что вам не следует провоцировать кого-то, если он может доставить вам неприятности. Но зачем включать медведей в эту метафору? Их легко разозлить?
Вообще-то нет — медведи часто стесняются. Тем не менее, они будут защищаться, если почувствуют опасность. Вот почему так важно никогда не подкрадываться и не пугать этих животных.В конце концов, многие взрослые медведи намного крупнее и сильнее людей. Мы знаем, что не хотели бы оказаться на дурной стороне медведя!
Что будет, если вывести медведя из спячки? Эксперты говорят, что лучше не узнавать. Медведь, который чувствует угрозу, может быстро проснуться, чтобы защитить себя. Это потому, что температура тела медведей снижается лишь на несколько градусов, когда они впадают в спячку. Это помогает им быстрее насторожиться по сравнению с другими животными. Многие другие виды понижают температуру почти до нуля для перехода в спячку.
Хотя многие люди думают о гибернации как о глубоком сне, это не совсем так. Фактически, медведи в это время могут просыпаться и передвигаться по своим берлогам. Это особенно верно, если они чувствуют опасность. Известно, что медведи даже покидают свои берлоги, если получают повреждения.
Почему медведи впадают в спячку? Как и все живые существа, их тела сжигают энергию. Они получают больше энергии, поедая. В холодные зимние месяцы гораздо труднее найти еду. Спячка — это способ для медведей и других животных жить дольше без еды.
Во время спячки функции организма медведя замедляются. Они делают это для экономии энергии. У них падает температура тела. Их дыхание и пульс замедляются. Их организм также начинает медленнее сжигать калории. Эти изменения позволяют медведю дольше выжить за счет собственного жира.
Медведи расходуют большую часть жира во время спячки. Однако они сохраняют большую часть своей мышечной и костной массы. Это очень интересно ученым. Когда люди долгое время не используют свои мышцы, они теряют эти ткани.Это часто бывает у пациентов в коме. Некоторые эксперты изучают гибернацию медведей в надежде узнать, что позволяет медведям сохранять мышцы.
Исследователи также хотят узнать, как медведи контролируют температуру своего тела. Они думают, что это может помочь будущим пациентам с инсультом. Они говорят, что снижение температуры тела после инсульта может ограничить повреждение мозга.
Многие другие животные впадают в спячку, включая бурундуков, змей и пчел. Делают ли они это так же, как медведи? Не совсем. Как уже упоминалось, большинство животных в спячке понижают температуру тела намного сильнее, чем медведи.Многие животные также впадают в спячку в разное время года. Правильно, это не просто зимняя тренировка! Некоторые животные впадают в спячку летом.
Никогда не тыкайте медведя, особенно спящего. Также важно избегать других отдыхающих животных. Пробуждение этих тварей может быть для них очень плохим. Им нужно экономить энергию.
В конце концов, кому нравится, когда его грубо разбуживают? Большинство детей боятся звука будильника каждое утро. Животные нуждаются в отдыхе, как и вы! Если вы встретите спящее существо — большое или маленькое — держитесь на расстоянии.
Стандарты: NGSS.LS1.A, NGSS.LS1.C, NGSS.LS2.A, CCRA.L.3, CCRA.L.6, CCRA.R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.4, CCRA .R.10, CCRA.SL.1, CCRA.SL.2, CCRA.W.2, CCRA.W.7, CCRA.L.1, CCRA.L.2
Спячка работает для медведей. Может ли это сработать и для нас?
В жизни медведя три основных сезона: активный сезон, начинающийся в мае; период интенсивного питания в конце сентября и спячки с января до весны.
С физиологической точки зрения, период гибернации — самый странный и неотразимый для исследователей период. Когда медведь впадает в спячку, его метаболизм и частота сердечных сокращений значительно снижаются. Он не испражняется и не мочится. Количество азота в его крови резко возрастает, не повреждая почки или печень. Животное становится устойчивым к инсулину, но не страдает от колебаний уровня сахара в крови.
Человек, испытывающий эти состояния — каждый год в течение нескольких месяцев — может легко в конечном итоге заболеть диабетом, ожирением, потерей костной массы, атрофированными мышцами или еще хуже.Но каждую весну медведь выходит изрядно потрепанным, хоть и немного пошатнувшимся.
«Даже когда они очень толстые, это здоровое ожирение», — сказал Брайан Барнс, изучающий спячку черного медведя на Аляске. «Они не страдают от тех же патологий, что и люди».
Почему нет? В сентябре группа исследователей из Университета штата Вашингтон опубликовала исследование в области коммуникационной биологии, целью которого было лучше понять, что происходит в клетках зимующих медведей гризли.Университет является домом для W.S.U. Центр медведей, единственный исследовательский центр медведей гризли в Соединенных Штатах; в нем живут 11 медведей, которые были либо выращены в неволе, либо переселены в центр после того, как были идентифицированы как проблемные медведи в дикой природе.
Исследователи трижды в течение года брали пробы печени, жира и мышц шести содержащихся в неволе медведей гризли. В лаборатории группа исследователей проанализировала ДНК, чтобы понять изменения, происходящие в клетках в течение года.
«Эффект гибернации на каждой ткани различен, — сказала Джоанна Келли, биолог-эволюционист из Университета штата Вашингтон и одна из авторов статьи. «Спящий режим — это не так просто, как спящий режим и не спящий режим. В течение года происходят переходные процессы ».
Команда обнаружила, что жировые ткани медведей больше всего меняются во время спячки, тогда как мышечные ткани практически не меняются. Мышечные клетки оставались активными в течение периода гибернации, что может помочь объяснить, почему эти ткани не атрофируются.
Самым удивительным для Хейко Янсен, ведущего автора исследования, было то, что в медвежьем жире содержалось большое количество генов, которые меняют уровень своей экспрессии в течение года. «Их тысячи, — сказал он. Напротив, когда карликовые лемуры на Мадагаскаре впадают в спячку, только несколько сотен генов в их жировых тканях изменяют уровень своей экспрессии в зависимости от сезона.
«Гибернация — это не универсальное явление», — сказал д-р Янсен. «Различные гены используются разными видами.
В первые дни исследований гибернации исследователи искали физиологический триггер, нечто необычное и очевидное, что приводило в движение процесс — что-то, что, возможно, ученые могли бы изолировать и «ввести животному, не впадающему в спячку, и пусть они упадут и уснут », — сказал Чарльз Роббинс, директор WSU. Медвежий центр. «Теперь мы понимаем, что огромное количество генов меняется».
