Жираф
Раньше люди думали, что у жирафа такая длинная шея потому, что ему постоянно приходилось вытягивать шею, чтобы дотянуться до листьев на высоких деревьях, постепенно это свойство закрепилось в его потомстве. Теперь мы знаем, что передача признаков от одного поколения животных и растений другому и изменение передаваемых признаков - эволюция - происходят совсем не так.
Современная модель эволюции, разработанная в 19 веке последователями Чарльза Дарвина, представляет работу эволюции, состоящей из двух этапов: первый - изменчивость, второй - селекция, то есть отбор.
Изменчивость в эволюции
Изменчивость означает, что иногда совершенно случайно рождается животное, которое по каким – то признакам отличается от других особей этого вида. Может случиться, что у такого животного более густая шерсть или, его лапы имеют отличное от других строение, что делает именно эту особь более быстроногой по сравнению с другими. Или наоборот, животное может потерять способность быстро бегать. Изменчивость не обязательно должна быть хорошей или плохой. Это как раз случайность. Изменения просто бывают и все.
: жираф - самое высокое на Земле животное, его рост достигает шести метров. Кроме того, что у него длинная шея, его язык тоже нельзя назвать коротким - длина его бывает до 45 сантиметров.
Естественный отбор упрощенно
Естественный отбор, если объяснять это упрощенно, означает следующее: чем лучше приспособлено животное к среде своего обитания, тем дольше оно проживет, и тем более многочисленное потомство будет иметь. Потомство может унаследовать от родителя тот признак, который сделал родителя более приспособленным к окружающим условиям. Например, если бы вы были рыбой и ваш пруд взял бы да внезапно и высох, а вы при этом могли бы только открывать рот и беспомощно ворочаться с боку на бок, то у вас немного шансов оставить потомство, тем более многочисленное.
Материалы по теме:
Панда это медведь?
Но давайте допустим, что, будучи рыбой, вы родились с необычными плавниками, которые служили предметом насмешек ваших приятелей. Для плавания эти плавники не очень подходили. Но вот пруд высох, и вы с удивлением и радостью обнаружили, что с помощью ваших странных плавников можете с трудом, но переползти в соседний уцелевший пруд. Так как вы выжили, то у вас есть шанс оставить после себя выводок маленьких рыбешек. Они, скорее всего, наследуют ваши странные, но столь полезные плавники, будут лучше приспособлены к жизни в условиях, где пруды постоянно высыхают. Происходит смена поколений, и все больше и больше появляется рыб со странными плавниками. Так выглядят в действии изменчивость и естественный отбор.
Когда европейцы впервые увидели жирафа, они решили, что такое животное не может существовать. Огромный, 5-6 метров в высоту, он передвигается на удивительно длинных изящных ногах.
Но самая впечатляющая часть тела жирафа – это, конечно, его двухметровая шея, при помощи которой он с легкостью ощипывает листочки с крон деревьев. Примечательно, что туловище животного не отличается большими размерами и не превосходит по длине туловища других крупных парнокопытных. Средний вес жирафа – около тонны, причем самцы обычно крупнее самок.
Особенности строения тела жирафа
Внутреннее строение тела жирафа отличается от строения большинства животных необычно крупным размером сердца. Оно весит около 12 килограммов и перекачивает в минуту около 60 литров крови, которая циркулирует в сосудах под давлением, в три раза большим, чем у человека.
В этом нет ничего удивительного, если вспомнить, на какую высоту сердце должно перекачивать , чтобы донести до мозга питательные вещества. Кровь, кстати, имеет высокую густоту за счет вдвое большей плотности кровяных телец.
В большой шейной вене располагаются особые запирающие клапаны, которые препятствуют крови быстро стекать вниз, и создающие необходимое давление в области головы.
Шея жирафа составляет более трети его роста, но при этом состоит всего из 7 позвонков, как и шеи большинства травоядных. Многих биологов поражает длина языка животного, которая примерно равна 45 см. Такой язык идеально приспособлен для того, чтобы захватывать листья с тонких веток кроны дерева.
