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摘要：在这里，一只成年雌性北极熊在北极海冰上休息。北极熊生活在远离大多数人类住区的偏僻和不适宜居住的环境中。重要的是，我们还发现了北极熊的活动水平与其代谢之间的密切关系。北极熊比活动较少的北极熊更活跃，移动距离更远，消耗的能量也更多。虽然人们一直在猜测海冰的消失会对北极熊产生怎样的影响，但我们的研究表明，如果这些动物必须更远地寻找它们所需要的食物，它们可能会受到多大的影响。
这篇文章最初是在对话会上发表的。这篇文章为Live Science的专家之声贡献了一篇文章：Op Ed&Insights。
北极熊生活在远离大多数人类住区的偏僻和不适宜居住的环境中。对大多数生物学家来说，观察这些动物的机会转瞬即逝。事实上，科学家了解北极熊在海冰上基本行为的主要资源是40多年前加拿大生物学家伊恩·斯特林对北极熊行为和觅食率的观察，结合北极土著人民的当地传统知识，
以及北极海冰的持续下降和预测下降，更需要了解北极熊如何利用海冰，并对预期的环境变化作出反应。为了回答这个问题，我从2013年开始与美国地质调查局（U.S.Geological Survey）、加州大学圣克鲁斯分校（University of California at Santa Cruz）、圣地亚哥动物园保护研究所（San Diego Zoo Institute for Conservation Research）和斯蒂芬·阿特金森博士（Dr.Stephen Atkinson）的同事研究北极熊的生理和觅食行为，一位独立研究的野生生物生物学家。
在一项最新发表的研究中，我们提供了代谢数据，首次显示了熊在海冰上觅食生存需要捕获多少海豹。在这样做的过程中，我们发现它们消耗的能量比科学家之前想象的要多。这突出了北极熊对富含脂肪的海豹食物的依赖性，在能量要求很高的北极，
北极熊需要多少能量在美国地质勘探局进行研究的波弗特海，北极熊的数量、存活率和身体状况都有所下降。但是很难直接量化导致这种下降的机制。研究表明，熊捕获的海豹比历史上少，移动的距离也比历史上长，从而导致能量失衡，对它们的状况和繁殖成功产生负面影响。但科学家们一直在努力量化北极熊需要多少能量，需要捕获多少海豹才能避免这种负能量失衡。
这只北极熊仍在南波弗特海海冰上的一个海豹洞里打猎。（Mike Lockhart/USGS）在动物研究技术上的改进使我们有机会深入了解北极熊在海冰上的新陈代谢、行为、觅食成功和运动模式。然而，这些技术并不是设计用于零下30摄氏度的北极熊，因此，我们花了几年时间收集我们正在寻找的信息。
零下温度和大范围的熊2013年，我们在两只北极熊身上部署了装有GPS和摄像机的项圈，以检查熊的行为和在海冰上的觅食成功率。10到13天后，我们设法找回了衣领，但令我们失望的是，相机镜头上覆盖着一块坚实的冰块。更糟糕的是，相机电池失灵了，可能是因为寒冷的温度，没有录像记录。
一年后，我们部署了四个GPS摄像机项圈，这些项圈是野生动物摄像机工程师Mehdi Bakhtiari为我们定制的，用来处理极端的北极环境。我们将类似于Fitbits技术的高科技三轴加速度计连接到衣领上，以帮助我们测量熊的行为和活动率。我们还分析了血液样本中的测量结果，这使得我们能够确定他们的能量消耗。
这次，摄像机工作了。当我们找到它们时，我们收集了8到11天的录像，从熊的角度展示了北极熊在海冰上的行为，我们可以将其与动物的能量消耗联系起来。但是四个加速计中有三个失灵了，阿盖2015，在与加速度计制造商合作后，我们再次管理了4台GPS摄像机用三轴加速度计在北极熊上的项圈。然而，有一只熊下定决心要搬到加拿大，在我们把她绑起来后，她在九天内走了大约175英里（280公里）。为了找到她，我们乘直升机飞到加拿大边境附近的一个村庄，在那里我们被大雾笼罩了12天。在这段时间里，这只熊跨进了加拿大，自从她的项圈被戴上以来，它已经走了将近270英里（430公里）。我们通过卫星远程释放了她的项圈，然后等待它漂回美国水域，然后冲向它的位置。
盛宴或饥荒尽管面临这些挑战，我们还是能够收集到一组有关北极熊新陈代谢、行为、觅食率和运动模式的显著数据。我们的新陈代谢指标比之前估计的北极熊新陈代谢率要高得多。换言之，我们发现北极熊在日常活动中需要的能量比科学家之前所认为的要多，大约是以前的1.6倍。
这些视频项圈提供了北极熊盛宴或饥荒生活方式的精彩画面。一只熊可以在找到一个令她感兴趣的海豹呼吸孔之前行走数小时，然后花数分钟到数小时等待海豹上来呼吸空气。如果发生这种情况，熊会用后腿站起来，穿过冰层冲入水中，试图将海豹击晕，然后用下颚抓住猎物，咬住海豹的脖子。通常情况下，海豹会逃走，熊会寻找另一个呼吸孔。
在我们研究的9只熊中，5只在我们监测它们的8到11天中失去了质量。其中四只熊减掉了近10%的体重，约40磅（18公斤）。相比之下，四只熊实际上捕获并吃掉了环斑海豹，它们的体重增加了近10%。在如此短的时间内，这些身体质量的巨大变化是北极熊对海豹鲸脂能量密集饮食依赖程度的显著证明。
重要的是，我们还发现了北极熊的活动水平与其代谢之间的密切关系。北极熊比活动较少的北极熊更活跃，移动距离更远，消耗的能量也更多。
我们的发现加强了北极熊在海冰收缩和变得越来越零碎时所面临的生理挑战。它们的海豹猎物变得不那么容易获得，而熊必须变得更加活跃，并覆盖更多的距离来觅食。虽然人们一直在猜测海冰的消失会对北极熊产生怎样的影响，但我们的研究表明，如果这些动物必须更远地寻找它们所需要的食物，它们可能会受到多大的影响。
Anthony Pagano，加州大学博士候选人，圣克鲁兹
这篇文章最初是在对话中发表的。阅读原文。“
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