Другие животные тоже впадают в спячку, например горные карликовые опоссумы в Австралии, суслики с тринадцатью линиями на лугах Северной Америки и различные виды летучих мышей.Их деятельность уже давно интересует исследователей, которые хотят узнать, как состояние анабиоза может быть применено к здоровью человека.
Мэтт Эндрюс, молекулярный биолог из Университета Небраски-Линкольн, изучал биологию гибернирующих сусликов и позже помог разработать лечение геморрагического шока. В начале 2000-х годов, во время военных конфликтов в Афганистане и Ираке, доктор Эндрюс узнал, что жертвы взрыва на обочине дороги подвергаются высокому риску смерти от потери крови.В таких инцидентах можно выжить, если у пациента есть доступ к наложению жгута и переливанию крови, но в отдаленных районах пострадавшие не могли быстро обратиться за помощью.
Доктор Эндрюс заметил, что спящие белки используют мелатонин, мощный антиоксидант, для защиты клеток, когда кровоток увеличивается после нескольких месяцев бездействия. Его команда составила коктейль из мелатонина и кетонов, который можно вводить человеку, испытывающему геморрагический шок, чтобы уменьшить повреждение тканей при восстановлении кровоснабжения.На данный момент препарат прошел испытания на крысах и свиньях, и команда провела встречу с Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, чтобы спланировать будущие клинические испытания.
Физиология гибернации также может быть применима к трансплантации органов. Ожидающие ожидания почка или печень могут храниться в холодных растворах в течение 24 часов, но после этого их нельзя использовать; сердце или легкое жизнеспособны только в течение четырех-шести часов.
«Трансплантация должна быть очень хорошо спланирована, а банков органов не существует», — сказал д-р.- сказал Эндрюс. Лица, нуждающиеся в помощи, должны ждать пожертвования. Но если бы органы могли быть введены в состояние чего-то вроде гибернации с более низкой скоростью метаболизма, это могло бы позволить существовать банкам донорства органов.
Гибернация также может пригодиться во время внеземных путешествий. С современными двигательными установками путешествие на Марс туда и обратно занимает около двух с половиной лет, а также много еды, воздуха, воды и медикаментов для астронавтов. Индуцированное оцепенение может быть именно тем, что нужно людям, чтобы навсегда избавиться от нашей привязанности к Земле.
«Мы очень далеки от этого», — сказал доктор Янсен. «Но мы знаем, что можем управлять энергетическими профилями клетки в клеточных культурах».
Спящий режим еще может быть чем-то, с чем люди учатся справляться, полностью или частично. Между тем исследователи дикой природы стремятся подчеркнуть, насколько важна спячка для выживания животных, которые уже могут это сделать. «Нам всем лучше иметь этих животных в дикой природе», — сказал д-р Янсен.
sierrawild.gov
Как и люди, медведи всеядны, они едят как растения, так и животных.Большая часть рациона сиеррских черных медведей — это растительность. Луговые растения, травы и нежные травы являются наиболее важными источниками пищи до созревания ягод, семян и орехов в конце лета. Осенью желуди имеют решающее значение для отчаянных усилий медведей набрать вес, необходимый для того, чтобы пережить зиму, и иногда можно увидеть медведей, сбивающих желуди с дубов. Если зима теплая и урожай желудей обильный, некоторые медведи могут оставаться активными в течение зимних месяцев, спускаясь из хвойного леса к дубам внизу.
Насекомые — важнейшая животная пища медведя. Медведи в Сьерре регулярно выкапывают гнезда в желтых куртках и разрывают бревна для муравьев-плотников. Черные медведи едят относительно мало мяса (в отличие от гризли), иногда убивая оленей или поедая падаль, оставленную другими хищниками.
Черные медведи в Сьерра-Неваде обычно живут в логове с середины декабря по март или в начале апреля, используя естественные пещеры на осыпных склонах, снежные пещеры и дуплистые деревья или бревна для создания зимнего логова. Этот период короче, чем в регионах с более суровой зимой.Медведи, которые могут найти достаточно еды, совсем не логовятся, оставаясь активными всю зиму, в то время как другие впадают в спячку на время и покидают логово в различных местах на протяжении всей зимы.
Спячка медведей отличается от других «настоящих спящих», таких как летучие мыши, сурки, белки и грызуны. Этим животным требуется несколько недель, чтобы достичь состояния покоя, во время которого скорость их обмена веществ и температура тела упадут на много градусов ниже нормы. Во время гибернации черного медведя скорость его метаболизма замедляется, и его температура может упасть, но предохранительный механизм не позволяет ему упасть слишком низко.Находясь в спячке, медведи не едят, не пьют, не мочатся и не испражняются. Они будут менять положение, находясь в логове, они могут просыпаться и двигаться, и они могут быть возбуждены. Черные медведи, уникальные среди млекопитающих, способны перерабатывать кальций обратно в свои кости во время спячки, избегая эрозии костей (остеопороза), которая обычно сопровождает длительные периоды бездействия. У черных медведей во время спячки также могут быть выпячены подушечки лап.
протеомных и транскриптомных изменений у медведей гризли, находящихся в спячке, выявляют метаболические и сигнальные пути, защищающие от мышечной атрофии
Образцы медведей гризли
Для этого исследования мы использовали четырех медведей, размещенных в Центре образования и охраны медведей Вашингтонского государственного университета.Среди медведей было 2 детеныша, младший и взрослый. За всеми животными ухаживали в соответствии со Стандартными рабочими процедурами по уходу за медведями и здоровьем колоний, утвержденными Комитетом по уходу и использованию животных штата Вашингтон (IACUC) в соответствии с руководящими принципами Национального института здравоохранения США. Кормление прекратилось в первую неделю ноября, ознаменовав начало спячки, и возобновилось во вторую неделю марта, ознаменовав окончание спячки. Во время спячки медведи были спарены и размещены в неотапливаемых берлогах (3 × 3 × 2.5 м 3 ) с подстилкой из соломы и водой. Им был предоставлен постоянный доступ на открытую площадку (3 × 5 × 5 м 3 ) через небольшую дверь, которая обеспечивала ежедневное воздействие температурных и световых колебаний. Камера наблюдения (Silent Witness) показала, что медведи отдыхали 98% времени во время спячки. Внутримышечная доставка тилетамина HCl / золазепама HCl (5 мг / кг в активном состоянии и 2 мг / кг в состоянии гибернации) была использована для обезболивания животных. Фиксированная плоскость анестезии при биопсии мышц поддерживалась эндотрахеальным введением изофлурана в 100% кислороде.Животные считались подвергнутыми адекватной анестезии на основании их невосприимчивости к инструментам, отсутствия пальпебрального рефлекса и отсутствия тонуса челюстей. Примерно 1 × 1 × 2 см. 3 биопсии были получены из разреза размером ~ 4 см над икроножной мышцей после того, как поверхность ноги была выбрита, подготовлена и сохранена стерильной. Биопсии немедленно замораживали, а затем хранили при -80 ° C.
