Холодными ночами колибри снижают температуру тела до рекордно низких величин

Профессор Университета Нью-Мексико Блер Вольф (Blair Wolf) и его коллеги обнаружили, что колибри, чтобы пережить холодные ночи, значительно снижают температуру тела.

Из-за малой массы тела скорость метаболизма, то есть количество расходуемой энергии на поддержание жизнедеятельности, у колибри очень высокая — в 77 раз выше, чем у человека. Поэтому колибри должны есть очень много по отношению к собственной массе. Но когда становится слишком холодно, чтобы добывать пищу, поддержание обычной температуры тела привело бы к стремительному истощению. Поэтому в такие моменты срабатывает защитный механизм, и температура птицы падает на 10–30 ° C. Это замедляет метаболизм на 95 % и защищает колибри от голода.

Колибри при этом находится в оцепенении и не реагирует на раздражители. «Вы даже не поняли бы, что она живая, если бы подняли ее, — говорит Блер Вольф. — Но когда наступает утро и время кормления, птицы быстро снова согреваются. Это похоже на спячку, но с еще более жестким графиком».

Вольф и его коллеги хотели сравнить, как разные виды колибри используют оцепенение на больших высотах. В марте 2015 года они поднялись на высоту 3800 метров над уровнем моря в Перуанские Анды, где ночные температуры падают почти до нуля. Там ученые поймали 26 колибри шести разных видов, в том числе 12-сантиметровую черную металлуру (Metallura phoebe) и исполинского колибри (Patagona gigas), самого крупного представителя семейства колибри (длина — 23 см, размах крыльев — 21,5 см, вес — 18–24 г).

Исследователи поместили каждую птицу в небольшой вольер для ночлега рядом с лагерем и вставили крошечный термометр в их клоаку, чтобы отслеживать температуру тела птиц в течение ночи. Ночное оцепенение отмечалось у всех видов, причем некоторые из них достигли удивительно низких температур. Температура тела одной черной металлуры упала до 3,3 °C — самого низкого уровня, когда-либо зарегистрированного у птиц или негибернирующих млекопитающих (американский суслик, известный на северо-востоке Сибири под именем евражка, который впадает в длительную спячку, может понижать температуру своего тела еще сильнее, ниже нуля по Цельсию).

В среднем у колибри в оцепенении температура тела составляла от 5 °C до 10 °C, что на 26° С или более ниже, чем в активном состоянии. У колибри в состоянии оцепенения частота сердцебиения составляет всего 50 ударов в минуту, тогда как в полете их сердце сокращается 1000–1200 раз в минуту.

Блер Вольф хочет изучить, как тело птицы адаптируется к таким низким температурам. У людей снижение температуры всего на два градуса (ниже 35 °C) оценивается как переохлаждение, в этом состоянии уже проявляются опасные симптомы, такие как дрожь, посинение кожи, нарушение координации, проблемы с речью, спутанность создания. При охлаждении человека ниже 32 °C эти симптомы усиливаются, появляется сонливость, а охлаждение ниже 28 °C смертельно опасно. Врачи могут искусственно охлаждать тело человека в течение нескольких часов, переводя его в режим замедленного метаболизма во время операций на сердце, но колибри оказываются способными проделать это естественным образом каждую ночь.

Исследование опубликовано в журнале Biology Letters.