Исследование, опубликованное 2 февраля в журнале Science, раскрывает физиологические механизмы наблюдаемого сокращения популяций белых медведей, сказал первый автор Энтони Пагано, доктор философии. кандидат в Калифорнийский университет Санта-Крус.«Мы документируем снижение выживаемости белых медведей, физического состояния и численности популяции за последнее десятилетие», — сказал он. «Это исследование определяет механизмы, которые приводят к такому снижению, исходя из реальных потребностей белых медведей в энергии и того, как часто они могут ловить тюленей».Пагано, который также является биологом по дикой природе в Геологической службе США (USGS), провел исследование в рамках своей докторской диссертации. диссертационное исследование в Калифорнийском университете в Санта-Крус, где он работал с соавторами Терри Уильямс и Даниэль Коста, профессорами экологии и эволюционной биологии.Исследователи наблюдали за поведением, успешностью охоты и уровнем метаболизма взрослых самок белых медведей без детенышей, когда они охотились за добычей на морском льду моря Бофорта весной.
Высокотехнологичные ошейники на медведях записывали видео, местонахождение и уровни активности в течение восьми — 11 дней, а метаболические индикаторы позволили команде определить, сколько энергии израсходовали медведи.Скорость полевого метаболизма, которую они измерили, в среднем более чем на 50 процентов выше, чем предсказывали предыдущие исследования. Пять из девяти медведей, участвовавших в исследовании, потеряли массу тела, что означает, что они не ловили достаточно богатой жирами добычи 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 для поддержания их жизнедеятельности в течение 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 большинство медведей перемещаются по льду на север, когда он отступает. По мере того как Арктика нагревается и тает все больше морского льда, медведям приходится перемещаться на гораздо большие расстояния, чем раньше. Это заставляет их тратить больше энергии летом, когда они голодают, пока лед не вернется на континентальный шельф осенью.
В других районах, например в Гудзоновом заливе, большинство медведей уходят на сушу, когда отступает морской лед. Здесь потепление в Арктике означает, что морской лед растрескивается раньше летом и возвращается позже осенью, вынуждая медведей проводить больше времени на суше.
«В любом случае, вопрос в том, сколько жира они могут набрать до того, как лед начнет треснуть, и сколько энергии им придется потратить», — сказал Пагано.Предыдущие исследования пытались оценить скорость метаболизма и энергетические затраты белых медведей на основе некоторых предположений об их поведении и физиологии. Например, поскольку белые медведи в первую очередь охотники «сидят и ждут», считалось, что это минимизирует их расход энергии во время охоты.
Исследователи также предположили, что белые медведи могут снизить уровень метаболизма для экономии энергии, если им не удастся поймать тюленей, 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 уязвимы для поимки, чем взрослые нерпы.
К осени молодые тюлени становятся старше и мудрее, а белые медведи не могут поймать столько. «Считается, что осенью могут поймать пару медведей в месяц, по сравнению с 5-10 в месяц весной и в начале лета», — сказал Пагано.Исследователи USGS изучают белых медведей в районе моря Бофорта с 1980-х годов.
Их последняя оценка численности населения показывает, что за последнее десятилетие популяция белых медведей сократилась примерно на 40 процентов. Однако исследователям было трудно изучать фундаментальную биологию и поведение белых медведей в этой очень удаленной и суровой среде, сказал Пагано.«Теперь у нас есть технология, позволяющая узнать, как они передвигаются по льду, их режимы активности и их потребности в энергии, чтобы мы могли лучше понять последствия этих изменений, которые мы наблюдаем в морском льду», — сказал он.
Помимо Пагано, Уильямса и Коста, в число соавторов статьи входят исследователи Геологической службы США Джордж Дурнер, Карин Роде, Тодд Этвуд и Элизабет Пикок; Стивен Аткинсон из Дугальда, Манитоба; и Меган Оуэн из Зоопарка Сан-Диего, Института природоохранных исследований. Эта работа была поддержана Инициативой USGS Changing Arctic Ecosystems Initiative.