На голове между ушей и у самцов, и у самок торчит одна или две пары забавных, обтянутых шерстью маленьких рожек. Рисунок на шерсти жирафа очень красив: темные угловатые пятна, разделенные светлыми ломаными линями. Он помогает животным оставаться малозаметными в сквозной тени деревьев и избегать неприятных встреч с хищниками.
Этому же способствует и отличное зрение, и немаленький рост, благодаря чему своих естественных врагов жирафы могут замечать на расстоянии около километра и благополучно убегать от преследователей. Кстати, бегают они тоже неплохо, развивая на короткое время скорость до 55 км/ч.
Почему у жирафов длинная шея?
Особенности строения тел жирафов породили множество версий, объясняющих появление столь длинной шеи. Французский естествоиспытатель Ж.Ф. Ламарк в XIX веке считал, что предки современных жирафов вынуждены были в периоды засухи, когда вся трава выгорает на солнце, тянуться изо всех сил, чтобы достать листья на деревьях. Из-за этих усилий у их потомков и стали рождаться детеныши с такими вытянутыми шеями.
С точки зрения теории естественного отбора, все обстоит немного не так. Как мы знаем, в любой популяции некоторый процент особей всегда рождается с определенными отклонениями от нормы – мутациями. Если эти мутации не помогают животным добывать пропитание и спасаться от хищников, их носители быстро погибают, не успевая дать потомство.
Те же, кто сумел выжить, дают потомство и закрепляют в нем благоприятную мутацию. Сотни тысяч лет естественного отбора приводили к появлению все более и более длинношеих жирафов. В то же время, поскольку длинношеесть не является самоцелью, а только позволяет получить доступ к расширенной кормовой базе, сегодняшняя длина шей животных является оптимальной для данных условий.
Жирафы красивые и довольно грациозные животные. А ведь они самые высокие животные на Земле. Примерно треть высоты жирафа составляет его длинная длинная шея. Почему же она у него такая длинная?
Длина шеи жирафа может достигать 2 метра в длину. Как и у людей, у жирафа внутри шеи не пустота, а семь позвонков. Каждый из которых может достигать в длину 25 сантиметров.
Существует несколько теорий почему у жирафа настолько длинная шея. Но пока ни одна из теорий не получила подтверждения.
Естественный отбор
Одна из теорий полагает, что длинная шея появилась у жирафов в результате естественного отбора. Связано это с тем, что самцы жирафов используют свою голову и мощный череп, чтобы бить врага. Таким образом, считается, что жирафы, у которых шея была длиннее и мощнее, выживали чаще, чем остальные. И они в итоге производили потомство. Так остались только длинношеие жирафы.
Кушали с верхушек деревьев
Ещё одна теория считает, что такая длинная шея появилась у жирафов в результате добычи еды с верхушек деревьев. Так как в местах обитания жирафов существует конкуренция за пищу, то жирафы с длинной шеей имеют преимущество. Считается, что чтобы добыть еду с верхних ярусов деревьев, жирафы вытягивают шею. Так постепенно шея и удлинилась. Но эта теория считается маловероятной.
Далеко гляжу
И наконец, есть и те, кто считает, что шея нужна жирафу чтобы издалека видеть врага. Но эта теория не кажется правдоподобной, так как тогда бы было больше животных с такими длинными шеями. И мы могли бы встретить, например, длинношеего тигра или длинношеего носорога.
Выше жирафа никого нет. Он смотрит на землю с высоты пяти с половиной метров, да и вес у него не малый - больше тонны. Чтобы подать кровь к головному мозгу, сердце этого гиганта должно нагнетать столб крови высотой до двух метров. Поэтому стенки шейной артерии жирафа очень толстые - больше восьми миллиметров, а давление крови в два раза выше, чем у человека. Но не будь у жирафа такой удивительной шеи, он стал бы легкой добычей любого хищника.
Высоко подняв головы, жирафы всматриваются в даль. Появится хищник - они увидят его первыми. Теперь, казалось бы, все надежды на быстрые ноги. Но не только на ноги. Именно длинная шея позволяет жирафу бежать со скоростью до пятидесяти километров в час.
