— Снег, свет… Перечень, по-видимому, можно продолжить?
— Рельеф, субстрат, температура, влажность, газовый состав среды, ветер, течение, давление, гравитация, радиация…
— Ну что ж, направляемся в очередную экскурсию.
— Зачем? Пусть на этот раз путешествие совершит хорошо всем известный зверек — ондатра.
Родина ондатры — Северная Америка. Этот сравнительно крупный грызун весом около килограмма, обладающий неплохой шкуркой, был завезен к нам в конце двадцатых годов. Опасаясь, «как бы чего не вышло», ондатру вначале поселили на Соловецких островах в Белом море и Карагинском острове у берегов Камчатки, а затем уже приступили к ее акклиматизации в материковых водоемах. Сейчас она обычна на большей части территории Советского Союза.
…Рой Мак-Нейр, главный герой книги Джеймса Олдриджа «Охотник», был опытным промысловиком, с успехом добывавшим и бобра и ондатру. Он хорошо знал повадки этих животных, любимые места их обитания.
«Рой плыл по мускусной заводи, которая вела к главному озеру и главной из его хижин и была одни из основных участков его охоты. Это был… водоем, извилистый и заросший, образованный старой бобровой запрудой, которая так надежно перегородила ручей, что получилось озерко с крутыми, густо заросшими лесом берегами. Идеальное обиталище для мускусной крысы ондатры. Не слишком глубоко, дно и берега густо покрыты осокой, рогозом, стрелолистом и тростником… На серо-коричневой поверхности воды повсюду виднелись травянистые, слепленные из грязи и веток островки. На тех, что побольше, были жилища ондатры, на тех, что поменьше, крысы спокойно кормились, недостижимые для хищных врагов».
Перенесемся теперь на юг нашей страны. Здесь, в дельте реки Или, возник крупнейший в стране очаг ондатроводства. Много лет его изучал С. Мараков, биолог-охотовед, один из лучших знатоков полуводных млекопитающих нашей фауны. Откроем его книгу «В джунглях Прибалхашья».
Где тихие лесные озера и заводи, где пойменные заболачивающиеся старицы, так любимые ондатрой ее родине? Их нет. Грызун живет здесь в протоках, которым быстро несется насыщенная илом вода, в мелководных тростниковых и рогозовых россыпях илийсксой дельты, по побережью и на островах самого Балхаш. Обычные места обитания ондатры и межбарханные озера, оазисы жизни, возникающие при появлении вод посреди высоких песчаных гряд. Небольшое числ зверьков обосновалось на участке прибалхашской пустыни Сары-Ишик-Отрау, в группе солоноватых озер, заросших тростником.
Как будто бы ничего похожего на родные канадские места. Климат континентальный, летом — иссушающий зной, зимой нередки сильные морозы, ураганные ветры. Разница между минимальными и максимальными температурами года достигает 90 градусов. Нет постоянного глубокого снежного покрова, утепляющего землю и жилища зверьков.
Как же смог обитатель водоемов умеренного пояса выдержать столь резкую перемену условий? Наверное, некоторых будет неожиданным утверждение, что перемены не столь велики, как это может показаться на первый взгляд. Ондатра в тростниковом Прибалхашье живет почти в тех же условиях температуры и влажности, что и в лесных водоемах Канады и США. Они остались для нее оптимальными или близкими к ним.
Ондатра не человек, у нее не опросишь, жарко ей или холодно при определенной температуре, какую она предпочитает влажность воздуха и т. д. Ответы на эти вопросы можно получить, наблюдая за ондатрой или проводя специальные опыты.
Светлое время суток зверек проводит в жилищах — норах и хатках, в сумерки и ночью он плавает и ныряет в поисках корма, а на берегу питается, отдыхает, приводит в порядок меховой покров. Несомненно, у жилищ, водной среды, прибрежья свой режим температуры и влажности, или, как говорят экологи, свой микроклимат.
Изучить микроклиматические условия в населяемых ондатрой водоемах довольно просто. Надо периодически, несколько раз в сутки (лучше — в так называемые метеорологические часы, когда снимают показания приборов на всех метеостанциях страны) измерять влажность воздуха и температуру воды, поверхности грунта и приземного слоя воздуха в прибрежном поясе зоны жизнедеятельности зверька. Для этого требуются различные термометры и гидрометры, в том числе дистанционные. Можно воспользоваться метеорологическими самопишущими термографами и гигрографами; они регистрируют на движущейся ленте изменения температуры и влажности воздуха за сутки или за неделю…
Около 20 лет назад охотники, промышлявшие ондатр на севере штата Миннесота в США, стали сообщать о частых случаях гибели этих зверьков. Почти в каждом домике они находили по нескольку трупов. Пробы на туляремию, наиболее опасное инфекционное заболевание ондатры, дали отрицательные результаты. В чем же дело? Кто-то из зоологов предположил: быть может, животные гибнут из-за высокого содержания углекислого газа в их жилищах? Мощный снежный покров, наледи и насты, обычные в ту зиму, могли препятствовать нормальной аэрации — обогащению свежим воздухом — хаток и нор зверьков.