Поражение седалищного нерва у мышей
Все эксперименты с участием мышей проводились в соответствии с правительственными и институциональными рекомендациями по использованию животных в исследованиях и были одобрены местными властями Германии (LaGeSo Berlin, Германия).Денервацию проводили, как описано ранее 43 . Вкратце, взрослых мышей-самцов (12 недель) анестезировали изофлураном. Обнажили седалищный нерв левой ноги и удалили кусок 2 мм. Правая нога оставалась иннервируемой и использовалась в качестве контроля. Мышей умерщвляли, затем готовили икроножную мышцу и быстро замораживали в жидком азоте через 14 дней после денервации. Последующий анализ не был слепым.
Экстракция белка
Образцы тканей замораживали в жидком азоте и разрушали с помощью шаровой мельницы, как описано ранее. 44 с небольшими изменениями.Вкратце, порошок, полученный в результате обработки в шаровой мельнице, растворяли в соответствующем объеме буфера для образца (8 М мочевина; 2 М тиомочевина) и обрабатывали ультразвуком три раза в течение трех секунд на льду (Sonoplus HD 2200). После удаления нерастворимых клеточных остатков центрифугированием (15 300 об / мин; 1 час; 4 ° C) супернатант, содержащий растворимые цитозольные белки, переносили и использовали для дальнейшего анализа. Концентрации белка определяли методом Брэдфорда (Biorad).
Подготовка образца пептида
Для каждого образца мы триптически расщепили два технических повтора по 4 мкг каждый.Каждый повтор был разбавлен 20 мМ бикарбонатом аммония таким образом, чтобы конечная концентрация мочевины была <1 М. Затем образцы восстанавливали в 2,4 мМ DTT при 60 ° C в течение 1 часа, затем алкилировали в 10 мМ йодацетамида при 37 ° C в течение 30 минут. . Образцы расщепляли трипсином (1:50) при 37 ° C в течение ночи. Для прекращения расщепления добавляли 1% уксусную кислоту, после чего пептиды обессоливали на колонке с обращенной фазой C-18 (ZipTip µ-C18, Millipore).
Масс-спектрометрия FTICR-анализ
Полученные смеси пептидов разделяли с использованием обращенно-фазовой колонки nanoAcquity UPLC (BEh230, C18, 100 мкм – 100 мм) в системе nanoAcquity UPLC (оба Waters, Waters Corporation), как описано ранее 44 .Данные МС получали с использованием масс-спектрометра LTQ-FT (Thermo Electron). Для каждого образца были измерены две технические копии.
Количественный анализ и идентификация белков
Необработанные данные измерения LC-ESI-MS / MS были импортированы в программное обеспечение Rosetta Elucidator версии 3.3 (Ceiba Solutions) и обработаны, как описано ранее 45 с небольшими изменениями. Вкратце, использовался следующий рабочий процесс: (i) обнаружение признаков; (ii) выравнивание функций по всем запускам MS; (iii) идентификация функции через поиск по базе данных SEQUEST (через Sorcerer build 4.04, Sage-N Research Inc.) против базы данных прямого и обратного направления, содержащей записи о людях, полученные от Uniprot; (iv) аннотация признаков, основанная на показателе белка-оператора (> 0,95), (v) медианная нормализация с использованием аннотированных признаков, (vi) фильтрация для уникальных пептидов. Полученные интенсивности признаков были усреднены для каждого образца, суммированы с интенсивностями пептидов и белков. Эти шаги были выполнены в виде визуального сценария в программном обеспечении Elucidator. Полученные значения интенсивности белка были экспортированы в Excel для дальнейшего анализа.Дифференциальную экспрессию белка определяли на основании результатов двухфакторного дисперсионного анализа с учетом возраста и состояния активности в качестве факторов. Белки, в значительной степени регулируемые на основе активности, использовали для всех дальнейших анализов ( p — значение <0,05; Таблица S1).
Подготовка РНК для RNA-seq
Мы выделили тотальную РНК из мышц медведя гризли, используя стандартный протокол Invitrogen для TRIzol. В конце РНК осаждали в 70% этаноле. Затем мРНК очищали Poly (A) — на Dynabeads (Invitrogen) в течение двух циклов в соответствии с инструкциями производителя.Качество образцов оценивали с помощью Bioanalyzer (Agilent Technologies).
Конструирование и нормализация библиотеки полноразмерных обогащенных кДНК
Построение нормализованных библиотек полноразмерных обогащенных кДНК для секвенирования 454 требует трех этапов: (1) синтез двухцепочечной кДНК с использованием модифицированного метода RACE, (2) последующее удаление поли (A): T-хвостов с использованием рестрикционного фермента GsuI, чувствительного к метилированию, с последующим лигированием нового адаптера ДНК и (3) нормализацией полученной библиотеки кДНК с использованием дуплекс-специфической нуклеазы (DSN).Метод нормализации DSN основан на денатурации-реассоциации двухцепочечной (ds) кДНК, связанной с деградацией фракции ds кДНК, образованной обильными транскриптами 46,47 , и требует наличия адапторных последовательностей на каждом конце кДНК для первичной амплификации ПЦР.
454 FLX титановое секвенирование
библиотеки кДНК нормализовали, а затем количественно оценивали с использованием набора Quant-iT dsDNA HS Assay Kit (Invitrogen). 5 мкг нормализованных библиотек использовали для подготовки библиотеки секвенирования с использованием набора для подготовки общих библиотек 454 GS FLX Titanium General Library Preparation Kit в соответствии с инструкциями производителя.Затем библиотеку секвенировали в течение 200 циклов на секвенаторе 454 GS FLX в соответствии с инструкциями производителя.
Одностороннее секвенирование кДНК с использованием Illumina GAIIX
Библиотеки одностороннего секвенирования были сконструированы с использованием 5 мкг полноразмерной кДНК в соответствии с инструкциями к набору для подготовки одинарных образцов геномной ДНК Illumina. 10 нМ библиотечного материала с лигированным адаптером гибридизовали с поверхностью проточных кювет, после чего с помощью кластерной станции Illumina были созданы кластеры ДНК с последующими 120 циклами секвенирования на GAIIX в соответствии с рекомендациями производителя.
