Медведи спят от трех до пяти холодных месяцев, но не везде. Что происходит с организмом медведя во время спячки? Комментарий специалиста

Впадают ли в спячку белые медведи? April 14th, 2018

А что, - ближайший родственник бурого медведя. Они произошли от общих предков, которые жили всего 150 тысяч лет назад (для эволюции видов это совсем недавно). Бурый отлично впадает зимой в спячку, а белый медведь может летом спит в берлоге?

И вообще, если ли берлоги у белого медведя?

Как это ни удивительно, почти не спят! То есть спят-то они нормально, как и летом (только летом они обычно спят больше). А вот в зимний сон они не впадают. («Спячку» медведей правильнее называть зимним сном; настоящей спячки у медведей нет, так как температура тела их почти не падает, и в любой момент они могут проснуться.) В зимний сон впадают только беременные и выкармливающие новорожденных детенышей самки. Остальные белые медведи если и залегают в берлоги, то ненадолго и не каждый год.

Основная пища белых медведей - нерпы. Это такие тюлени. Охотятся на них белые медведи на льду. Они либо выхватывают нерпу лапой из лунки во льду, через которую тюлень дышит, либо подстерегают и хватают нерп, которые вылезли на лед отдыхать. Во многих районах Арктики, где живут белые медведи, к концу лета лед почти полностью тает. Охотиться на тюленей они больше не могут. На суше большинство арктических животных способны убежать от белого медведя, а в море - уплыть от него. Хорошо, если удается найти тушу мертвого кита или моржа на берегу. А если нет - тогда в конце лета и осенью медведи голодают иногда по несколько месяцев. Так что зимой они не спят, а снова начинают охотиться, как только появляется лед.

Но самкам деваться некуда - им приходится залегать в берлоги. Ведь медвежата у белого медведя, как и у других медведей, рождаются маленькими (их масса - меньше килограмма) и слепыми; они покрыты лишь коротким пушком. Обычно самки устраивают берлогу на берегу, иногда в 50 км от берега моря. Как правило, берлогу медведица делает в снежной дюне, но если снега мало, может вырыть и нору в мерзлом грунте. Самка залегает в берлогу как раз тогда, когда тает лед и охотиться становится сложно. Медвежата обычно рождаются в ноябре-январе, а в берлоге остаются до февраля-марта. До рождения медвежат медведица действительно в основном спит, но во время родов просыпается, и после родов спать ей приходится уже меньше. Однако она всё равно до выхода из берлоги находится в состоянии зимнего сна: не ест, не пьет, не писает и не какает.

Как же самка ухитряется накопить питательные вещества для долгого сна и для выкармливания медвежат (а их обычно двое)? Оказывается, спаривание у белых медведей происходит еще весной - в апреле-мае. Сразу после спаривания беременные самки начинают так усиленно питаться, что к осени становятся тяжелее на 200 кг - их масса иногда почти удваивается! При этом развитие зародышей в животе у медведицы весной останавливается на ранней стадии и продолжается только осенью; до этого они находятся в состоянии покоя (называется это по-научному эмбриональная диапауза). Видимо, это позволяет медведицам «подогнать» начало развития эмбрионов ко времени залегания в берлогу; ведь это время сильно зависит от условий в данной местности и даже от погоды в данный год.

Не очень понятно, почему бы так же не наедаться всем белым медведям. Но они почему-то этого не делают.

Интересно, что, видимо, в любое время года при длительном голодании белые медведи как бы «спят на ходу». В их крови резко падает концентрация мочевины, что характерно для остальных видов медведей в период спячки. Медведи умеют использовать мочевину для синтеза аминокислот и белков плазмы (жидкой части) крови. (Концентрация белков в плазме должна быть по возможности постоянной, иначе возникают разнообразные проблемы с транспортом жидкостей и обменом веществ в организме.) Кроме того, чем ниже содержание мочевины, тем меньше нужно выводить ее с мочой, а значит, меньше нужно пить. Хотя вода в виде снега обычно легко доступна в Арктике, пить (а точнее, есть) ее энергетически невыгодно - много энергии теряется на ее согревание.

Если у бурого медведя концентрация мочевины понизилась, он становится вялым, уже не хочет есть и впадает в сон. Но белый медведь при наличии пищи вновь начинает есть и поднимает концентрацию мочевины до нормального уровня.

