Для чего жирафу длинная шея
Длинную шею и ноги жирафов связали с терморегуляцией
Южноафриканские зоологи предположили, что длинная шея и конечности нужны жирафам не для того, чтобы дотягиваться до листвы, а для терморегуляции. Площадь поверхности тела у жирафов примерно такая же, как у других животных с похожей массой. Но форма тела — длинные шея и ноги — позволяют животным эффективнее отводить тепло и избегать перегрева. Исследование опубликовано в Journal of Arid Environment, коротко об исследовании рассказывается в редакционной статье в Nature.
Жирафовые появились около 20-25 миллионов лет назад и у древнейших представителей семейства шея была вчетверо, а ноги — втрое короче, чем у современных жирафов. Постепенно, жирафовые «вырастили» шею с 55 до 220 сантиметров, а ноги — с 80 до 210 сантиметров. Исследователи неоднократно пытались объяснить, зачем жирафам такая анатомия. Французский естествоиспытатель Ламарк (1744-1829) предполагал, что жирафовые постоянно тянулись к ветвям деревьев и, в результате у них выросли шея и ноги. Дарвин и Уоллес считали, что, напротив, сначала у жирафов выросли шея, ноги и язык. Это позволило животным питаться листьями и обеспечило преимущество перед другими жвачными.
Позднее исследователи предлагали другие гипотезы: что шея у жирафов выросла вслед за ногами, чтобы животные могли дотянуться до воды; или что это результат полового отбора — самцы во время брачного сезона дерутся друг с другом шеями. Однако палеонтологические исследования показали, что у древнейших жирафовых ноги были вдвое длиннее шеи и, по-видимому, они не умирали от жажды. А из современных наблюдений стало ясно, что самки жирафов не отдают предпочтения каким-то конкретным самцам (например, с более длинными чем у остальных шеями). К тому же, в этом случае наблюдался бы половой диморфизм, то есть у самцов шеи были бы длиннее, чем у самок, которым не надо драться, чтобы оставить потомство.
В середине XX века было выдвинуто предположение, согласно которому длинные ноги и шея нужны жирафам для терморегуляции. Его автор отверг объяснение Дарвина и Уоллеса, считая, что рост дает преимущество только самцам, а более низкорослым самкам и детенышам все равно приходится конкурировать за растительность с другими копытными. По мнению исследователя, геометрия поверхности тела жирафа позволяет эффективно отводить избыточное тепло и избегать перегрева. Однако расчеты соотношения площади поверхности тела к его массе, которые могли бы подтвердить или опровергнуть гипотезу не проводились. Авторы нового исследования решили прояснить этот вопрос.
Ученые оценили соотношения площади поверхности тела к его массе для 60 жирафов: самцов, самок и детенышей, чья масса варьировала от 141 до 1358 килограммов. Авторы работы условно разделили жирафов на части и посчитали площадь поверхности каждой из них. Если часть тела жирафа можно было принять за геометрическое тело (например ноги — за цилиндры), то площадь ее поверхности исследователи считали по соответствующей формуле (для цилиндра — S=2πrh, где r — радиус, а h — высота цилиндра). Если же часть тела была сложной формы (например, голова), то площадь ее поверхности ученые вычисляли, исходя из массы и толщины кожи.
Результаты вычислений показали, что площадь поверхности тела у жирафов не больше, чем у других животных с похожей массой тела. «Дополнительная» поверхность ног и шеи уравновешивается сравнительно некрупным туловищем. В то же время, узкая длинная шея и тонкие ноги позволяют эффективнее отводить тепло, когда жираф стоит, повернувшись к солнцу. Как заключают исследователи, гипотезу о терморегуляции подтверждает не соотношение площади поверхности к массе, а форма тела.
Следует отметить, что авторы работы не отвечают на вопрос, почему другие травоядные, которые живут в сходных с жирафом условиях, не «вырастили» себе длинные шеи и конечности и как они решают вопрос с терморегуляцией.