РНК-Seq с парным концом с использованием Illumina GAIIX
300 нг поли (А) РНК фрагментировали в общем объеме 20 мл с использованием 5-кратного буфера для фрагментации (150 мМ MgOA, 500 мМ KOAc, 200 мМ трис-ацетат, pH 8,1) в течение 3,5 мин при 94 ° C. Затем фрагментированную РНК осаждали, затем превращали в кДНК первой цепи с использованием Superscript II (Invitrogen), затем кДНК второй цепи с использованием РНКазы H (Invitrogen) и E. coli DNA PolI (Invitrogen). Библиотеки секвенирования с парными концами получали с использованием набора Illumina’s Genomic DNA Paired End Sample Prep kit в соответствии с инструкциями производителя.Библиотеки разбавляли до 10 нМ, присоединенную к адаптеру ДНК гибридизовали с поверхностью проточных клеток, кластеры ДНК генерировали с использованием кластерной станции Illumina / Illumina и выполняли 2 × 76 циклов секвенирования на GAIIX в соответствии с инструкциями производителя.
De novo сборка транскриптома454 чтения были собраны с использованием Newbler 2.3 (Roche) с параметрами по умолчанию. Сборка Illumina, состоящая из парных концов Illumina, была получена с использованием программного обеспечения SOAPdenovo 48 (http: // soap.genomics.org.cn) с параметрами по умолчанию. Контиги длиной более 100 пар оснований в сборке Illumina были объединены вместе с 454 считываниями для окончательной сборки с использованием Newbler с параметрами по умолчанию.
Аннотации транскриптомов
Из 43599 транскриптов 22641 были сопоставлены с базой данных белков человека (Ensembl версия 66) с использованием BLAST с e -значение ≤ 1E-10, что соответствует 9768 белкам человека.
Дифференциальная экспрессия транскриптов
Односторонние чтения Illumina были сопоставлены с транскриптами с использованием SOAP2, что позволило оценить экспрессию каждого транскрипта максимум для 2 несовпадений.Выравнивали транскрипты, соответствующие 4783 генам. NOISeq 49 использовался для оценки вероятности дифференциального выражения (вероятность> 0,8; таблица S2).
Микроматрицы Illumina
мРНК экстрагировали путем гомогенизации ткани в TRIzol (Invitrogen) с последующей экстракцией хлороформом и осаждением этанолом. Затем РНК очищали на колонках RNeasy (Qiagen), затем хранили при -80 ° C. Рибосомную РНК удаляли с использованием набора Invitrogen’s RiboMinus. Затем приблизительно 100 нг общей РНК использовали для создания биотинированной кРНК с использованием набора для амплификации РНК TotalPrep-96 компании Illumina (Life technologies) в соответствии с инструкциями производителя.Профилирование экспрессии выполняли на чипе Illumina MouseRef-8 v2.0 Expression Bead. Модуль экспрессии генов V1.9.0 Genome Studio V2011.1 использовался для квантильной нормализации чипов. Впоследствии для анализа использовались данные профиля генов, причем только гены были значительно выше фона ( p <0,05). Дифференциальную экспрессию рассматривали при p <0,05.
Существующие ранее транскриптомные наборы данных
Чтобы расширить репертуар сравниваемых моделей мышечной атрофии, мы выбрали наборы данных GEO: GSE674 28 (старение, HS), GSE8872 50 (перелом голеностопного сустава, HS), GSE21496 51 (Разгрузка, HS), GSE25908 52 (Отливка, MM) и GSE24504 53 (Пост, MM).В наборе данных GSE24504 отсутствовали соответствующие файлы CEL, поэтому для обеспечения единообразия анализа для наборов данных все они были проанализированы с помощью GEO2R. Подвыборки, которые мы сравнивали в GSE674, состояли из молодых женщин в возрасте 20–29 лет и других женщин в возрасте 65–71 лет. Дифференциальную экспрессию считали при p <0,01. В GSE8872 отлитые ноги пациентов с переломом лодыжки сравнивались с контрлатеральными ногами в качестве контроля, и дифференциальная экспрессия считалась значимой при p <0.01. В случае GSE25908 мы сравнили правые ноги, отлитые в течение 14 дней, с левыми ногами той же мыши. Дифференциальную экспрессию рассматривали, если значение p с поправкой на BH было <0,05. Что касается GSE24504, образцы после 72 часов голодания сравнивали с контролями, и дифференциальная экспрессия считалась значимой, если скорректированное значение p было <0,05.
Мета-анализ дифференциальной экспрессии генов, ассоциированных с атрофией
Чтобы идентифицировать гены, которые важны для ответа на атрофию в различных вызывающих атрофию условиях и у разных видов, мы сравнили изменения в экспрессии генов по семи наборам данных.Поскольку данные были получены на разных платформах, сравнивать FC не имеет особого смысла. Мы решили дискретизировать значения FC до -1, если ген был менее экспрессирован в условиях, вызывающих атрофию; 1, если ген был сверхэкспрессирован, и 0, если не было значительных изменений. Мы учитывали только те гены, которые присутствовали на чипах, а также были секвенированы. Гены были разделены на три группы: группа 1 состоит из тех, которые регулируются только во время гибернации; Группа 2 — это те, которые регулируются во время гибернации, и, по крайней мере, половина других условий, а Группа 3 — те, которые не регулируются во время гибернации, но регулируются, по крайней мере, в половине других условий.
Функциональный вывод на основе ассоциации
Коэкспрессированные гены были определены с использованием программного обеспечения GeneFriends 54 , которое запрашивает обширный набор наборов данных RNAseq для генов, которые часто экспрессируются (увеличиваются или уменьшаются) вместе с входным списком генов. Гены, увеличивающиеся или уменьшающиеся во время гибернации (группа 3), использовались в качестве входных списков генов для алгоритма. Полученный список коэкспрессируемых генов был отфильтрован для значения p ≤ 0,01, затем были рассмотрены и использованы для последующего анализа обогащения только гены, которые были связаны с ≥5 генами во входных списках.
Анализ обогащения пути KEGG
Все анализы были выполнены с использованием плагина CLUEGO в Cytoscape 55,56,57 . Порог каппа-оценки всегда был установлен на 0,3, минимальный% генов — на 0, а минимальное количество генов — на 2. Значения P были скорректированы по Бенджамини-Хохбергу для множественного тестирования и обозначены ( p -adj.).