Интересно, что за период зимнего сна белый медведь как-то ухитряется почти не потерять массы костей и мышц. Обычно у человека и других животных их масса резко снижается при длительной неподвижности, даже когда есть пища; уменьшается масса костей и мышц и у других видов медведей в период сна. А вот у белого медведя расходуется почти один только жир. Выходит, что в каких-то отношениях белые медведи более приспособлены к зимнему сну.

источники

Медведь – грозный лесной хищник, который относится к семейству млекопитающих, но имеет самое коренастое телосложение. Особенный феномен – зимняя медвежья спячка, в причинах и особенностях которой мы сегодня подробно разберемся.

Какие мишки впадают в спячку?

В медведях есть кочевнический дух, и многие виды круглогодично перемещаются, исключение – бурый и гималайский мишка, как раз эти виды отправляются на зиму в уютную берлогу и отказываются от скитания по миру, предпочитая им размеренный сон. Спят еще и самки белого медведя, засыпая при вынашивании потомства.

Причины зимней спячки у медведей

Причины, вызывающие спячку у мишек, заключаются в следующем:

• Серьезные сложности с пропитанием в холодное время года. Мишкам не сложно обеспечить себя зимой пищей животного происхождения, но такой рацион не будет полноценным и достаточным для их выживания. Правда обоняние этого хищника позволяет ему без труда находить ягоды и плоды в сугробах, но все равно – эти находки слишком скудны для зимовки. Именно поэтому нет лучше выхода – чем погрузиться в долгий и здоровый сон.
• Размер медведя играет роль в этом важном биологическом процессе. Средний вес косолапого – около половины тонны. Вот и представьте, сколько нужно провизии, чтобы эта громадина была сыта всю зиму. Растительности практически нет, а поймать зайца, лисицу или рыбу на скованной льдом речке – задача не из легких. А зимой, как и у любого живого организма, энергозатраты намного выше, чем летом – много энергии уходит на поддержание оптимальной температуры тела в холода.

Спячка и ее особенности

По длительности спячка может растянуться до полугода, поэтому энергией нужно запастись впрок. Во время сна организм будет извлекать ее из подкожного жира, бережно отложенного в медвежьих закромах в летний период.

В сонный период года организм начинает функционировать иначе – в научной литературе такая перестройка именуется процессом анабиоза , при котором сердечный ритм замедляется, и дыхание становится более редким. Такой режим способствует разумному расходованию запаса кислорода в медвежьей берлоге и экономит ценнейший питательный подкожный жир – эти два важных ресурса растягиваются на месяцы.

Интересно, что во время спячки медведь может похудеть практически в 2 раза.

Спит животное достаточно чутко – можно уверенно сказать, что он просто дремлет в течение длительного времени. Поэтому если мимо берлоги пронесется стая голодных завывающих хищников, это может легко разбудить мишку. Как известно, нет ничего хуже, чем разбудить не выспавшегося спящего, а уж тем более медведя – он злой и голодный, поэтому за едой может отправиться в ближайшую деревню, чтобы разворотить там пару складов.

Часто медведицы не теряют зимой времени и рожают в берлоге медвежат, иногда и до 5 штук за один помет. Вес новорожденного косолапого равняется всего нескольким сотням граммов. Медвежата появляются на свет слепыми беспомощными несмышлёнышами и их пища на первые месяцы – это материнское молоко. С медведицей малыши проводят до 1,5 лет своей жизни.

Наверное, все знают, что наткнуться на медведицу с детенышем – опасное зрелище, которого даже злейшему врагу пожелать страшно, ведь при встрече с медведем может очень не поздоровиться – материнский инстинкт медведицы заставит разорвать угрозу в клочки.

Зачем в спячке сосать лапу: интересные версии

Народ поговаривает, что медведь в спячке сосет собственную лапу, мол, благодаря этому ему легче пережить суровые русские холода. Правда мало кто может точно сказать, о какой же лапе на самом деле идет речь. Да и открыв поисковик, найти фотографию с этим зрелищем практически нереально – фото попадаются странные и расходятся с ожиданиями, учитывая, что сегодня даже у охотников и лесников есть мобильные телефоны с камерой. Как же тогда узнать правду?

