ध्रुवीय भालू, भालू परिवार का सबसे अधिक मांसभक्षी सदस्य है और उसके आहार का अधिकांश हिस्सा चक्राकार और दाढ़ी वाले सील से निर्मित है। आर्कटिक में लाखों सील का आवास है जो उस वक्त शिकार बन जाती हैं जब वे सांस लेने के लिए बर्फ में छेद की सतह पर आती हैं, या बर्फ की सतह पर आराम करने के लिए बाहर आती हैं। ध्रुवीय भालू मुख्यतः हिम, पानी और हवा के बीच अन्तरापृष्ठ पर शिकार करते हैं; वे शायद ही कभी खुले पानी में या भूमि पर सील को पकड़ पाते हैं।

ध्रुवीय भालू की सबसे आम शिकार विधि को "स्थिर-शिकार" कहा जाता है: सील के सांस लेने के छेद को चिह्नित करने के लिए भालू अपनी शानदार घ्राण शक्ति का उपयोग करता है और सरकते हुए चुप्पी से पास जाकर सील के दिखने का इंतज़ार करता है। जब सील सांस छोडती है तो भालू उसकी सांस को सूंघता है, अपने अगले पंजों को छेद में घुसाता है और उसे बर्फ पर बाहर खींच लेता है। ध्रुवीय भालू, सील की खोपड़ी को काटकर और उसके सिर को कुचल कर उसे मार देता है। ध्रुवीय भालू, बर्फ पर आराम करती सील का पीछा करके भी शिकार करता है: एक सील को देखने के बाद वह तक चलता है और उसके बाद सरकता है। अगर सील का ध्यान नहीं जाता है, तो भालू सील के नज़दीक तक जाता है और फिर अचानक हमला करने के लिए तेज़ी से आगे बढ़ता है। शिकार का एक तीसरा तरीका है जनन मांद पर हमला करना जिसे मादा सील बर्फ में बनाती है। 

एक व्यापक दंतकथा के अनुसार ध्रुवीय भालू, शिकार के समय अपनी काली नाक को अपने पंजों से ढक लेते हैं। यह व्यवहार, यदि होता है, तो दुर्लभ है - हालांकि यह कहानी देशी मौखिक इतिहास में मौजूद है और प्रारंभिक आर्कटिक खोजकर्ताओं के विवरणों में, हाल के दशकों में ऐसे किसी व्यवहार के प्रत्यक्षदर्शी विवरण का रिकार्ड मौजूद नहीं है।

वयस्क भालू सील की केवल कैलोरी युक्त त्वचा और चर्बी खाते हैं, जबकि छोटे भालू प्रोटीन युक्त लाल मीट का भोग करते हैं। अर्ध-वयस्क भालू, जो अपनी मां से तो स्वतंत्र हो गए हैं लेकिन सील का सफलतापूर्वक शिकार करने के लिए पर्याप्त अनुभव और शरीर का आकार प्राप्त नहीं किया है, उनके लिए अन्य भालुओं के शिकार से छूटे हुए शव पोषण का एक महत्वपूर्ण स्रोत हैं। अर्ध-वयस्क भालुओं को आधे खाए हुए शवों को स्वीकार करने को मजबूर होना पड़ता है जब वे एक सील का शिकार तो करते हैं लेकिन बड़े ध्रुवीय भालू से उसकी रक्षा नहीं कर पाते. खाने के बाद, ध्रुवीय भालू, बर्फ या पानी से खुद को धोते हैं।

ध्रुवीय भालू एक अत्यधिक शक्तिशाली शिकारी है। वह एक वयस्क वालरस को मार सकता है, हालांकि वह शायद ही कभी ऐसा प्रयास करता है क्योंकि एक वालरस का वज़न भालू के वज़न से दोगुना हो सकता है। ध्रुवीय भालू, सांस लेने के छेद पर हमला करके बेलुगा व्हेल का भी शिकार करते हैं। ये व्हेल, वालरस के समान आकार की होती हैं और उन्हें वश में करना भालू के लिए उतना ही मुश्किल होता है। आर्कटिक में अधिकांश स्थलीय जानवर, ध्रुवीय भालू को दौड़ने में पीछे छोड़ सकते हैं क्योंकि ध्रुवीय भालू का शरीर शीघ्र ही गरम हो जाता है और समुद्र में अधिकांश पशु जिनसे भालू का सामना होता है उससे तेज़ तैर सकते हैं। कुछ क्षेत्रों में, वालरस के बछड़े और मृत वयस्क वालरस या व्हेल के शव ध्रुवीय भालू के आहार का पूरक होते हैं, जिनकी चर्बी को भालू तब भी चाव से खाता है जब वह सड़ जाती है। 

गर्भवती मादा के अपवाद के साथ, ध्रुवीय भालू वर्ष भर सक्रिय रहते हैं, हालांकि उनके रक्त में लेश सम्बन्धी हाइबरनेशन इन्डक्शन ट्रिगर होता है। भूरे और काले भालू के विपरीत, ध्रुवीय भालू ग्रीष्म ऋतु के अंत और शरद ऋतु की शुरुआत के दौरान कई महीने निराहार रहने में सक्षम होते हैं, क्योंकि समुद्र के न जमे होने के कारण वे सील का शिकार नहीं कर पाते. जब शरद ऋतु की शुरुआत और गर्मी के दौरान समुद्री बर्फ अनुपलब्ध रहती है, तो कुछ आबादी, वसा भंडार पर कई महीने निर्भर रहती है। ध्रुवीय भालू को व्यापक रूप से अन्य विविध जंगली खाद्य पदार्थों का सेवन करते हुए भी देखा गया है, जिसमें शामिल है कस्तूरी बैल, बारहसिंहा, पक्षी, अंडे, मूषक, शेलफिश, केकड़े और अन्य ध्रुवीय भालू. वे पौधों को भी खा सकते हैं, जिसमें शामिल हैं बेरीज़, जड़ें और समुद्री घास, हालांकि इनमें से कोई भी उनके आहार का एक महत्वपूर्ण हिस्सा नहीं है। ध्रुवीय भालू के शरीर विज्ञान में ऐसी विशेषता है कि इसे समुद्री स्तनधारियों से बड़ी मात्रा में वसा की आवश्यकता होती है और यह स्थलीय भोजन से पर्याप्त कैलोरी की मात्रा प्राप्त नहीं सकता.

उत्सुक जानवर और खोजी, दोनों ही होने के कारण ध्रुवीय भालू, इंसानों के संपर्क में आने पर कचरा खंगालते हैं और उपभोग करते हैं। ध्रुवीय भालू, खतरनाक पदार्थों सहित लगभग हर उस चीज़ को खा लेते हैं जो उनके सामने आती है, जैसे स्टायरोफोम, प्लास्टिक कार बैटरी, एथिलीन ग्लाइकोल, हाइड्रोलिक द्रव और मोटर तेल. चर्चिल, मैनीटोबा में डंप को भालूओं की रक्षा के लिए 2006 में बंद कर दिया गया और कचरे को अब पुनर्नवीनीकृत किया जाता है या थोम्प्सन, मैनीटोबा भेजा जाता है।

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