Метаболическое моделирование
Модели для конкретных условий были построены на основе Recon2 в качестве эталонной модели, поскольку мало что известно о метаболизме медведя гризли и о том, как он отклоняется от метаболизма у других млекопитающих, в то время как Recon2 является наиболее исчерпывающей реконструкцией системы млекопитающих в то время анализа 27 .Также большинство белков было идентифицировано на основе их гомологии с человеческими аналогами, что затрудняет идентификацию любых метаболических ферментов, специфичных для медведей, даже если они существуют. Алгоритм GIMME 58 в функции createTissueSpecificModel в наборе инструментов COBRA 59 использовался с реакцией биомассы в качестве целевой функции. Данные по экспрессии представлены как 0/1 на основании относительных изменений уровней экспрессии между двумя сравниваемыми условиями. Если количество видов белка / мРНК увеличивалось в одном состоянии по сравнению с другим, ему присваивалось значение 1 для этого состояния и 0 для другого, в то время как значение 1 присваивалось для всех видов, экспрессированных, но неизменных между условиями.
При создании моделей гибернации и активности, зависимых от U. arctos , данные экспрессии были предоставлены на основе изменений уровней белка, тогда как в случае моделей старения H. sapiens использовались уровни мРНК мышц .
Все вычисления выполнялись локально на 64-битной машине, а оптимизация выполнялась с помощью решателя CPLEX (версия 7, Tomlab) в MATLAB.
Анализ метаболитов
Образцы мышц хранили в жидком азоте.Приготовили порошок и смесь метанол-хлороформ-вода (MCW) (5: 2: 1 / об: об: об) (метанол, пригодный для ЖХ-МС, Chloroform Reagent Plus 99,8% Sigma-Aldrich) с коричной кислотой. в качестве внутреннего стандарта (Sigma-Aldrich) был добавлен. Образцы встряхивали при 750 об / мин и 4 ° C в течение 60 мин. После добавления воды (половина объема) образцы центрифугировали в течение 10 мин при 5000 g, чтобы разделить полярный (вверху), липидный (внизу) и интерфейсный (остатки ткани) слои. Полярную фазу сушили под вакуумом в течение 12 ч. Анализ метаболитов выполняли на газовой хроматографии в сочетании с времяпролетным масс-спектрометром (Pegasus III-TOF-MS-System, LECO Corp., Сент-Джозеф, штат Мичиган, США), дополненный автоматическим пробоотборником (MultiPurpose Sampler 2 XL, Gerstel, Mülheim an der Ruhr, Германия), как описано в 60 . Анализ данных выполнялся с использованием ChromaTOF версии 4.42 (LECO). База данных метаболома Голма (GMD) использовалась для идентификации веществ в отношении сходства спектров и индекса удерживания. Матрицы данных для относительной количественной оценки были извлечены из масс-спектров с использованием программного обеспечения MetMax 61 . Данные были нормализованы по коричной кислоте для дальнейшего анализа.
Распределение незаменимых аминокислот (NEAA) в регулируемых белках
Поскольку идентификация пептидов в U. arctos была основана на гомологии последовательностей с последовательностями в H. sapiens , мы предположили, что аминокислотный состав белков, регулируемых во время гибернации, соответствует быть таковыми из их человеческих собратьев. Процент NEAA рассчитывается как функция общего количества аминокислот на белок.
Поколение конструкции короткой шпилечной РНК (shRNA)
ДизайнshRNA-олиго был основан на записях консорциума RNAi 62 с наивысшей скорректированной оценкой для интересующего нас гена, что указывает на высокую эффективность нокдауна с минимальными побочными эффектами.Конструкции TRCN0000361693 и TRCN0000313900 были отобраны для кшРНК Pdk4 и Serpinf1 соответственно. 5′-фосфоолигонуклеотиды были упорядочены с той же последовательностью, за исключением того, что сайты рестрикции BglII (GATC) и XhoI (TCGA) были присоединены к 5′-концу прямой (fwd) и обратной (rev) цепей, соответственно (MWG; Pdk4-ВПЕРЕД: 5 ‘р- gatcagacgctatcatctacttaaactcgagtttaagtagatgatagcgtcttttttg-3’, Pdk4-Rev: 5 ‘р- tcgacaaaaaagacgctatcatctacttaaactcgagtttaagtagatgatagcgtct -3’, Serpinf1-ВПЕРЕД: 5 ‘р- gatctcaccttcccgctagactatcctcgaggatagtctagcgggaaggtgatttttg-3’, Serpinf1-Rev: 5 ‘р- tcgacaaaaatcaccttcccgctagactatcctcgaggatagtctagcgggaaggtga-3 ′).5 мкл олигонуклеотидов fwd и rev (20 мкМ) отжигали вместе в буфере NEB 2, помещенном в химический стакан с кипящей водой, и оставляли охлаждаться в течение ночи. Затем 2 мкл отожженных олигонуклеотидов лигировали в 20 нг pSUPER Retro Stuffer (OligoEngine; расщепленные XhoI и BglII). Полученные конструкции называют pshRNA-SRS.
Нокдаун и фенотипирование C. elegans (измерения размера и подвижности)
Линию WT C. elegans (N2) поддерживали при 20 ° C на чашках NGM, засеянных бактериями OP50 E. coli , в соответствии со стандартными методами. E. coli. Питающие штаммы РНКи для всех тестируемых генов были получены из библиотеки РНКи Ahringer 63 . Бактериальные культуры E. coli HT115, содержащие пустой вектор (EV) L4440, использовали в качестве контроля. Популяции червей синхронизировали путем отбеливания с использованием стандартных протоколов, и синхронизированные личинки L1 помещали на чашки с РНКи и выращивали до начала яйцекладки (примерно через 3 дня). Видео было снято с помощью светового микроскопа, окуляра DinoEye и VirtualDub 1.10.4 со следующими параметрами: 640 × 480 пикселей, 16 секунд, 30 кадров в секунду. Видео импортировались в программное обеспечение ImageJ, обрезая первую секунду каждого видео, чтобы избежать мерцания первых нескольких кадров. Впоследствии видео анализировали с помощью плагина ImageJ wrMTrck 64 , выбирая соответствующие настройки для измерения червей с их соответствующими треками и исключения артефактов (см. Ниже). Окончательный список измеренных событий был отфильтрован следующим образом, чтобы включить только события с: время ≥7.5, stdPerim ≤0,4 и изгибы ≤20. Временной порог гарантировал, что ни один червь не измерялся дважды (если червь пересек другой во время 15-секундного видео, измерения для этого червя были прерваны, что привело к двум событиям одного и того же червя, например, с 9 и 4 секундами). Порог stdPerim отсортировал червей с высоким стандартным отклонением их среднего периметра в течение анализируемого стека изображений (обычно это были черви, которые проползали в поле зрения камеры или выходили из него, что приводило к слишком маленькому периметру) .Наконец, порог изгибов был использован для удаления оставшихся артефактов (например, частиц грязи). Используя этот подход и проанализировав 397 фильмов, мы извлекли следующие данные для каждого клона RNAi и контроля EV: количество червей (n), средний периметр (в мм) и средняя скорость (вычисленная делением пройденного расстояния на время в мм / сек). .