Версия первая

Все предельно просто:

1. Ученые говорят, что лапа медведя покрыта толстым слоем кожи, благодаря которому они без труда преодолевают каменистые уступы, не испытывая дискомфорта.
2. Во время спячки нарастает новая кожа, подготавливая лапы к новому летнему сезону.
3. Чтобы процесс произошел быстрее, медведь располагает лапу поближе к морде и обкусывает ненужную кожу. Этот процесс малоприятен, потому что подошва при линьке зудит.

Версия вторая

Вторая интересная гипотеза связана с медвежатами, которые могут сосать лапу, живя не на воле. Это связано с тем, что малыш в природе, как мы уже говорили, питается долго молоком матери, а соски у медведицы находятся не на животе – а в зоне подмышек и в паху. Если маленький мишка растет в безотцовщине и без матери, то его кормят соской, как ребенка. Но инстинкты берут свое: контакта с мамой медвежонку катастрофически не хватает, поэтому он и принимается обсасывать лапу, считая ее за материнский сосок. К слову, в природе такое явление встречается нечасто.

Медведь после спячки: какой он?

На видео, приведенном ниже, вы можете увидеть уникальные кадры, запечатленные случайными очевидцами, на которых мишка только вылез из берлоги после долгой спячки – его шерсть не лоснится, а свисает клочьями, а от внушительных размеров ничего не осталось, медведь еще сонный и немного растерянный. Как только медведь наестся первых ягод, откопает чьи-то запасы пищи в прошлогодней траве и поймает рыбы, спешащей по бурным рекам на нерест, то очень скоро снова обретет свои внушительные размеры.

Природа гениальна и предусмотрительна, доказательством чему является зимняя спячка у медведей. Благодаря этому явлению они успешно переживают зиму, расходуя жир, который накопили специального для этого периода.

У медведей есть внутреннее чутье, они не выйдут из своей берлоги до тех пор, пока не станет теплеть. Если еще по прогнозам будут заморозки, то медведь будет спать. Но иногда бывают случаи, что медведи выходят немного раньше, т.к. проголодался. Обычно пробуждение медведей происходит в марте-апреле.

Обычно, медведи выходят из спячки в середине марта, когда начинается таяние снега, даже хотябы незатяжное таяние. Иногда медведи могут выйти из спячки раньше, все зависит от того, заканчиваются ли у него жировые запасы, накопленные за теплое время года. Если запасов хватает, то медведь может проспать и дольше. И проснуться уже совсем близко к апрелю. Но чаще всего именнно середина марта, когда большинство медведей просыпаются и начинают накапливать новые жировые отложения для следующей спячки. Когда была очень холодная весна, то был случай, что наблюдатели заметили, что медведь проснулся только в начале мае, так что и у животных все индивидуально.

Как только начинает теплеть и сходит снег, обычно это март-апрель, то медведи готовы просыпаться. Это в идеале, конечно. Но бывает и такое, что охотники (либо аномальные погодные условия) будят медведей раньше времени и те просыпаются в феврале, тогда они могут бродить в поисках пищи и даже не гнушаться лазить в чужие жилища, например, человеческие.

Тогда когда у них лапа кончается, просыпаются смотрят сосать нечего, говорят блин обсосали. Ну а если серьезно то они обычно просыпаются когда почки начинают набухать и птички начинают петь. Сам лично я конечно такого не видел)))

Природа очень умная, поэтому наградила медведей особым чутьм, которое помогает им определить, когда же можно выходить из зимней спячки. Этот момент зависит от того, когда наступает тепло в данный конкретный год. Как правило это месяц март.

Нормально когда медведи начинают покидать берлоги после 15 марта. В это время во многих местах России уже вовсю идет весна и температура вполне комфортная для медведей. Если случается ранняя весна медведи просыпаются чуть раньше, если запоздалая - то позже, в конце марта или даже начале апреля. Причем самцы просыпаются и покидают зимние квартиры раньше самок, ведь в берлоги их ничего не держит. Самки же как правило за зиму рожают одного-двух медвежат и поэтому остаются в берлоге дольше, покидая ее на пару недель позже самцов. Возможно потому что рождение медвежат отняло у мамы много сил, а может быть, чтобы как раз защитить медвежат от весенних холодов.