Быстро снарядили экологическую экспедицию. Она была оснащена дистанционными газоанализаторами, позволявшими брать пробы воздуха из гнездовых камер ондатровых жилищ. Определяли содержание углекислого газа, кислорода, метана, сероводорода. Исследовали более 150 домиков. Метана и сероводорода в хатках не было, зато содержание углекислого газа достигало в феврале 5–7 процентов. Это в 17–23 раза больше, чем в атмосферном воздухе. Опасно для животных? Можно было бы так и подумать, но, во-первых, некоторые жилища с такой концентрацией углекислого газа были заселены ондатрами, и, судя по всему, чувствовали они себя неплохо. Во-вторых, ученые знали о результатах предшествующих лабораторных экспериментов. Крупный американский специалист по физиологии водных млекопитающих Ирвинг установил, что бобру, равно как и ондатре, десятипроцентное содержание этого газа во вдыхаемом воздухе не причиняет существенных неудобств. Не то что подопытным кошкам, которые чувствовали себя в такой атмосфере очень плохо. Причины гибели ондатр ученые в этот раз так и не выяснили. Зато наблюдения помогли лучше узнать особенности микроклимата жилищ этих грызунов…
Итак, ондатра устойчива к высокому содержанию углекислого газа в жилищах; нет никаких оснований считать, что в Казахстане он скапливается в жилищах зверьков в бо́льших концентрациях, чем в Канаде. Не привыкать ондатре и к сырости. Проведенные наблюдения показали, что относительная влажность воздуха в ее домиках и норах близка к стопроцентной, то ест насыщение воздуха водяными парами предельно при данных температурах.
Остается температура. Это очень важный и изменчивый фактор среды, хотя, вообще-то говоря, трудно сказать, какой фактор для животных важнее. Попытаемся исследовать температурный режим ондатрового жилища. Осторожно подходим к домику, стараясь не потревожить его жителей. Металлическим щупом проделываем несколько узких отверстий в его куполе и погружаем в них датчики дистанционного термометра.
Оказывается, что температура воздуха в гнездовых камерах ондатровых жилищ меняется в зависимости от температуры наружного воздуха, но колебания ее значительно меньше; они как бы сглажены и сильно отстают во времени. Это объясняется термической инертностью грунта и воды и теплоизолирующими свойствами материалов, из которых состоит жилище ондатр. Зимой хатки утепляет снеговой покров, изнутри их подогревают сами зверьки. Если в приземном и подводном слое на водоемах температура воздуха за год изменяется на 70–80 градусов — меньше, чем на стандартной для метеонаблюдений высоте, — то в ондатровых хатках эта амплитуда составляет всего 25–30 градусов. Летом при жаре 40–45 градусов в жилище зверьков прохладно, 20 с лишним градусов. Тридцатиградусный мороз также не страшен грызунам, собравшимся на зимовку в большой семейной хатке, укрытой к тому же слоем снега. Правда, здесь бывают и отрицательные температуры, но сбившимся в кучку животным тепло. Разгуливая по берегу, ондатра может попасть и под горячие солнечные лучи, и под сильный ветер с морозцем. Но в ее воле, если только она слишком не удалилась от родного места обитания, избавиться от неблагоприятных условий; нырнуть в воду или забраться в убежище. Температура воды колеблется, как известно, в сравнительно небольших пределах. Обладая высокой теплоемкостью, она может летом быстро «охладить» животное (резкое повышение теплоотдачи!), а зимой немного «подогреть» его. Впрочем, в холодную пору года куда надежнее нора или домик, так как длительные ванны не сулят зверькам ничего хорошего.