Во время бега массивная голова жирафа на длинной шее отклоняется то в одну, то в другую сторону, это помогает ему сохранить равновесие. Зачем это нужно? А вот зачем. Жирафы бегут не так, как . Жирафы - иноходцы. В беге они выносят вперед сначала обе правые ноги, а потом обе левые и так далее. В тот момент, когда у жирафа подняты обе правые ноги, он стоит на двух левых. Тут-то и помогает тяжелая голова - она поворачивается на длинной шее вправо, и жираф прекрасно сохраняет равновесие.
В Африке очень много заборов. Их ставят фермеры, пытаясь оградить свои угодья от четвероногих обитателей. Иногда жирафы таранят своим телом преграды, оказавшиеся на их пути, и далеко волокут за собой длинные усы из колючей проволоки. Порой жирафы применяют более удобный способ форсирования преград. К великому изумлению местных фермеров, они перепрыгивают через забор. Подбегая к нему, животное энергично отбрасывает назад голову на своей длинной шее, так легче перебросить через проволоку передние ноги.
Очень неудобно пить жирафам из речки. Им приходится опускаться на колени. Недаром львы выбирают именно этот момент, чтобы напасть на жирафов. Правда, и здесь в случае опасности выручает шея. В одно мгновение жираф забрасывает голову назад, почти на спину и затем рывком выталкивает ее вперед. Этот рывок и помогает ему быстро выпрямить ноги.
Жирафы миролюбивые животные. Они отлично уживаются с окружающим миром. Но изредка в их «возвышенные» головы приходят странные мысли. Однажды проезжавший по шоссе в Южной Африке путешественник вынужден был остановить , потому что наперерез ему направлялись два жирафа. Уже темнело, и, намереваясь отпугнуть животных, путешественник включил фары. Это немного помогло. Немного, потому что только один жираф ушел с дороги. Зато другой еще решительнее направился к автомобилю, повернулся кругом и начал дубасить его своими могучими задними ногами. Тяжелые удары градом сыпались на капот мотора, и, прежде чем удивленный водитель смог развернуть машину, несколько метких ударов пришлось даже по радиатору. Это нападение стало предметом особой гордости владельца автомобиля. Он долго ездил на поврежденной машине и всем рассказывал о своем необычайном приключении.
Но на самом деле случай этот не является необычным. Нет, нет да и выкинет номер жираф! Другой растерявшийся водитель остановил автомобиль, как только увидел жирафа перед собой в лучах фар. Животное как будто его и ждало. Оно решительно направилось к автомобилю. От сильных ударов ног фары моментально разлетелись вдребезги, по ветровому стеклу поползли змейки-трещины и, чуть подержавшись в своей раме, стекло рассыпалось на мелкие кусочки. Даже рулевое колесо было погнуто. И наконец, чего уж никак нельзя было предположить, разъяренное животное пробежало прямо по крыше автомобиля. Вот тебе и неуклюжее создание!
Впрочем, мнение о том, что жираф животное неуклюжее, часто подтверждается. Особенно тяжело ему приходится в гористой местности. В одном из заповедников в Танзании огромный бык-жираф тщетно пытался выбраться из глубокого заросшего оврага. Он долго карабкался по крутой и скользкой буйволиной тропе. Раз за разом ноги жирафа теряли опору, и, наконец, он сполз опять к самому дну оврага. Когда ему удалось подняться и твердо стать на все четыре ноги, оказалось, что перед ним сгрудилась целая стая бабуинов. Они враждебно уставились на жирафа, который плотно закупорил собою путь к водопою. Вдруг один из бабуинов, особенно нахальный, скользнул между ногами гиганта и устремился к источнику. Возмущенный жираф попытался ударить нахала, но поскользнулся и упал. Вся стая бабуинов бросилась к водопою, не давая ему подняться.