Климат везде разный и мишки все разные. Бывают и вообще не впадают в спячку. Вс зависит от погоды и много ли жира нагулял мишка. В принципе они пробуждаются в марте. Но у них есть сильная чуйка и они могут проснуться и раньше и позже. Как подскажет им организм, тем более и климат меняется в сторону потепления.

Медведи начинают выходить из спячки в зависимости от погодных условий. Если весна рано наступает, то и медведи начинают выходить рано.

Обычно медведи-самцы пробуждаются в конце марта и начинают выходить из своих берлог. А вот медведи-самки чуть позднее выходят, это связано с тем что во время зимней спячки у них появляется потомство.

Зафиксировано что самым ранним пробуждением было 1 февраля, а самое позднее пробуждение 7 апреля.

Хотелось бы рассказать немного о буром медведе. В году для него можно выделить два основных периода: бодрствование и, конечно же, спячка в берлоге. Чем холоднее климат местности, тем раньше медведь отправляется в спячку, чем теплее климат, тем позже. Например, на юге, буры медведь идт спать лишь в декабре. Представляете как поздно?! А там, где совсем-совсем тепло, он и вовсе не ложиться спать, а ходит-бродит и ест себе на здоровье! Есть медведи, у которых бессонница. Читала в какой-то книге, что некоторые ложатся в берлогу и с боку на бок и не заснуть, тогда идут болтаться. Те, что спят - спят от двух с половиной месяца до шести с половиной месяца. Там, где холоднее, в Сибири, например, медведь просыпается позже - в мае , то есть, она засыпает раньше и просыпается позже; там, где потеплее, в марте .

Если зима холодная и снежная, выйти из спячки они могут немного позже.

И обратная ситуация, если резко потеплело раньше марта, или осенью медведь накопил не достаточно жира, проснуться он может и раньше.

Отвечает Ксения Кондрашева,

кандидат биологических наук:

Они готовятся заранее

Медведи готовятся к спячке основательно, уже с конца лета — когда световой день начинает сокращаться, а корма еще много. Процесс можно сравнить с откормом свиньи: в день мишка потребляет до 20 000 ккал, нагуливая за сезон до 15 см жира. Кроме обычного жира — белого — есть еще бурый, в котором преобладают ненасыщенные жирные кислоты. Жиры помогут пережить длинный период без пищи.

Чисто технически впадение в спячку выглядит так:

— токоферол, который накапливается в жировой ткани и в печени, тормозит уровень обмена веществ;

— в мозге повышается уровень серотонина, который, обладая мощным сосудосуживающим действием, резко подавляет деятельность ЦНС, эндокринных и других органов, замедляет теплообразование, что приводит к понижению температуры тела и также снижению обмена веществ;

— в берлоге, куда забирается медведь перед спячкой, снижается содержание кислорода, повышается концентрация углекислого газа и понижается температура окружающей среды. И каждая из этих причин также способствует впадению животного в спячку.

Они впадают в оцепенение, но не в анабиоз

zivot.cas.sk

Во время спячки в организме медведя происходят серьезные изменения: из-за снижения температуры тела повышается концентрация углекислоты в крови, а увеличение кислотности крови в сочетании с другими факторами вызывает замедление дыхания и частоты сердцебиений. Под влиянием гипоксии (недостатка кислорода. — Прим. ред) и гипотермии (охлаждения. — Прим. ред.) происходит полное мышечное расслабление и легкое оцепенение.

Такое состояние пониженной функциональной активности живых организмов, обусловленное факторами внешней среды, называется гипобиозом (и это не то же самое, что анабиоз; анабиоз — приостановка жизнедеятельности организма с последующим восстановлением при благоприятных условиях — Прим. ред.).

Частота дыхания и сердцебиений у медведя в спячке уменьшается в четыре-пять раз, температура тела снижается на 2-7 °С, а общий уровень метаболизма — на 50-70%. За счет запасов жира крупные медведи могут существовать в состоянии сна на протяжении нескольких месяцев. Все это время они поддерживают постоянную высокую температуру тела и основные физиологические процессы, сохраняют активность большинства тканей (на них заживают полученные до спячки раны и появляется новая шерсть там, где волосяной покров был поврежден) и органов, а также постоянство внутренней среды.