Сказанное, в сущности, уже позволяет ответить на один из поставленных вопросов. Путешествие ондатры из Канады в Казахстан оказалось возможным потому, что, помимо приспособлений, связанных со строением тела (например, густой плотный шерстный покров) и с особенностями физиологии, у нее имеется целый ряд так называемых поведенческих приспособлений к изменениям условий внешней среди. Это животное, как и многие другие, живет не в каком-то абстрактном климате, а в особом микроклимате. И что особенно важно; сооружая норы и хатки, ондатра сама участвует в его создании. Температура среды колеблется для казахстанской ондатры не на 90 с лишним градусов, а на 30–35. Благодаря этому, между прочим, ареал ондатры имеет большую широтную протяженность. И в Северной Америке она, встречаясь за Полярным кругом, заходит в то же время довольно далеко на юг. И у нас этот грызун, обосновавшийся в Среднеазиатских республиках, в лесной и лесостепной зонах, пришелся ко;, двору и в Якутии, в которой, как известно, находится полюс холода.
А получили ли мы ответ на второй вопрос — о благоприятных для ондатры физических факторах среды? Нет, мы только выяснили, при каких условиях она вынуждена жить. Быть может, какие-то из них отрицательно сказываются на весе, размножении, жизнестойкости зверька, не угрожая, однако, ему гибелью. Следовательно, нужны дополнительные специальные эксперименты.
Мы не будем погружаться в детали того научного направления, которое лежит на стыке физиологии и экологии и называется эколого-физиологическим. Упомянем только, что имеются специальные приборы и методы, позволяющие ученым точно установить золотую середину для каждого организма по отношению к тому или иному фактору среды, в том числе и к температуре.
Для ондатры оптимальная температура зимой колеблется примерно около 15, а летом — около 20 градусов тепла. При таких условиях у этого зверя отмечен минимальный уровень обмена веществ.
Но, пожалуй, эколог прежде всего должен знать температуры, критические для каждого вида животных и растений, ибо они вызывают их гибель и ограничивают географическое распространение.
Та же ондатра гибнет при температуре 30–35 градусов, если она воздействует на зверька в течение 2–3 часов. Нижний предел для этого грызуна при такой же длительности воздействия (экспозиции) равен минус 10–15 градусов.
Большое значение имеет при этом влажность воздуха. Мы по своему опыту знаем, насколько легче переносятся «сухой мороз» или «сухая жара». Экология принимает во внимание не изолированное, а совместное влияние на организм отдельных факторов среды, это важнейшее обстоятельство. О нем никогда не следует забывать. Не случайно же в Прибалхашье, по наблюдениям С. Маракова, ондатры весной, в пору расселения, оказываются иногда за добрый десяток километров от своих водоемов. В жару и зной бродят зверьки по саксаульной пустыне в поисках воды. Сухость воздуха позволяет им переносить довольно высокие температуры. Но в конце концов большая часть расселяющихся ондатр гибнет от жары, жажды и хищников.
Критические температуры для различных растений и животных варьируют чрезвычайно широко. Большинство морских беспозвоночных гибнет при температуре евшие 30–32 градусов, в то время как приспособившиеся к сухому и жаркому климату рептилии без вреда для себя выдерживают 45-градусную жару. В Калифорнии, в горячих источниках живет рыбка, которую не убивает температура даже в 52 градуса тепла. Тут уместно вспомнить, что воду в ванне, температура которой превосходит температуру нашего тела, мы воспринимаем уже как горячую. Мы наверняка не смогли бы принимать ванны вместе с этой калифорнийской рыбкой.
Холодостойкость наших обычных бабочек, капустницы, крапивницы и некоторых других, во взрослом состоянии колеблется от минус 8 до минус 20 градусов. Лишь после падения температуры тела ниже этих величин у них наступает переохлаждение, вызывающее необратимые изменения в организме. Коловратки же при высыхании способны выдерживать охлаждение до 60 градусов мороза и при нормальной температуре — «вернуться к жизни».
У животных имеются два основных типа теплообмена: пойкилотермность и гомотермия. Температура тела животных, относящихся к первому типу — а их преобладающее большинство, — зависит от температуры окружающей среды и ненамного отличается от нее. У гомотермных, теплокровных, животных совершенные механизмы регулирования температуры обеспечивают относительно постоянные уровень обмена веществ и температуры тела. У нашего с вами героя — ондатры, температура внутренней среды за— сутки меняется не больше чем на два — два с половиной градуса, в то время как снаружи она может за это время перемениться градусов на 30. Гомотермия свойственна большинству птиц и млекопитающих. Лишь у детенышей температура тела менее устойчива.
И наконец, промежуточная группа — гетеротермные звери и птицы. Косолапый мишка, например, с весны до осени относится к теплокровным, а заснет на зиму—. температура тела у него становится неустойчивой. Очень сильно она снижается у видов, впадающих в настоящую спячку, сусликов, сурков, сонь, ежей и других.
Необычайно сложны и многообразны нити, связывающие живой организм с окружающей средой.