Живут жирафы стадами. Одинокие жирафы встречаются очень редко. В крупных стадах бывает до пятидесяти животных. И даже львы предпочитают обходить их подальше. Потому что, защищаясь от врагов, жирафы становятся неистовыми драчунами. Иногда в драке участвуют сразу несколько животных, и даже крошечные телята ввязываются в общую свалку. Во всех сражениях жираф орудует головой. Низко опустив голову и сильно раскачав шею, он наносит сокрушительные удары. Иногда ему удается одним ударом головы сбить противника с ног.
Другое дело, когда жираф один. Тогда лев подкрадывается к нему, взвивается в воздух в своем страшном прыжке, обрушивается на спину животного и ударом лапы перебивает своей жертве позвоночник. Гигант тут же безвольной тушей оседает на землю. Но если лев промахнется и попадет под удары копыт, ему несдобровать. Был случай, когда в одном из африканских заповедников лев слишком долго гнался за убегавшим жирафом. Этот зверь не приспособлен к длительному бегу, он сильно устал, и поэтому у него не хватило сил сделать достаточно длинный прыжок. Он лишь коснулся спины жирафа и соскользнул вниз. Это стоило льву жизни. Жираф не растерялся. Удар копыт пришелся прямо по боку хищника. Через несколько часов его нашел служащий заповедника, который решил, что льва лучше пристрелить. У хищника оказались переломанными почти все ребра.
Когда жирафы сражаются друг с другом, они не брыкаются. Тем не менее, схватки их очень жестоки и в то же время интересны. Очевидно, в стадах этих животных существует старшинство. Специалисты заметили, что главенствующее животное чаще прогуливается взад-вперед перед своими подчиненными. И голову он держит гораздо выше, чем другие жирафы в стаде. Животные более низкого ранга слегка опускают головы, когда мимо них проходит «главный». Выражая угрозу, жирафы качают головой вверх-вниз, а чтобы отогнать соперника, низко опускают голову и угрожают ему своими короткими рожками. Эти рожки в действительности представляют собой единственное оружие в схватках между быками-жирафами, если не считать больших тяжелых голов, которые используются как страшные молотки. Рожки жирафа закрыты мехом. Но у самцов этот мех сдирается, и тупые кончики их оголяются. По этому признаку и можно отличать самцов от самок.
Схватки между быками-жирафами происходят очень редко, и многие африканцы, часто встречающие этих животных, никогда не видели их драк. Но кто видел, тот никогда не забудет всей картины драки, которая проходит как бы в замедленном темпе.
Дерущиеся жирафы стоят не друг против друга, как это делают антилопы или хищные звери, а встают рядом, бок о бок, словно лошади в одной упряжке. Иногда они даже не смотрят друг на друга, отворачиваются в разные стороны и никогда не пытаются кусаться. Размахивая головами на длинных шеях, они низко опускают их. Едва ли можно представить себе ту силу, с которой жирафы обрушивают друг на друга свои удары. Однажды во франкфуртском зоопарке разгневанный жираф могучим ударом головы выбросил через сетку вольера досаждавшую ему антилопу вапити. Перелетев через ограждение, вапити сильно ударился о землю и переломал себе кости.
Схватки жирафов в борьбе за старшинство длятся обычно минут пятнадцать. За это время вокруг дерущихся собираются и быки, многие из которых постепенно тоже ввязываются в драку. Если, наконец, один жираф сдается, он отходит назад на несколько шагов, а победитель следует за ним с высоко поднятой головой. Но побежденный жираф не изгоняется из стада, как это бывает у оленей, антилоп и многих крупных хищников, которые изгоняют соперника за пределы своей территории. Быки-жирафы обычно вновь мирно уживаются после того, как выделяется сильнейший. Иногда они сразу же после схватки начинают тереться шеями, что означает примирение, и продолжают мирно пастись.