Они не едят и не мочатся

Погруженный в спячку медведь для поддержания жизни обходится очень малым количеством энергии. Вместо того чтобы получать ее с пищей, он медленно сжигает накопленный за лето жир. При полном сгорании жира образуются углекислый газ и вода. Во время спячки медведь не мочится, то есть практически не теряет воду. Поэтому даже без воды животное способно сносно поддерживать свой водный баланс за счет сжигания жира. Потери в массе тела медведя за весь период спячки составляют от 15 до 25%.

Они такие не одни

Так же как медведи, зимой в длительный сон впадают барсук, енотовидная собака и енот-полоскун. А вот сурки, суслики, ежи, летучие мыши, некоторые земноводные и пресмыкающиеся погружаются в глубокую спячку: у них температура тела может понижаться до минусовых значений, а сердце бьется всего один-два раза в минуту.

Каждую осень медведи умеренных и полярных широт (в частности бурый и черный) начинают готовиться к спячке. Всю весну, лето и осень эти животные активно питались, нагуливая запасы жира на зиму. А теперь, когда наступают холода, они ищут подходящее укрытие для того, чтобы перезимовать. После того, как укрытие найдено, медведь впадает в спячку.

Спячка медведей в некоторых случаях длится до полугода. Во время спячки некоторые виды, например, черный медведь (Ursus americanus), снижают пульс с 55 ударов в минуту до примерно 9. Уровень метаболизма снижается на 53%. Естественно, все это время медведи не едят, не пьют и не производят отходы жизнедеятельности. Как им это удается?

Для понимания того, что происходит в теле медведя во время спячки необходимо сразу уточнить, что представляет собой сама спячка. И почему это не «анабиоз» в прямом смысле слова. В буквальном понимании этого термина «анабиоз» представляет собой процесс полной неактивности животного. В это время уровень метаболизма снижается до показателей, которые для большинства высших животных являются несовместимыми с жизнью.

Некоторые виды земноводных (некоторые тритоны и лягушки) замерзают в морозы, без вреда для себя оттаивая при наступлении теплого сезона. Безболезненным это «промерзание» буквально насквозь для них является в связи с выработкой специфического вещества, имеющего свойства антифриза, который препятствует замерзанию воды в их организме.

Медвежья берлога

Медведи не замерзают. Температура их тела во время спячки остается достаточно высокой, что позволяет им очнуться в случае какой-либо опасности, выйдя из берлоги. Кстати, медведей, которые проснулись раньше времени, называют «шатунами». Они представляют значительную опасность для человека, поскольку зимой медведь не может найти достаточное количество пищи, и всегда голоден, и агрессивен.

Некоторые исследователи утверждают, что медведи не впадают в анабиоз, как и говорилось выше. Но есть и ученые, которые называют медведей «супер-анабиозниками», поскольку не есть, не пить и не испражняться по полгода, оставаясь при этом в состоянии быстро выйти из спячки — это уникальное явление в животном мире.

«По моему мнению, медведи лучшие анабиозники в мире», — говорит Браян Барнес (Brian Barnes) из Института арктической биологии Университета Аляски (Фэйрбенкс).

Этот ученый провел три года, изучая особенности спячки черных медведей.

«Их тело — закрытая система. Они могут провести всю зиму, используя только кислород для дыхания — это все, что им нужно», — говорит Барнес.

Почему медведи не испражняются во время спячки? Если коротко, то потому, что в их организме в это время образуется фекальная пробка. Это особая масса, которую исследователи уже давно находили в пищеводах медведей, впавших в спячку.

Ранее считалось, что медведи перед тем, как залезть в берлогу, поедают большое количество растительного материала, шерсти других медведей и других материалов, которые не перевариваются, и которые потом образуют пробку в кишечнике животного. Ученые, которые пришли к такому выводу, во многом полагались на информацию, полученную от охотников на медведей. Те утверждали, что способ питания, о котором говорилось выше, приводил к «скреплению кишечника» и животное просто не могло во время сна провести акт дефекации.

На самом деле, это не так. Медведи ничего особенного не едят перед спячкой. Они, как всеядные животные, стараются потреблять любую доступную им еду, включая фрукты, овощи, орехи, мясо, рыбу, ягоды и многое другое.