Настройки для пакета wrMTrck были следующими:
fileTypeNr = 1; imageType = 0; backSub = 4; threshMode = 6; fixedThresh = 0; скелетировать = 0; movieDuration = 0; fps = 30; pixPrMm = 84.4; minSize = 300; maxSize = 1200; maxVelocity = 50; maxAreaChange = 70; minTrackLength = 20; bendThreshold = 4; bendDetect = 1; rawData = 0; Кроме того, пакетный файл был отредактирован, чтобы включить следующие функции после создания стеков двоичных изображений: расширение, заполнение отверстий. Для червей, которые были намного меньше по размеру (nhr-23, cyc-1 и fat-6), использовались альтернативные значения размера: minSize = 80; maxSize = 700.
Тканевая культура
Клетки поддерживали в среде Игла, модифицированной Дульбекко (Gibco) с добавлением 10% FCS (Invitrogen) и 0.1% Pen / Strep (Invitrogen; FGM). Клетки C2C12 были дифференцированы путем переключения на 2% HS (Sigma, Lot # I2J013; DM) при примерно 80% конфлюэнтности. DM меняли каждые 2 дня, и клетки поддерживали до 8 дней до хорошей дифференцировки перед дальнейшим лечением. Атрофию индуцировали 0,1 мМ дексаметазоном в ДМСО (Sigma) в течение 2 дней. MEM-NE-AA (Gibco) добавляли в 10-кратную концентрацию к обычной DMEM.
Для упаковки вирусов клетки Phoenix выращивали до 80% слияния в 10-миллилитровых чашках, затем переводили на свежий FGM перед тем, как они были трансфицированы CaCl 2 -трансфицированными pshRNA-SRS или pBabe-h3B-eGFP (Addgene, плазмида 26790) в качестве контроль (30 мкг ДНК, 250 мкМ CaCl 2 , 550 мкМ хлорохина, 2xHEPES-забуференный физиологический раствор).Экспрессионные векторы shRNA Pdk4 и Serpinf1 были созданы с использованием pSUPER Retro (OligoEngine) в качестве основы и вставок, полученных из конструкций TRCN0000361693 и TRCN0000313900 из консорциума RNAi 62 . Через 24 часа после трансфекции среду заменяли на 6 мл FGM, который собирали через 48 часов, стерильно фильтровали и переносили на планшет с 50% конфлюэнтными клетками C2C12. Те же самые клетки Phoenix затем хранили в 4 мл FGM, которые собирали и добавляли к клеткам C2C12 через 6 часов. Через 24 часа та же процедура была повторена с теми же клетками, так что всего было достигнуто 4 заражения.Стабильные поликлональные культуры, экспрессирующие shРНК, получали селекцией в пуромицине (1,2 мкг / мл; Sigma) в течение по меньшей мере 1 недели.
Количественное определение размера клеток
Размер клеток миобластов C2C12 определяли количественно с использованием анализатора подсчета и размера частиц Z2 Coulter (Beckman Coulter). За 18 часов до подсчета клетки подсчитывали и высевали при равной плотности для контрольных клеток и клеток, нокдаун-Pdk4 / Serpinf1. Данные были получены с использованием прилагаемого программного обеспечения Z2 и подлежали дальнейшему анализу с использованием специального сценария в R.
Количественная оценка миотрубки была адаптирована из метода, описанного ранее 21 . Короче говоря, по крайней мере 20 случайных изображений в светлом поле были сделаны с 20-кратным увеличением, а затем импортированы и проанализированы в ImageJ путем измерения толщины самой широкой области мышечных трубок схожей морфологии. В каждой группе для количественного анализа использовали 20 ± 5 клеток.
qRT-PCR
Клетки промывали один раз в PBS, лизировали в буфере RLT (Qiagen) и либо мгновенно замораживали и хранили при -80 ° C, либо немедленно обрабатывали.Экстракцию РНК проводили с использованием набора RNeasy Mini (Qiagen) с расщеплением ДНКазой в соответствии с протоколом поставщика. 1 мкг РНК подвергали обратной транскрипции в кДНК с использованием обратной транскриптазы High Capacity (Applied Biosystems). 10 нг кДНК на лунку использовали вместе с мастер-миксом экспрессии генов TaqMan (Applied Biosystems) и следующими зондами TaqMan (Applied Biosystems) с β-актином в качестве эндогенного контроля: Pdk4, Mm01166879_m1; Серпинф1, Мм00441270_м1; MAFbx, Mm01207878_m1; β-актин, 4352341E. Эксперименты проводили с использованием 3 биологических повторов, пипетированных в трех повторах.Значения, соответствующие техническим повторениям, были усреднены, а затем средние значения биологических повторений были использованы для статистического тестирования.
Вестерн-блоттинг
Образцы готовили аналогично описанному ранее 65 с небольшими изменениями. Короче говоря, клетки промывали один раз в PBS, лизировали в RIPA, обрабатывали бензоназой (Sigma) и вращали при 4 ° C, после чего их хранили при -20 ° C. Оценка концентрации белка проводилась с использованием набора для оценки BCA (Pierce).Равные концентрации белка получали в 4x буфере Ламмели и кипятили в течение 10 мин перед нанесением на гель SDS-PAGE. Затем разделенные белки переносили на нитроцеллюлозную мембрану (Amersham), блокировали в 5% BSA / PBS, а затем инкубировали в течение ночи с одним из следующих антител, промывали TBS-T и затем в течение 2 часов вводили соответствующие вторичные Ab. γ-тубулин использовался последним в качестве контроля нагрузки: анти-Pdk4 (1: 1000, Abcam, ab38242), анти-Serpinf1 (1: 2000, Sigma-Aldrich, AV20020-50UG), анти-γ-тубулин (1: 1000). , Sigma-Aldrich, T6557), ECL против кроличьих IgG-HRP (1: 5000, GE Healthcare), ECL против овечьих IgG-HRP (1: 5000, GE Healthcare).Блоты проявляли с субстратом ECL (Pierce), и сигнал детектировали с помощью системы обнаружения хемилюминесценции Fusion-FX7 (PeQlab). Оригиналы представлены на дополнительном рис. S4. В каждом эксперименте участвовали три биологических экземпляра, которые впоследствии использовались для статистического тестирования.