Ранее зоологи опровергли одну из гипотез, объясняющих, зачем зебре нужны полоски. Согласно этому предположению, это камуфляж, который позволяет животным оставаться незамеченными для хищников. Авторы исследования проанализировали зрение хищников и показали, что они начинают различать полоски у зебр только на небольшом расстоянии, когда добычу уже можно найти и по запаху.
Для чего жирафу длинная шея
Зачем и почему у жирафа такая длинная шея? Жирафы обитают в саваннах Африки. Жирафы являются исключительно травоядными животными. Ежедневно жираф потребляет около 30 кг пищи и проводит за едой от 16 до 20 часов в сутки.
У всех зверей есть какая-то примечательная особенность, которой они отличаются от других. Жираф выделяется среди них своей длинной шеей. Благодаря шее он является также самым высоким животным на Земле. Его рост достигает 6 метров, из них около 3 метров приходится на шею. Удивительно то, что в шее жирафа всего 7 позвонков, то есть столько же, как и у всех остальных млекопитающих, в том числе у человека и у маленькой мышки. Однако каждый позвонок у жирафа очень длинный, но размер позвонков является не столько достоинством, сколько недостатком жирафа. Из-за своих размеров они у него окостеневшие, поэтому жираф не может сгибать шею.
Когда жирафу хочется попить, ему приходится широко расставлять ноги и склонят: шею, как палку.
Почему же у жирафа такая длинная шея — до трех метров. Ответ прост.
Так животное приспосабливается к условиям жизни. А живут жирафы в африканской саванне. Травы в саванне мало и поэтому основной пищей жирафов являются листья. Растут они на высоких деревьях. Благодаря своей длинной шее жираф с легкостью достает их с самой верхушки деревьев.
Кроме шеи, жираф обладает еще необычайно длинным языком, длина его 45 сантиметров.
С помощью шеи жирафы борются друг с другом, а также могут защищаться от других хищников, ударяя их с размаху головой.
Известный французский зоолог Жан-Батист Ламарк именно то что жираф в процессе жизнедеятельности тянулся за свежими зелеными листьями на деревьях Саваны, стало причиной того, что у него такая длинная шея. Он полагал, что когда-то у жирафа шея была не больше, чем у других животных, но из-за его привычки щипать свежие молодые листья на высоких деревьях она у него постепенно вытянулась и стала такой, какая есть сейчас.
Другие ученые не согласны с теорией Ламарка, но объяснить, почему у жирафа такая длинная шея, не могут.
По версии зоолога из Намибии Роба Сименса, длинные шеи возникли вследствие борьбы самцов шеями. Самец с более длинной шеей чаще побеждал и получал больше внимания самок, тем самым производя больше потомства.
Читать ещё много интересного
Почему идет дождьА вы задумывались почему идет дождь? Откуда берется дождь? Что же такое дождь?
Почему появляются синякиЧто такое синяк? Синяки – это явление, знакомое всем с детства. Но как он появляется?
Почему вода святаяЧто значит святая вода? Почему воду называют святой? Две точки зрения: религия и наука.
Где и как растут бананыСегодня мы узнаем где и как растут бананы. Думаете, что бананы растут на пальме?
Сколько лететь до МарсаА вы задумывались почему идет дождь? Откуда берется дождь? Что же такое дождь?
Как заставить ребенка читатьЧтение – очень важный этап в жизни ребенка. Как вы учили малыша держать ложку, ходить на горшок
Почему снятся сныПочему снятся сны – это тайна, окутанная множеством предположений. Давайте узнаем что говорит наука..
Зачем кошке усыДля чего нужны усы кошке – не только дети, но и взрослые задаются таким вопросом
Copyright © Сказки для детей поговорки загадки шарады
Контакты
Длинная шея жирафа: ради спаривания или ради еды?
Автор фото, Edwin Giesbers/naturepl.com
Большинство из нас привыкли считать, что длинная шея нужна жирафам для того, чтобы доставать еду с верхушек деревьев. Но, как узнал обозреватель BBC Earth, некоторые ученые полагают, что эта анатомическая особенность скорее связана с половой жизнью этих животных.