А во время спячки кишечник животного продолжает работать. Не в режиме прежней активности, но все же он работает. Клетки продолжают делиться, осуществляется кишечная секреция. Все это формирует небольшое количество фекалий, которые и накапливаются в кишечнике животного. Формируется «пробка» диаметром от 3,8 до 6,4 сантиметров.

«Фекальная пробка — это те же отходы жизнедеятельности, которые находятся в кишечнике животного так долго, что стенки кишечника абсорбируют жидкости из этой массы, оставляя ее сухой и твердой», — говорится на сайте Североамериканского центра изучения медведей. Таким образом, организм медведя не теряет такую необходимую ему воду, запасы которой в берлоге восполнить практически невозможно.

Специалисты размещали в берлогах медведей камеры, которые записывали все происходящее во время спячки. Как оказалось, волокна растений и шерсть часто являются составной частью пробки потому, что медведь даже во время спячки может подбирать что-то с земли в берлоге, а может и слизывать свою шерсть.

После того, как медведь выходит из берлоги, они очищают кишечник, который начинает функционировать нормально. Обычно дефекация происходит уже на пороге берлоги. Поэтому никакой мистики или загадки, как об этом говорят некоторые охотники или даже ученые, в медвежьей пробке нет. Все это — продукт жизнедеятельности организма. Кстати, медведь в берлоге вовсе не сосет лапу. Дело в том, что в январе и феврале происходит смена кожного покрова на подушечках лап. Старая кожа лопается, зудит, что причиняет медведю известные неудобства. Для того, чтобы облегчить зуд, медведь облизывает лапы.

Для того, чтобы прояснить детали процесса спячки у медведей, я запросил комментарий у ученых из Криворожского государственного педагогического университета.

Каким образом медведи поддерживают свой организм в состоянии спячки?

Каждое животное существует за счет обмена веществ и энергии, которые обеспечиваются потребляемой пищей. Естественно, что чем активнее образ жизни и интенсивнее физиологические процессы, тем больше «топлива» в виде пищи нужно вводить в организм. В организме же, пребывающем в состоянии покоя в виде спячки, интенсивность всех обменных процессов сведены до физиологического минимума.

То есть, энергии затрачивается ровно столько, сколько ее необходимо для того, чтобы зверь оставался живым и чтобы не произошли дегенеративные процессы в тканях и органах в связи с нехваткой энергии. В целом это состояние можно сравнить с тем, что происходит во время обычного сна, но, естественно, оно более «утрированно».

Основным потребителем энергии в организме являются головной мозг и мышцы (не менее 2/3 всей энергии организма). Но поскольку мышечная система во время сна неактивна, то энергии ее клетки получают ровно столько, сколько необходимо для поддержания их существования. Поэтому на «малых оборотах» начинают работать и остальные органы, также получающие весьма мало энергии.

Пищеварительной системе по сути нечего переваривать (поскольку кишечник почти пуст, как было сказано выше). Откуда же тогда берется этот минимальный объем энергии, который все же зверю необходим? Он извлекается из запасов жира и гликогена, накопленных за активный период года. Расходуются они постепенно и обычно их хватает до самой весны.

Наевшийся медведь осенью

Кстати, шатунами довольно часто становятся именно те медведи, которые летом «плохо кушали». Известно немало устных рассказов о том, что шатунов в голодные годы больше. Итак, запасы жира и гликогена - основной источник энергии. Еще одним жизненно важным веществом является кислород. Но поскольку организм малоактивен, то и кислорода нужно гораздо меньше. Таким образом, частота дыхания значительно снижается.

А если ткани организма при спячке требуют весьма малое количество кислорода и питательных веществ, то и крови, которая их переносит, можно двигаться гораздо медленнее. Поэтому и частота сокращений сердца значительно уменьшается, а соответственно, сердце потребляет также меньше энергии. С экономией воды связано не только «закупоривание» кишечника, но фактическая приостановка деятельности почек.

Есть ли другие примеры спячки среди теплокровных животных?

Такое приспособление, как спячка у медведей является весьма необычным для теплокровных явлением, но вовсе не уникальным. Она также есть у ежей умеренных широт, обитателей степей Евразии сурков, некоторых представителей семейства Куньих (барсук).

