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La longevidad del oso se estima entre 15 y 30 años en su entorno natural y aún más en cautividad. Tiene un sentido del olfato excelente y, aunque son necesarios más estudios, es muy probable que su vista y su oído sean comparables a los del perro. Estudios recientes sugieren que los osos negro, polar y pardo son verdaderos hibernantes (véase Hibernación), que pasan la época crítica del invierno recogidos en la osera donde su actividad orgánica disminuye. El proceso se realiza de forma paulatina y comienza con la entrada del animal en un estado de mayor torpeza. El oso pardo permanece sin alimentarse mientras hiberna, la actividad del aparato digestivo y del riñón son muy bajas, y no elimina los desechos metabólicos; este estado puede durar entre 3 y 5 meses (y hasta 7 meses en los osos que viven en el norte de Alaska). Sin embargo, en comparación con los roedores hibernantes, la temperatura del oso permanece más alta (apenas se reduce), aunque la frecuencia cardiaca cae de 45 a 10 latidos por minuto, y el consumo de oxígeno se reduce a la mitad. El oso también conserva funcionales los sentidos de la vista, del oído y del olfato, y en el caso de que se produzcan periodos invernales más cálidos, puede reanimarse y dejar su guarida transitoriamente. El proceso de hibernación se traduce en una pérdida de hasta el 30% de su peso corporal. Por ello, es indispensable el proceso de engorde otoñal para resistir esta etapa.
El periodo de gestación de los osos oscila entre 6 y 9 meses, tras los cuales nacen de 1 a 4 cachorros de un tamaño diminuto (unos 300 gramos de peso en el caso de los osos negros americanos) y sin pelo. Los nacimientos ocurren durante el invierno, en el interior de la osera elegida por la madre. El osezno permanece con la osa hasta la segunda primavera de su vida, momento en el que es rechazado por ésta y empieza a llevar una vida independiente. La madurez sexual ocurre entre los 3 y los 5 años de edad aproximadamente.
El oso es una especie de carácter solitario y los lazos familiares sólo existen entre la hembra y los oseznos. No se trata de un animal territorial y los dominios de los diferentes individuos se solapan. A pesar de la protección de la madre, se han descrito casos de matanzas de oseznos por parte de machos adultos de oso gris o grizzly norteamericano. Por ello, la osa hembra ha desarrollado un comportamiento muy defensivo en relación con sus cachorros: evita acercarse a los machos agresivos, enseña a los oseznos a subirse a los árboles, atacan a cualquier animal que se aproxime demasiado y son capaces de correr a gran velocidad en caso de necesidad. Todo esto, junto con la gran afluencia de personas que se da en ciertas áreas naturales, ha dado lugar a que en Estados Unidos haya habido ataques de estos animales a seres humanos; en algunos casos las consecuencias han sido graves, por lo que la caza del oso ha aumentado y en consecuencia su número se ha reducido. Otra causa de conflicto es el descubrimiento y la explotación por parte del oso de nuevas fuentes de alimento relacionadas con los seres humanos. Estos animales pueden causar daños graves en los almacenes de grano, en el ganado estabulado, en los panales de miel y en las zonas de cultivo. En los parques nacionales de Estados Unidos el oso ha desarrollado nuevas pautas de alimentación basadas en la comida de los excursionistas y en los desperdicios. Algunos osos han aprendido a romper las ramas donde los turistas cuelgan la comida e incluso pueden abrir coches cerrados para conseguir alimento.
El aprendizaje juega un papel importante en la habilidad de los oseznos para obtener alimento. Su desarrollo relativamente lento y su larga dependencia de la madre, les permiten aprender de su progenitora todas las técnicas necesarias para llevar más tarde una vida independiente; incluso son capaces de recordar los lugares y las experiencias pasadas. Hasta el oso de anteojos, que es básicamente vegetariano, debe aprender cuándo y dónde encontrar las partes más nutritivas de las plantas que constituyen su alimento en cada estación del año. Las especies omnívoras sobreviven gracias a su memoria para recordar y localizar los parajes con alimento abundante, siguiendo el calendario estacional: los ríos salmoneros, en el caso del oso negro americano, y las áreas ricas en bayas y frutas, en el caso del oso pardo.
Debido a la variabilidad y a la estacionalidad de las fuentes de alimento, el oso puede realizar desplazamientos de hasta 150 km de distancia, lo que hace que el territorio vital o área de campeo sea también fluctuante; además, dicho territorio estará condicionado por otros factores, como el sexo o la densidad de población. En una situación como ésta, las observaciones realizadas en la naturaleza parecen sugerir un cierto tipo de comunicación entre los osos, que consistiría en un sistema de señales basadas en las marcas que deja el oso al arañar con las garras el tronco de los árboles, cuando muerde la corteza o cuando se restriega contra ellos.
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