如何(以及为什么)训练北极熊在跑步机上行走

在迅速融化的北极寻找食物需要付出什么代价。
Mike Lockhart

你可能在当地的健身房里看不到这个。研究人员使用毛茸茸的 Fitbit 技术来找出熊在走路时消耗多少能量。

塔奇克(Tatqiq)似乎对跑步机有些犹豫。毕竟,这只 580 磅重的北极熊以前从未见过这样的装置,更不用说在上面行走了。

第一次移动时,塔奇克只是站在那里看着自己向后滑动。圣地亚哥动物园的高级饲养员 Nate Wagner 试图用一条死鱼来引诱她。塔奇克试探性地向前迈出了一步,然后又迈出了一步——她无法抗拒鱼味的诱惑。这最初的几步标志着一项为期五个月的训练过程的开始,教会塔奇克在跑步机上行走,不是为了锻炼,而是为了科学。

在最近发表于《实验生物学杂志》(Journal of Experimental Biology) 的一项研究中,生物学家让北极熊在跑步机上行走,以确定它们步行需要消耗多少能量。由于气候变化,北极的北极熊栖息地正在迅速减少,该研究的数据可以帮助预测随着海冰的持续消失,这些动物需要多少耐力来寻找食物和生存。因此,该研究的合著者瓦格纳训练塔奇克在跑步机上行走。

“这并不像听起来那么复杂,”瓦格纳说。“训练进展得相当快。塔奇克是一只非常好奇且聪明的熊——她已经准备好接触这个新的、奇怪的物体了。”

那个物体相当奇怪。对北极熊来说,人类跑步机可能就像创可贴一样,所以研究人员使用了一台马匹跑步机。他们用防碎塑料和加固钢材围绕机器建造了一个 10 英尺长的隔间,饲养员通过前面一个小而圆的开口,用肉和鱼奖励北极熊。整个装置重达 4,400 磅。

对瓦格纳来说,这次经历也是新颖的。他主要训练北极熊适应医疗检查并忍受常规注射,以避免对动物进行麻醉。但对于像跑步机这样的移动物体,他必须小心;如果它移动得太慢,塔奇克就会感到厌烦并试图坐下。但如果跑步机移动得太快,就会歪曲数据——这在过去一直是个问题。

该研究的首席作者、美国地质调查局阿拉斯加科学中心野生动物生物学家 Anthony Pagano 说,大约 50 年前进行的类似研究发现,北极熊的步行消耗能量是其他食肉哺乳动物的三倍。但该跑步机实验的速度——每小时 3.4 英里——远高于先前研究在野外记录的北极熊速度(仅为每小时 2.1 英里)。

为了进行比较,Pagano 还评估了俄勒冈动物园另一只北极熊和华盛顿州立大学的七只灰熊的步行速度。使用加速度计(与你可靠的 Fitbit 追踪器中的技术相同),Pagano 得出结论,北极熊的步行成本与其他陆地食肉动物相比没有太大差异。

“北极熊似乎并没有这种极高的步行能量消耗,”他说。“但我们也预计,在野外步行消耗的能量会更高。海冰显然与跑步机是截然不同的表面。”

Two polar bears swimming
随着北极气温的升高,海冰融化,北极熊有时不得不游数英里来寻找食物。美国地质调查局

对于我们这些脑海中浮现出精疲力尽的北极熊在海冰上艰难跋涉寻找食物的令人心碎的画面的人来说,这可能看似是个好消息。北极熊可能不像之前认为的那样需要付出三倍的努力才能行走。但随着北极栖息地的持续融化,这些生物不得不为寻找日益稀少的食物来源而走得越来越远。

“由于海冰减少,它们可能不得不进行更多的步行,无论它们是否与其他哺乳动物相似,这肯定会消耗大量的能量,”他说。

Pagano 今年早些时候在《科学》(Science) 杂志上发表的另一项研究发现,北极熊的新陈代谢率比之前认为的高出 50%。研究中的北极熊每天燃烧近 12,500 卡路里,即使在食物无法获取的情况下,它们的新陈代谢也不会减慢。

富含脂肪的环斑海豹为北极熊提供了大部分的卡路里摄入。即使不考虑气候变化因素,捕获它们也很困难。北极熊会花上数小时,有时是数天,在海豹的呼吸孔附近守候,等待它们油腻的早餐浮出水面换气。由于北极熊的体重很大,它们在冰面上行走就像巨大的毛茸茸的海星,张开腿以帮助分散它们数百磅的重量。

尽管在冰上行走已经够困难了,但如果没有冰,北极熊就必须在冰冷、开阔的水中游数英里寻找食物。

据美国国家冰雪数据中心(National Snow & Ice Data Center)称,北极海冰的分布是有记录以来 39 年来(2017 年是最低点)的第二低点。北极熊已经濒危多年——一些种群,如南波弗特海的北极熊,数量下降了 40%——科学家们在今年早些时候发出了警告,如果气温继续以如此高的速度攀升,这些雄伟的生物将在 2100 年灭绝。

有些北极熊,比如塔奇克,在两月大时来到圣地亚哥动物园,因为它的母亲在野外死亡,它无论如何也无法在北极生存。但通过让它们迈出步伐,研究人员希望他们能够帮助保护塔奇克的近亲,这些近亲可能有一天会永远消失。

 

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