Жирафы известны своей потрясающе длинной шеей, которая позволяет им лакомиться листьями на верхушках деревьев, в то время как другие травоядные животные едва достигают нижних веток. Долгое время было неясно, почему этим удивительным существам понадобились не только длинная шея, но и такие же длинные ноги. Новый взгляд на эволюцию жирафов раскрывает, что длинные ноги помогли не только дотянуться до высоких веток, но и решить проблемы с кровообращением, позволяя жирафам эффективно справляться с огромными нагрузками на сердце.
Длинные ноги и их связь с сердцем
Жирафы – не только обладатели самой длинной шеи, но и самого высокого артериального давления среди животных. Это объясняется тем, что их сердце должно прокачивать кровь на два-три метра вверх, чтобы достичь мозга. Для этого их сердце создает давление в 200-250 миллиметров ртутного столба – в два раза больше, чем у человека. В результате, левый желудочек, перекачивающий кровь по всему организму, тратит 16% всей энергии, даже когда животное отдыхает. Для сравнения, у других млекопитающих с обычной шеей эта цифра составляет около 9%.
Однако для того, чтобы поддерживать такое давление, жирафам необходимо высокое расположение сердца, а также длинные ноги, которые позволяют уменьшить вертикальное расстояние между сердцем и мозгом, тем самым снижая давление в артериях. Если бы ноги у жирафа были короче, для поддержания нормального кровоснабжения мозга пришлось бы еще больше увеличивать давление, что сделало бы процесс слишком энергозатратным.
Математическое подтверждение
Группа исследователей под руководством Джеймса Сеймура и Симона Снеллинг из Journal of Experimental Biology разработала математическую модель, чтобы проанализировать, как длинные ноги и шея влияют на работу сердца жирафа. Они сравнили три сценария:
Настоящий жираф с длинными ногами и шеей, у которого сердце расположено на высоте 1,94 метра. В этой модели сердце тратит 16% энергии на свою работу.
Химера жирафа и антилопы, где тело животного было бы такое же, как у антилопы, но с удлиненной шеей. В этом случае для доставки крови в мозг потребовалось бы намного большее давление, что увеличило бы затраты энергии до 21%.
Антилопа с короткими ногами и шеей, где работа сердца составила бы только 8,9% от общего метаболизма.
Сравнив эти три сценария, ученые пришли к выводу, что длинные ноги действительно играют ключевую роль в снижении нагрузки на сердце. Расстояние до мозга сокращается, и, как следствие, давление в артериях становится гораздо более оптимальным. В результате, благодаря длинным ногам, сердце жирафа экономит около 25% своей энергии. Это позволяет жирафам поддерживать большие размеры и, возможно, более эффективно использовать ресурсы своего организма.
Но почему же тогда такие неудобные ноги?
Конечно, длинные ноги не делают жизнь жирафов удобной во всех аспектах. Из-за их длины жирафам крайне сложно пить воду. Чтобы наклонить голову к водоему, им приходится широко расставлять ноги, что делает их уязвимыми перед хищниками. Более того, из этой позы жирафам трудно быстро встать и убежать, что также ставит под угрозу их безопасность.
Тем не менее, несмотря на все эти неудобства, длинные ноги позволили предкам жирафов адаптироваться к среде, где доступ к пище был ограничен. Эволюция сделала их не только высочайшими животными на планете, но и позволила их сердечно-сосудистой системе работать эффективно при столь невероятных размерах.
Теперь идите и расскажите это друзьям :)
