Если вы когда-нибудь задумывались, зачем жирафу такая невероятно длинная шея, ответ кажется очевидным — она помогает ему доставать нежные листья с верхушек акаций, куда не доберется ни одно другое млекопитающее саванны. Благодаря этому у жирафов меньше конкурентов за пищу, они способны размножаться круглый год и легче переживают засуху. Но вот зачем жирафу еще и такие длинные ноги?
Сердце жирафа должно работать с удвоенным усилием, чтобы прокачивать кровь на высоту более двух метров — давление в сосудах достигает 200 мм рт. ст., что вдвое превышает средние показатели других животных. По словам исследователей, даже в покое сердце жирафа расходует больше энергии, чем все тело человека в состоянии отдыха.
Для чего жирафу длинные ноги
Новое исследование, опубликованное в Journal of Experimental Biology, показывает, что в этой борьбе с гравитацией сердцу жирафа помогают… его длинные ноги. Ученые из Университета Аделаиды и Преторийского университета создали компьютерную модель, чтобы рассчитать, сколько энергии требуется животному для перекачивания крови к голове.
Для сравнения они «сконструировали» вымышленное существо — гибрид антилопы канна и жирафа, названный элаффе. У него была короткая нижняя часть тела, но такая же длинная шея, как у настоящего жирафа. Модель показала, что на работу сердца у элаффе уходило бы около 21 % всей энергии организма, тогда как у настоящего жирафа — лишь 16 %, а у человека — около 7 %.
Повышая положение сердца за счет длинных ног, жираф снижает нагрузку на него и экономит примерно 5 % энергии, получаемой из пищи. За год это эквивалентно более чем полутора тоннам еды — существенное преимущество в условиях африканской засухи.
Как ноги опередили шею
Зоолог Грэм Митчелл в книге «Как работают жирафы» отмечает, что длинные ноги у предков жирафов появились раньше, чем вытянутая шея. Это подтверждает энергетическую логику: подняв тело выше, животное облегчило работу сердца, подготовив «физиологическую базу» для дальнейшего роста шеи.
Однако эволюция редко бывает бесплатной. Из-за длинных ног жирафы вынуждены широко расставлять передние конечности, когда наклоняются к воде. В этот момент они становятся особенно уязвимыми — неудивительно, что жирафы чаще других животных покидают водопой, так и не напившись.
Предел роста: насколько длинной может быть шея
Каждый дополнительный метр высоты требует пропорционального увеличения давления, поэтому у длины шеи есть физический предел. Ученые приводят пример динозавра-жираффатитана, чья шея достигала 8,5 метров. Чтобы кровь поднялась на такую высоту, давление должно было бы превышать 770 мм рт. ст. — почти в восемь раз больше, чем у обычных млекопитающих. Такая нагрузка сделала бы жизнь невозможной: сердце просто не справилось бы с перекачкой крови.
Исследователи полагают, что зауроподы, несмотря на гигантские размеры, не могли держать головы так высоко, как изображено в музеях, — иначе они теряли бы сознание.
Как отмечает Роджер С. Сеймура, профессор физиологии Университета Аделаиды и Эдвард Снеллинг из Преторийского университета:
«Жираф достиг пределов возможностей наземных животных. Его анатомия — компромисс между высотой, давлением и экономией энергии. Вероятно, выше этого уровня наземная жизнь подняться уже не сможет»
Ученые выяснили, зачем жирафам нужны пятна
Почему лоси и олени сбрасывают рога, а коровы — нет?
Читайте «Мою Планету» в Telegram