В естественной среде обитания эти прекрасные создания вытягивают шеи, чтобы сорвать листья с верхушек деревьев.
Как принято считать, первым предположение о том, что длинная шея сформировалась у жирафов в процессе эволюции, чтобы доставать пищу, недоступную другим травоядным, выдвинул французский зоолог Жан-Батист Ламарк.
Автор фото, Anup Shah/naturepl.com
«Вследствие такой привычки, сохраняемой с давних времен всеми особями данной породы, передние ноги жирафы сделались длиннее задних, а ее шея […] вытянулась».
В общем, по Ламарку, жирафья длинная шея образовалась за счет ее постоянного вытягивания и наследования этой анатомической особенности в течение многих поколений.
Английский натуралист Чарльз Дарвин тоже считал, что такие необычайно длинные ноги и шея должны быть связаны с необходимостью добывать пропитание.
Автор фото, Charles Summers/naturepl.com
Жирафы могут доставать до верхушек очень высоких деревьев
У длинношеих жирафов было больше шансов выжить в тяжелые времена, чем у их короткошеих соперников.
Автор фото, Denis-Huot/naturepl.com
Жирафы масаи (Giraffa camelopardalis tippelskirchi)
Теперь уже ясно, что Дарвин в общем правильно понял принципы эволюционного развития, а Ламарк заблуждался. Поэтому важно понять разницу между эволюционными механизмами, описанными обоими учеными.
Жаль, правда, что для иллюстрации придется использовать именно жирафа.
Начать хотя бы с того, что Ламарк упомянул жирафа лишь единожды и мимоходом в одном из своих многочисленных трудов. Однако именно за это его и помнят, а вовсе не за идеи, которые послужили предтечей теории эволюции и сильно повлияли на Дарвина, и за остальной его вклад в развитие науки.
Кроме того, гипотеза о том, что длинная шея сформировалась у жирафов ради добычи пропитания, которую выдвигали и Ламарк, и Дарвин, возможно, не вполне верна.
Автор фото, Denis-Huot/naturepl.com
Жирафы обычно едят, склонив шею
В 1996 году зоологи Роберт Симмонс и Лью Шиперс выступили с несколькими тезисами, поставившими под сомнение существующую теорию, известную под названием «соперничество за еду».
Непонятно также, почему на протяжении вот уже более миллиона лет рост жирафа остается на два метра больше, чем у всех его соперников. Это явный перебор.
Автор фото, Anup Shah/naturepl.com
Жирафы-самцы дерутся шеями
Кроме того, существуют доказательства того, что самки более благосклонно относятся к ухаживаниям со стороны более крупных самцов.
Однако за последнее десятилетие были собраны данные, свидетельствующие против гипотезы о «шее ради спаривания».
Зачем жирафу такая длинная шея?
Когда-то в XIX веке Европа открыла жирафа, и не могла поверить, что такой чудное существо не является каким-то чудом природы. Сначала думали, что, может быть, это какой-то странный верблюд.
Фото из Музея Естественной Истории в Лондоне.
Сегодня мы уже знаем, что жираф-это животное единственное в своем роде – самое высокое, из тех какие ходят по земле. А его ближайший родственник, окапи, который немного напоминает помесь жирафа с зеброй. Эти два вида являются сегодня единственными живыми представителями семейства жирафовых.
Жираф имеет очень необычное строение тела. Дорастают даже до 6 метров в высоту, очень длинные ноги и очень длинная, непропорциональная по отношению к остальной части тела шею. Именно в связи с этой последней частью тела жирафа, исследователи задавали себе множество вопросов: зачем такая шея? Как он пьет? Как жираф держит такую шею в вертикальном положении? Не падает ли в обморок? Как кровь достигает мозга? Сколько костей имеет шея жирафа?