Однажды в Южной Африке группа туристов нашла недалеко от дороги взрослого жирафа, растянувшегося на земле. Люди решили, что жираф мертв, и подошли, чтобы рассмотреть его. Но оказалось, что животное дышало, глаза его были открыты. Однако жираф не шевелился, и туристы постепенно осмелели. Несколько мужчин, перевернув жирафа на живот, подогнули ему ноги. Они, по-видимому, не подозревали, какой большой опасности подвергали себя при этом. Специалисты на их месте были бы гораздо осторожнее. Наконец животное встало. Оказавшись на всех четырех ногах, жираф как бы высокомерно глянул на столпившихся внизу людей с фото- и видеокамерами, качнул хвостом и плавно двинулся в заросли, изредка оглядываясь. Может быть, туристы нашли жирафа, который только-только пришел в себя после неудачной схватки?
Жирафов трудно не заметить. В зоопарках или в естественной среде обитания – Центральной Африке – они возвышаются над остальными зверями. Еще бы! Ведь жираф является самым высоким наземным животным планеты. Длина шеи жирафа долгие годы озадачивала исследователей природы. Нередко приходится слышать: "Откуда у них такая длинная шея?"
Глядя, как трёхметровый (не считая шеи!) зверь вытягивает шею, длина которой – 2,5 метра, а затем высовывает язык длиной ещё сантиметров тридцать, добираясь до, казалось бы, недосягаемой ветки акации, можно подумать, что жирафы "отрастили" себе такую длинную шею в результате долгих упражнений. Но действительно ли жираф способен как-то повлиять на собственный рост? Разве изменение одного признака не влияет на организм в целом? Приглядимся к жирафу…
Жираф – млекопитающее, и следовательно, его анатомическое строение во многом должно быть похоже на строение других млекопитающих. Как у подавляющего большинства зверей, у жирафа семь шейных позвонков. А что, если бы у него не было этих семи звеньев между плечами и основанием черепа? Огромная голова жирафа должна постоянно пребывать наверху. Когда жираф стоит, то почти половина его 225-килограммовой шейной мускулатуры находится в напряжении. А мышечная масса напрямую связана с количеством суставов, которые ей необходимо поддерживать. Если бы суставов, к примеру, было всего два – на черепе и на груди, – вес животного был бы значительно меньше, и для его жизнедеятельности требовалось бы меньше энергии. А если бы недостаток пищи привёл в результате к изменению строения шеи, то разве этот эволюционный процесс не изменил бы также и количество шейных позвонков и суставов? Конечно, проблема подобной конструкции состояла бы в потере гибкости и резком ослаблении сопротивляемости при ударе по голове или шее.
Напротив, шея с большим количеством суставов потребовала бы больших затрат энергии и большей мышечной массы. Это привело бы к смещению вперёд центра тяжести тела жирафа; следовательно, голова тоже вытянулась бы вперёд, а задние ноги оторвались бы от земли – конечно, при том условии, что передним ногам оказалось бы под силу это выдержать. Так что семь шейных позвонков – это прекрасное конструктивное решение.
Из-за того, что голова жирафа находится так высоко, его огромное сердце должно быть способно подавать в мозг (на высоту 3 метров) достаточное количество обогащённой кислородом крови. Учитывая высочайшее кровяное давление, это могло бы создать серьёзные проблемы, когда жираф наклоняет голову (скажем, на водопое), если бы не уникальная система артерий с утолщёнными стенками, разнообразными клапанами, сетью мельчайших сосудов (rete mirabile – "чудесная сеть") и рецепторами, оценивающими кровяное давление. С их помощью кровоток в шее жирафа регулируется в зависимости от давления. Даже тем, кто считает всю эту систему лишь "адаптацией к высокому давлению в кровеносных сосудах", жираф представляется уникальным существом.
Жираф обладает в животном мире, пожалуй, самым сильным сердцем, потому что для подъёма крови по шее к мозгу ему необходимо кровяное давление почти вдвое выше обычного. С таким давлением только очень необычные особенности строения спасают жирафа от галлюцинаций, когда он наклоняет голову на водопое.