В особенно холодные и голодные зимы в подобное состояние могут впадать белки и енотовидные собаки, но ненадолго, а их процессы жизнедеятельности не замедляются так, как это бывает у медведей. Кроме зимней спячки (гибернации), бывает также и летняя спячка (эстивация). В последнюю впадают некоторые обитатели жарких пустынь (некоторые насекомоядные, грызуны, сумчатые).

Это бывает в наиболее жаркие периоды года, когда добыча корма и воды становятся гораздо более энергозатратными и, по сути, неэффективными. Поэтому животному проще впасть в спячку и переждать неблагоприятные условия. Кроме сезонной спячки бывает также и суточная. Она характерна для некоторых летающих теплокровных - колибри и летучих мышей.

Дело в том, что и одни, и другие во время полета очень быстро машут крыльями. Благодаря этому их полет стал более маневренным, а добыча корма более эффективной. Но за все в природе нужно платить. Их летательные мышцы потребляют очень много энергии, которой не хватает на полные сутки (несмотря на то, что и колибри, и летучие мыши за активную фазу суток потребляют пищи массой более половины собственной массы).

Как видим, скорость обмена веществ у них просто колоссальна. Поэтому во время сна (а отдых в виде сна необходим каждому животному - это также нормальный и обязательный физиологический процесс) их жизнедеятельность снижается до параметров, сравнимых с теми, что наблюдаются у медведей.

Чем отличается состояние спячки медведей от, например, анабиоза лягушек?

У теплокровных физиологические процессы при спячке не могут быть полностью «выключенными». На то они и теплокровные - необходимо самостоятельно произведенное тепло. Другую картину можно наблюдать у пойкилотермных животных - их процессы жизнедеятельности практически полностью приостанавливаются.

То есть клетки организма пребывают практически в законсервированном состоянии до наступления лучших времен - когда пригреет солнце и даст достаточно тепла, что разогреть тело. Это бывает у всех земноводных умеренных и более северных широт.

Известен факт, что особи хвостатого земноводного сибирского углозуба после того, как были буквально вмерзшими в лед на протяжении нескольких десятилетий (!) после оттаивания «оживали» и чувствовали себя вполне нормально. Также в анабиоз впадают и зимующие змеи и ящерицы, но их организм не настолько живуч (замерзания они не перенесут).

Другой пример - рыбы, живущие в пересыхающих водоемах Африки, Южной Америки и Австралии, и закапывающиеся в ил на период засухи. Процессы, происходящие в их организме в этот период близки к тем, что происходят у земноводных - почти полная приостановка жизнедеятельности до лучших времен.

Что касается рептилий жарких стран, то нужно сказать, что, хотя они и холоднокровные, но переживание неблагоприятных условий у них больше сходно с таковым у теплокровных - значительное снижение интенсивности физиологических процессов, но не остановка (солнечной тепловой энергии ведь достаточно). Крупные рептилии (крокодилы, питоны и удавы) таким образом «отдыхают» до года, переваривая съеденную крупную добычу.

Можно ли искусственно создать режим спячки для животных, которые не впадают в спячку?

Нет. Это будет ненормальное состояние, подобное коме.

Как мог появиться подобный механизм зимовки у медведей? Вырабатывался ли такой механизм в течение многих сотен тысяч лет или появился спонтанно?

Все физиологические процессы контролируются генетически. В ходе эволюции у определенной группы особей могла возникнуть некая физиологическая особенность, заключающаяся в особом режиме сна (суточного, нормального) в холодный период года, сопровождающемся небольшим спад физиологической активности и падением температуры тела на 1-2 градуса.

Такая особенность дала этим особям некое преимущество в плане более экономного расхода энергии в условиях с меньшим количеством корма. При этом она стала давать настолько большое преимущество в выживаемости, что постепенно в популяции остались только такие мутанты.

В дальнейшем отбор по этому признаку продолжился - сон становился все более продолжительным и глубоким, а интенсивность процессов организма уменьшалась все больше. Наконец животные научились обустраивать берлоги.

Кстати, эта особенность могла дать значительное преимущество еще и потому, что как раз во время спячки самка рожает детенышей и они в это время находятся в тепле и защите, скрытые от посторонних глаз. В целом эволюция явления зимней спячки продолжалась (а может и продолжается) на протяжении конечно же не меньше, чем нескольких сотен тысяч лет.