Согласно легенде, если сурок увидит свою тень 2 февраля, то зима продлится еще шесть недель; если нет, то предсказывается ранняя весна.
Конечно, сурки, известные также как сурки, появляются в это время не только для того, чтобы быть пушистыми предсказателями погоды. Так в чем же истинная причина? Исследования биологии сурков показывают, что в начале февраля у них есть другие приоритеты, кроме общения с жителями города Панкссатауни, штат Пенсильвания.
Это день сурка!
День сурка, по-видимому, имеет европейские корни. Начало февраля находится на полпути между зимним солнцестоянием и весенним равноденствием, и на протяжении всей истории этот сезонный перекресток отмечался. Древние греки и римляне отмечали 5 февраля праздник середины сезона в ожидании весны. В кельтской традиции этот период отмечался как праздник Имболог, знаменующий начало весны. Ранние христиане в Европе переняли эту традицию и праздновали День свечей 2 февраля в память об очищении Девы Марии. Обычно в этот день священнослужители благословляли свечи и раздавали их людям в преддверии весны.
В Северной Европе фермерам нужно было знать, когда начинать весенние посадки. Они искали появление спящих, таких как еж или барсук, которые сигнализировали о наступлении весны. Поскольку они появлялись в начале февраля, считалось, что если в день Рождества Христова было солнечно, а спящий видел свою тень, то впереди будет более ветреная погода. Если же в день Кандлемаса шел дождь или снег, то остальная часть зимы будет мягкой.
Эта традиция была завезена в Америку немцами, которые мигрировали в восточную часть Пенсильвании. Они обнаружили сурков в изобилии во многих частях штата и решили, что это млекопитающее - идеальная замена спячкам, которые они оставили в Европе. Таким образом, традиция продолжилась в Америке.
Самка сурка выходит из своей норы в конце января. Стэм Зерванос, предоставлено авторомСпячка помогает выжить
В районе моего исследования в юго-восточной Пенсильвании средняя дата появления сурков из норы - 4 февраля. Это соответствует фольклору и срокам празднования Дня сурка. Однако предсказание погоды не является их целью.
Настоящая причина связана с дарвиновской приспособленностью - мерой способности организма передавать свои гены следующему поколению. Этот процесс определяет естественный отбор и основан на способности организма выживать и успешно размножаться. Высокая дарвиновская приспособленность предполагает, что особь передаст свои гены многим здоровым потомкам.
Спячка вносит вклад в дарвиновскую ценность приспособленности. Она повышает выживаемость за счет экономии энергии во время ограниченного доступа к пище. Способность впадать в спячку есть у нескольких групп млекопитающих, включая всех сурков, многие виды сухопутных белок, бурундуков, хомяков, барсуков, лемуров, летучих мышей и даже некоторых сумчатых и ехидн. Свернувшись в норах, они проводят зимние месяцы, когда трудно найти пищу.
Спячка: чередование оцепенения и бодрствования
Спячка характеризуется значительным снижением температуры тела и метаболических функций. Этот процесс принято называть оцепенением. Во время оцепенения функции организма, включая частоту сердечных сокращений, частоту дыхания и активность мозга, снижаются. Общая польза для животного заключается в экономии метаболической энергии в то время, когда оно не ест.
У этого сурка из штата Мэн было 17 приступов оцепенения, когда температура тела то повышалась, то понижалась. Стэм Зерванос, предоставлено авторомОднако по какой-то до сих пор необъяснимой причине гибернаторы периодически просыпаются во время спячки. Эти пробуждения сопровождаются большими энергетическими затратами. Поэтому пробуждение должно быть каким-то образом критически важным для выживания, иначе животные не стали бы тратить на него энергию. Среди возможных вариантов - поддержание клеточных функций или утилизация отходов жизнедеятельности.
В Пенсильвании эти периоды оцепенения и возбуждения продолжаются в течение всего сезона спячки, начинаясь в среднем в середине ноября и заканчиваясь к началу марта; в общей сложности около 110 дней. В одном исследовании в течение этого периода наблюдалось в среднем 15 периодов оцепенения с пробуждениями между ними. Сурки пробуждаются примерно на 41 час, а затем возвращаются в оцепенение на 128 часов у самцов и на 153 часа у самок.
В исследовании 2010 года мы установили, что продолжительность периода спячки сурка увеличивается с ростом широты. Период спячки соответствует продолжительности зимы. Празднование Дня сурка должно меняться в зависимости от широты, чтобы полностью соответствовать появлению сурка.
Самец сурка (справа) впервые встречает самку сурка после того, как они выходят из своих отдельных норок. Стэм Зерванос, предоставлено авторомВсе сводится к сексу
Одним из недостатков спячки является сокращение времени, доступного для размножения. Поэтому у сурков разработаны стратегии спаривания для достижения максимального репродуктивного успеха. Стратегия спаривания сурков включает временное появление в начале февраля, спаривание в начале марта во время окончательного пробуждения и рождение потомства в начале апреля. Такое поведение повышает репродуктивный успех, поскольку молодые рождаются как можно раньше (но не слишком рано) и могут начать питаться в мае, когда доступно много пищи. Таким образом, у них есть достаточно времени, чтобы набрать достаточный вес, чтобы пережить свою первую зимнюю спячку.
Но почему сурки появляются в феврале, когда спаривание произойдет только в следующем месяце? Ответ кроется в их социальной структуре. Большую часть года самцы и самки сурка ведут одиночный образ жизни и враждуют друг с другом. Они агрессивно поддерживают кормовую территорию вокруг своих норок и редко контактируют друг с другом. Февраль используется для восстановления связей, необходимых для спаривания, и гарантирует, что в начале марта спаривание пройдет без задержек.
Поэтому для самих животных День сурка больше похож на День святого Валентина. 2 февраля сурки появляются на свет не для того, чтобы предсказать погоду, а чтобы предсказать, будет ли успешным их собственный брачный сезон!