Не менее удивителен тот факт, что кровь у жирафа не скапливается в ногах, и жираф не истекает кровью, поранив ногу. Разгадка этого секрета – в очень прочной коже и внутренних связках, обеспечивающих целость сосудов и нормальный кровоток. Строение кожи жирафа стало предметом интенсивного изучения специалистов НАСА в связи с разработками новых космических скафандров. Кроме того, все артерии и вены на ногах жирафа расположены очень глубоко, и это тоже препятствует кровотечению. Капилляры, подходящие к поверхности кожи, очень мелки, и красные кровяные тельца у жирафа втрое меньше человеческих; благодаря этому они проходят через узкие капилляры. Очевидно, что эти уникальные особенности анатомии жирафа взаимосвязаны с длиной его шеи.
Но это ещё не всё. Мелкие красные кровяные тельца обладают относительно большой поверхностью, они лучше и быстрее усваивают кислород из лёгких. Это помогает эффективно снабжать кислородом и конечности, и голову.
Лёгкие, работая в согласии с сердцем, обеспечивают ткани кислородом, но жираф уникален и в этом смысле. Его лёгкие в восемь раз больше, чем у человека, а частота дыхания – в три раза меньше.
Такое медленное дыхание необходимо, чтобы при движении огромных масс воздуха не обветрилась ребристая четырёхметровая трахея. Зачем жирафу такие большие лёгкие? После вдоха ни одно животное физически не может сделать полный выдох. Проблема жирафа осложняется тем, что из-за длинной трахеи образуется очень большой объём воздуха "мёртвого пространства" – больше, чем человек может вдохнуть за раз. Чтобы компенсировать это, нужно увеличить объём лёгких – тогда воздух "мёртвого пространства" составит малую часть всего воздуха в дыхательных путях. И в теле жирафа успешно решена эта физическая задача.
Чудо рождения жирафа несёт неизгладимую печать разумного замысла. Новорожденный появляется на свет, падая с полутораметровой высоты, поскольку мать не может присесть на полусогнутых ногах, а лечь на землю означает неминуемо стать добычей льва или иного хищника. Причём голова детёныша, как и у других зверей, непропорционально велика, что осложняет роды. Но главное состоит в том, что эта голова соединена с 70-килограммовым туловищем посредством хрупкой длинной шеи. И если новорожденный будет падать головой вперёд, то, когда сверху упадёт туловище, детёныш неминуемо сломает шею; а если туловищем вперёд, то он всё равно сломает шею под тяжестью веса туловища, когда оно уже выйдет, а голова – ещё нет. Однако и из этого положения есть выход: у новорожденного жирафа очень узкие бёдра задних ног, а шея достаточно длинная, так что голова проходит вдоль тела к бёдрам. Таким образом, сначала выходят задние ноги, новорожденный опирается на них, его голова при этом поддерживается бёдрами, а шея благодаря чрезвычайной гибкости остаётся при этом в целости.
Такое чудо становится возможным только при совокупности строго определённых особенностей строения и именно такой длине шеи. Через несколько минут новорожденный уже стоит в грациозной позе между ног матери. За четыре года, которые проходят от рождения до достижения зрелости, шея жирафа вырастает от одной шестой до одной трети общего роста животного. Благодаря этой особенности жираф быстро получает возможность наклоняться к воде, стоя на длинных ногах. В первый же год жизни юный жираф питается почти исключительно материнским молоком, а это не составляет труда.
С экологической точки зрения жираф идеально вписывается в окружающую среду. Быстрорастущие деревья создают слишком много тени и тем самым уничтожают траву, служащую пищей для других животных саванны, поэтому такие деревья необходимо "подстригать". Кроме того, травоядным животным нужен "часовой", который сумеет разглядеть в высокой траве бесшумно крадущихся хищников из семейства кошачьих. Жираф прекрасно подходит на эту роль не только из-за роста, но и благодаря отличному зрению и особенностям поведения. Предупредив других зверей об угрозе несколькими взмахами хвоста, он бесстрашно выходит навстречу опасности. Огромный рост, прочная шкура, смертоносная сила удара задних копыт и стремительная походка делают взрослого жирафа весьма непривлекательной добычей для любого хищника.
Loading...