На все эти вопросы сегодня можно ответить, но начнем с конца.
Хотя огромная разница в размере жирафа и человека и длины самой шеи, мы не такие уж разные. В строении шейного отдела позвоночника жираф имеет ровно столько же, сколько человек – семь позвонков. Они просто намного длиннее, чем у человека.
Ученые из New York Institute of Technology в своих исследованиях над современными видами жирафов на основании останков их предков доказали. Что жирафы уже 16 миллионов лет назад имели более длинную шею, чем другие виды, встречающиеся в то же время. В ходе эволюционирования шея жирафов постепенно удлинялась: сначала увеличилась одна кость, и только потом следующая.
То, что шея жирафа так очень долго развивалась, не было случайностью. За это время их организм прекрасно приспособился к этой уникальности.
Несмотря на огромное расстояние между сердцем и мозгом, кровь к нему поступает без проблем, даже когда животное находится в вертикальном положении. Это происходит благодаря тому, что жираф имеет самые высокое кровяное давление из всех известных нам животных. Оно в два раза выше от нашего давления. Большое, сильное сердце качает кровь к мозгу, которая впоследствии возвращается в вены. Клапаны в виде карманов блокируют кровь, которая не стекает обратно в голову.
Шея жирафа очень гибкая, животное свободно может ею крутить по сторонам.
Несмотря на огромный вес, каким является сама шея, держать ее в вертикальном положении, не является для жирафов трудностью. Помогает ему специальные сухожилие, которое проходит вдоль всей шеи. Сухожилия постоянно напряженны, как у лука с тетивой, который держит его в таком изгибе.
Может показаться, что жираф со своей длинной шеей может дотянуться везде, где только нужно – также, чтобы попить воды.
К сожалению, это не так. Хотя шея жирафа очень длинная, он не может дотянуться до воды, не сгибая ног.
В этом плане зебра или любая антилопа построена гораздо практичнее, потому что просто опустит голову, чтобы без проблем попить. Жирафу, чтобы это сделать, нужно либо стоять широко раздвинув ноги или согнуть ноги в коленях и запястьях.
Обратите внимание, как широко жираф должен расставить ноги, чтобы дотянуться до земли.
Поэтому это дружественное животное не пьет слишком часто, и большинство, необходимого ей для гидратации жидкости черпает из листьев растений, которыми питается.
И здесь мы подходим к главному вопросу:
Зачем жирафу длинная шея?
Может быть, немного Вас разочарую, потому что нет однозначного ответа на этот вопрос, а те возможные причины, которые в настоящее время мы знаем, не являются окончательными.
Предполагается, что предки жирафов имели длинную шею, чтобы достичь недоступные для других животных листья. Это было бы довольно эффективным способом устранения конкурентов на пищу. Так утверждал Дарвин.
На самом деле – жирафы без проблем достают до веток, растущих в пяти метрах над землей или даже выше. Благодаря этому жираф может съесть гораздо больше, чем если бы у него была шея, что и других травоядных животных. Противники этой гипотезы отмечают, однако, что длинная шея жирафов требует предоставления гораздо большего количества питательных веществ, чем нужно другим видам. В добавлении, к исследованию о зависимости между периодом засухи и смертностью жирафов с 2010 года опровергли теорию Дарвина в этом вопросе. Потому что оказалось, что именно жирафы с длинной шеей умирают чаще.
Вторая теория предполагает, что шея необходима в боях за господство. Самцы жирафов занимаются так называемыми боями, чтобы определить, кто из них окажется сильнее и будет иметь больше шансов на внимание самки. Такой конкурс за господство может принимать различные формы, от несильного трения, до настоящей драки. В которой жирафы стараются как можно сильнее всего поразить противника шеей или рожками на голове.
Эта версия, однако, тоже не до конца убедительна.
Биологи выяснили, зачем жирафам длинные шеи
Как известно, жирафы являются самыми высокими сухопутными животными на Земле. Они могут достигать шести метров в высоту, а их шеи – двух метров в длину. Последняя черта является одним из самых ярких примеров эволюции. Исследователи даже расшифровали геном жирафа, чтобы узнать, как он заполучил такую длинную шею.