Статистический анализ
Все статистические тесты были выполнены в R, включая пакетный двусторонний дисперсионный анализ, t-критерий Стьюдента и тестирование с множественной коррекцией. Данные визуализировались в Excel (Microsoft) или GraphPad Prims 5.* Указывает 0,01 < p -значение <0,05, ** 0,01 < p -значение <0,001, *** p -значение <0,001.
Регистрационный номер
Данные чипа Illumina, сгенерированные в ходе этого исследования, хранятся в базе данных GEO под номером доступа GSE62812, а данные RNA Seq — под GSE63864.
Спячка черного медведя: переносит холод зимы
Всю весну и лето черные медведи (Ursus americanus) ели все, что могли найти, до 20 000 калорий в день в виде растений и трав, ягод и т. Д. желуди, насекомые, мед и даже птичий корм и мусор.
Когда погода похолодеет и запасы еды, наконец, иссякнут, они отступят в свои зимние берлоги. Самцы ложатся спать примерно в середине декабря и появляются в середине марта; самки, которые рожают зимой и остаются со своими детенышами в течение двух лет, остаются в берлогах дольше, с конца ноября до середины апреля.
Саймон Пьер Барретт / CC-BY-SA-3.0
Есть некоторые споры о том, действительно ли медведи впадают в спячку; некоторые ученые предпочитают называть свой зимний сон «летаргией» или «оцепенением».Тела так называемых «настоящих» или «глубоких» спящих людей, таких как грызуны или летучие мыши, опускаются до температуры, близкой к температуре окружающей среды, и их скорость метаболизма резко падает почти до нуля в течение нескольких часов. Некоторые виды, например бурундук, периодически просыпаются, чтобы поесть и выбросить отходы; другие, как летучая мышь, выдерживают всю зиму без всякого пропитания. Для сравнения, медведь спит очень слабо. Температура его тела немного падает, а метаболизм замедляется, но он просыпается, если его потревожат или если погода станет необычно теплой.Этот легкий сон, вероятно, является механизмом выживания, так как берлоги могут находиться в удивительно незащищенных местах: в царапинах на склонах холмов, в расщелинах скал или дуплах деревьев, под кустами или поваленными деревьями или даже на открытых участках лесной подстилки. Спящие медведи, кажется, способны ощущать присутствие злоумышленников и могут очень быстро просыпаться, чтобы защитить себя: исследователи в середине зимы, позаботьтесь о них.
В отличие от многих «настоящих» спящих, медведь месяцами ничего не ест и не пьет, не мочится и не испражняется.Если бы мы поступили так, даже если бы мы могли выжить без еды, наши мышцы атрофировались бы, а наши кости стали бы пористыми и хрупкими (остеопорозными). Примечательно, что хотя медведь может потерять от пятнадцати до тридцати процентов своей массы за долгую зиму, на самом деле у него может быть больше мышечной массы в конце зимы, чем в начале, и его кости сохранят все их сила. Организм медведя может использовать азот мочевины, побочного продукта метаболизма жиров, для синтеза белков, которые затем используются для поддержания массы мышц и органов.Кроме того, всю зиму он перерабатывает собственную воду, что позволяет избежать обезвоживания и почечной недостаточности. Когда медведь метаболизирует жир во время спячки, уровень холестерина в его крови удваивается, но, похоже, он не испытывает таких негативных последствий, как у человека, от заоблачных уровней холестерина в крови (атеросклероз, камни в желчном пузыре). Возможно, единственным недостатком этой совершенно автономной системы является тот факт, что кишечник медведя продолжает производить фекалии всю зиму, и весной ему приходится искать растения со слабительным действием.
Спариваются в течение лета, но оплодотворенный эмбрион не имплантируется в матку самки до тех пор, пока она не определится, и то только в том случае, если у нее достаточно жировых запасов. Через шесть-восемь недель, в середине зимы, она рожает от одного до трех детенышей. Ни одно другое северное животное не рожает в такое враждебное время года, и у немногих видов млекопитающих детеныши настолько крошечные по сравнению со взрослыми особями — отсюда старое поверье, что медвежата рождаются мертвыми и должны принимать форму и жить с помощью их матери.Мать время от времени дремлет до конца зимы, пока ее детеныши кормятся, толстеют и ждут весны.
Эта статья Жаклин Штумиллер впервые появилась в зимнем выпуске нашего ежеквартального печатного информационного бюллетеня
The Land Steward.Спячка и детеныши | Медведь Смарт Дуранго
ГИБЕРНАЦИЯЧерные медведи впадают в спячку в конце октября — начале ноября. Самки с детенышами, как правило, первыми попадают в норы, а взрослые самцы — последними.Они входят в берлогу не потому, что там холодно или идет снег, а как приспособление к сокращению запасов пищи. Изобилие пищи может привести к более поздней дате гибернации, но плохой пищевой год не приведет к ранней дате гибернации.
Медведи впадают в спячку в выкопанных берлогах, под деревьями, в каменных пещерах или в выдолбленных деревьях и часто сгребают листья, ветки и другой растительный материал в берлогах в качестве подстилки.
Во время спячки температура тела медведя падает примерно на пять градусов, частота сердечных сокращений падает с 40 до 70 ударов в минуту до 8–12 ударов в минуту, а метаболизм снижается вдвое.Невероятно, но они не едят, не пьют, не мочатся и не испражняются в течение пяти-шести месяцев, проведенных в спячке. Их легко разбудить в берлогах, они будут время от времени передвигаться или даже ненадолго выходить на улицу.
Медведи, находящиеся в спячке, обладают способностью повторно использовать побочные продукты белка и жить за счет накопленных запасов жира. Даже в этом случае самцы медведей могут терять от 15% до 30% своей массы тела во время спячки, в то время как кормящие самки могут терять до 40%. Несмотря на то, что осенью ежедневно добавляют от трех до четырех фунтов жира, медведи не страдают сердечными заболеваниями.Во время гибернации они избегают потери костной массы, возвращая кальций обратно в свои кости, они теряют жир, но не мышечную массу, и почему-то их мышцы не атрофируются.
Черные медведи выходят из берлоги в середине марта, причем самцы появляются раньше самок примерно на две недели. Самки с детенышами обычно последними покидают берлогу. Погода или высота логовов, похоже, не влияет на сроки вылета из года в год.
