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.
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 шея?
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 лошади. 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 автомобиль, 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.
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 коровы 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?
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.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Жирафы обладают удивительным строением тела. Они выделяются на фоне остальных травоядных длинной шеей, позволяющей срывать листья с высоких деревьев. Другой интересной особенностью их внешнего вида являются небольшие рожки, гордо торчащие на самой верхушке головы. И если у многих животных они представляют собой массивные костные наросты, используемые для защиты, то у жирафа это просто несколько небольших нароста.
Зачем ему нужны такие рога?
Далекие предки животного появились в период миоцена (23-5 млн лет назад) и произошли от оленеподобных парнокопытных, проживавших в Азии, Африке и Европе. Долгое время на Земле существовало множество видов жирафоподобных, но с наступлением плейстоцена (2,58 млн лет назад) практически все они вымерли. До XXI века сохранились лишь два вида: жирафы и окапи.
Интересный факт: первые жирафы, жившие 2 млн лет назад, имели короткую шею, но в процессе эволюции она вытянулась, чтобы особям было проще добывать пищу.
Сейчас жирафы обитают в Африке, в юго-восточных саваннах. Они являются травоядными и питаются листвой местных деревьев. Из-за хищников их численность регулярно сокращается, но люди стараются заботиться о животных, завозя молодых особей в заповедники и создавая условия для появления потомства.
Зачем жирафу рожки?
На данный момент у ученых нет четкого ответа, зачем жирафу нужны рога. Наиболее логичной является теория о том, что этот элемент головы достался животному от далеких предков. Как и большинство копытных травоядных, прародители жирафов имели костные наросты на голове, используемые для защиты. Но из-за длинной шеи существам было неудобно опускать голову вперед, да и сильное столкновение могло повредить позвоночник. И в процессе эволюции рога уменьшились за ненадобностью.
Защищаться такими рогами от нападений хищников невозможно: они направлены назад, их концы скруглены и покрыты кожей и шерстью. Самцы используют рога для агрессивных демонстраций и в ритуальных поединках, но самки никогда этого не делают, хотя их рога не менее развиты. Наличие рогов у обоих полов не позволяет считать их украшением для привлечения сексуальных партнеров. Скорее всего, рога жирафа — своеобразный рудимент, наследие предков, выглядевших как обычные жвачные парнокопытные. Однако и это не доказано.