Но сам процесс эволюции – это одно, а вот причины, по которым животное начинает адаптироваться и изменяться, – совсем другое. Долгое время считалось, что длинная шея нужна жирафам, чтобы без усилий дотягиваться до листиков и веток деревьев. Кстати, дебаты по этому поводу ведутся со времён Чарльза Дарвина, который полагал, что животные сперва развили длинную шею, а уже потом научились ей пользоваться как преимуществом.
В 1949 году исследователи обратили внимание на тот факт, что ноги у жирафов также необычайно длинные, хотя изначально они были короче. Предполагалось, что это приспособление помогает убегать от хищников (жирафы, к слову, могут развивать скорость до 60 км/ч, не теряя равновесия).
Более того, существует гипотеза, что шея у жирафов выросла вслед за ногами, чтобы её обладатели могли дотянуться до воды. Правда, это теория критики не выдерживает, поскольку предки жирафов с длинными ногами и кроткими шеями спокойно жили миллионы лет и от жажды не умирали.
Другая гипотеза предполагает, что длинные шеи необходимы самцам жирафов для боёв в брачный период. Но в таком случае должен прослеживаться половой диморфизм – анатомические различия между самцами и самками одного вида. Кроме того, современные наблюдения показали, что самки выбирают самцов отнюдь не по длине шеи.
Теперь исследователи назвали ещё одну причину, по которой жирафы в течение долгих лет эволюционировали до звания самых длинношеих животных. По их мнению, всё дело в жарком климате и терморегуляции (жирафы обитают, напомним, в саваннах Африки).
Эволюционные биологи полагают, что не совсем обычное строение тела жирафа помогает ему избегать перегрева (впервые эта идея высказывалась ещё в 1963 году). Чтобы проверить это, команда под руководством Грэхема Митчелла (Graham Mitchell) из Университета Вайоминга (США) решила впервые измерить соотношение площади поверхности тела жирафа к его массе.
Измерения проводились в Зимбабве; в них приняли участие 60 жирафов – самцы, самки и детёныши. Для удобства их тела условно разделили на четыре части – голова, шея, туловище и конечности.
Результаты показали, что площадь поверхности тела жирафа не больше, чем площадь поверхности тела любого другого животного с такой же массой. Усреднённая площадь тела жирафа составляет 7,4 квадратных метра (от 2 до 11, в зависимости от размера особи).
По сути никакого преимущества в соотношении размеров жирафы не имеют: «дополнительная» площадь, которую создали их длинные ноги и шеи, «компенсировалась» совсем некрупным размерами тела.
Но, несмотря на это, длинные конечности и шеи всё-таки помогают животным в терморегуляции, а именно- отводят тепло, когда жираф стоит лицом к солнцу. Авторы работы отмечают, что дело здесь не в площади поверхности тела, а в его строении. Подобное строение называется долихоморфным: это понятие подразумевает обратное соотношение пропорций тела (узкое туловище и длинные конечности). Благодаря такому телосложению жирафы уменьшили площадь поверхности тела, на которую падают солнечные лучи.
Дело в том, что, когда жираф поворачивается к палящему солнцу лицом, на его «плоские» стороны – бока, которые составляют большую часть поверхности тела – лучи не попадают. В итоге получается, что площадь поверхности тела, которая нагревается прямыми лучами, у жирафов значительно меньше по сравнению с другими животными, которые имеют более широкие спины и грудные клетки. Наблюдения за поведением животных в дикой природе это подтвердили.
Более подробно исследование описывается в издании Journal of Arid Environments.
Кстати, ранее выяснилось, что молоко жирафов полезнее коровьего, и они охотно делятся им с чужими детёнышами.
Тем временем генетики обнаружили целых четыре новых вида жирафов, а экологи заявили о том, что жирафам грозит вымирание.