КУБЫ
Медвежата черного медведя рождаются в берлоге в конце января и весят от 8 до 12 унций.В среднем рождается два детеныша, хотя трое — не редкость. Новорожденные детеныши едва ли размером с белок, от 1/300 до 1/500 размера их матери. Они рождаются слепыми, беззубыми и покрыты очень тонкими волосами. Детеныши не впадают в спячку, вместо этого они питаются молоком матери, содержащим 33 процента жира. Посмотрите на YouTube видео о плачущем медвежонке.
Детеныши быстро растут. При выходе из берлоги они будут весить от 10 до 15 фунтов и размером примерно с волейбольный мяч.Только половина всех детенышей выживает в течение первых шести месяцев, и каждый третий умирает до своего первого дня рождения. В годы хорошей еды детеныши вырастут до 45 фунтов за первое лето и могут весить 300 фунтов всего два года спустя.
Детеныши остаются со своей матерью первые полтора года (они возвращаются в берлогу со своей матерью, братьями и сестрами осенью первого года жизни) и учатся защищаться, находить пищу и лазать по деревьям. Многое из того, что знает взрослый медведь, он узнал от своей матери в это время становления.Ко второй весне они будут самостоятельными и к началу лета разойдутся с матерью.
Черные медведи размножаются медленно. Самцы способны к размножению, когда им исполняется три года, тогда как самки обычно не начинают производить детенышей до достижения пятилетнего возраста и рожают только раз в два года. Спаривание происходит в июне. Самки несут оплодотворенную яйцеклетку в утробе в течение нескольких месяцев, и отсроченная имплантация позволяет матери найти выход, если еды не хватает. Если в результате гибернации она не накопила достаточно жировых запасов, она реабсорбирует оплодотворенную яйцеклетку, а не продолжит развитие плода.
Воспроизводство и численность населения во многом определяется доступностью и качеством натуральных продуктов. В периоды отсутствия естественной пищи рождается меньше детенышей и увеличивается их смертность.
Отсроченная имплантация: После спаривания в июне оплодотворенная яйцеклетка превращается в крошечный клубок клеток или бластоцисты, после чего развитие останавливается, и бластоциста остается незакрепленной в матке. Если все идет хорошо, бластоцисты имплантируются в стенку матки в конце ноября, а примерно через два месяца рождаются детеныши.Если женщина не набирает достаточных запасов жира или веса, бластоциста не имплантируется, и беременность прерывается.
Фотография к заголовку Анн Шриер
Фотография матери и детеныша любезно предоставлена: Том Бек
Фотография детенышей любезно предоставлена: Дженнафер Тюнниссен ван Манен
медведей, впадающих в спячку, ‘чудо метаболизма’: NPR
Американский черный медведь с полуострова Кенай на Аляске.Новое исследование показало, что метаболизм медведя в спячке снижается почти на 75 процентов, в то время как температура его тела падает незначительно. Ойвинд Тойен / Институт арктической биологии, Университет Аляски, Фэрбенкс скрыть подпись
переключить подпись Ойвинд Тойен / Институт арктической биологии, Университет Аляски, ФэрбенксУченые впервые заявили, что им удалось непрерывно следить за жизненными показателями медведя в течение шестимесячного периода спячки.К своему удивлению, исследователи обнаружили, что, несмотря на снижение метаболизма на 75 процентов, внутренняя температура медведя в спячке практически не падает.
Да, медведи храпят
Оказывается, помимо резко сниженного метаболизма медведи в спячке еще и храпят. Послушайте.
Исследование медведя проводилось в Университете Аляски в Фэрбенксе. Зиму медведи провели в спячке — в основном большом ящике.Исследователи не были уверены, захотят ли медведи провести зиму в этой маленькой искусственной пещере.
«Мы ожидали, что они просто разнесут дом, устроят забастовку или что-то в этом роде», — говорит Брайан Барнс, один из авторов нового исследования. «Но на самом деле они продемонстрировали очень естественное поведение, готовясь впасть в спячку. Они свернулись калачиком, они засыпают. Они начинают успокаивать сердечный ритм, замедлять дыхание, и их скорость метаболизма резко падает».
Тот факт, что медведь мог так сильно снизить метаболизм при таком небольшом понижении температуры, был неожиданностью.Барнс считает, что за это ответственны два фактора. Во-первых, у медведя много жира и густой шерсти, поэтому он хорошо утеплен. Во-вторых, когда внутренняя температура медведя опускается ниже 90 градусов по Фаренгейту (99 градусов для медведя нормально), он начинает дрожать. Дрожь вызывает жар, а температура у медведя повышается на несколько градусов. Эта периодическая дрожь возникает в течение всей зимы.
«Закрытая система»
Барнс говорит, что почти все, что медведь делает в спячке, примечательно.
«Медведи не едят, не пьют, не мочатся и не испражняются шесть или семь месяцев», — говорит он. Они сами производят воду, вероятно, путем метаболизма жиров, и они избавляются от отходов, расщепляя их внутри. «Это замкнутая система. Все, что им нужно, это воздух, и они могут прекрасно справляться. Они — чудо обмена веществ», — говорит он.
Исследователи изучали медведя, такого как этот, в искусственной берлоге, называемой зимней спячкой. Ойвинд Тойен / Институт арктической биологии, Университет Аляски, Фэрбенкс скрыть подпись
переключить подпись Ойвинд Тойен / Институт арктической биологии, Университет Аляски, ФэрбенксИсследователи изучали медведя, такого как этот, в искусственной берлоге, называемой зимней спячкой.
Ойвинд Тойен / Институт арктической биологии, Университет Аляски, ФэрбенксМедведи используют кальций для поддержания прочности своих костей. Человек, прикованный к постели в течение нескольких месяцев, начнет терять костную массу, но Сет Донахью, профессор биомедицинской инженерии в Мичиганском технологическом университете, говорит, что его исследования показывают, что с медведями этого не происходит.
«В основном мы обнаружили, что не было никаких отрицательных последствий шести месяцев гибернации для прочности костей или содержания минералов», — говорит Донахью.
Не только кости медведей остаются сильными всю зиму.
«У них есть отличная способность сохранять мышечную массу, а также мышечную силу», — говорит Хэнк Харлоу из Университета Вайоминга. Также замечательно сохранить размер и силу мышц. Человеческие мышцы сократятся, если ими не пользоваться регулярно, и Харлоу говорит, что для медицины было бы благом, если бы ученые смогли выяснить, как медведь предотвращает это.
Крейг Хеллер, профессор биологии Стэнфордского университета и автор новой статьи о медведях, говорит о людях, прикованных к постели в течение длительного времени или планирующих длительное космическое путешествие, такое как полет на Марс и обратно, выясняя, как совершить путешествие.