Жданова Т. Д.
Жирафы относятся к семейству жирафовых и являются полноправными обитателями травянистых и лесистых саванн, раскинувшихся почти по всей Африке к югу от Сахары.
Характерный признак жирафа – одного из самых красивых млекопитающих – длинная шея, размеры которой могут достигать 2,5 метра! А чем же должно обладать такое длинношеее животное для того, чтобы не только гордо нести на плечах свою удивительную шею, но и жить с ней полноценной жизнью?
Оказывается, именно из-за нее все в обустройстве жирафа особенное. Это – и мощное сердце, и уникальная система кровообращения, и специальные клапаны в шейных кровеносных сосудах и пористая ткань под мозгом, и особая система дыхания и т.д. Не имея таких важных систем и устройств, без слаженной их работы длинношеий жираф сразу бы погиб, едва нагнувшись к воде. В организме жирафа все так взаимосвязано друг с другом, что должно было быть «запроектировано» с самого начала в едином комплексе. Функционирование одного без другого просто невозможно.
Кроме того, наследственная программа учитывает все поведенческие особенности этого грациозного животного.
Рассмотрим эти вопросы подробнее.
Удивительная шея
Жираф является самым высоким из ныне существующих животных. Его рост иногда достигает 5,8 м, и почти половина этой высоты приходится на шею. Жираф – млекопитающее, следовательно, его общее анатомическое строение во многом похоже на строение других представителей этой группы животных. Как у подавляющего большинства зверей, а также у человека, жираф имеет семь шейных позвонков, только его позвонки очень вытянуты.
Считается, что когда-то у жирафов были обычные шеи, хотя у некоторых из них шеи все же были немного длиннее. С наступлением засухи стало меньше пищи, и более высокие жирафы, более длинношеее, оказались способны дотянуться до листьев верхушек деревьев. Поэтому шансов выжить, и иметь потомство у них было больше.
Но что интересно: у юных жирафов шея гораздо короче не только по сравнению со взрослыми животными, но и по сравнению с теми животными, которых из-за их короткой шеи подобным отбором лишили права на жизнь. Согласно этой версии молодь жирафов, не способная дотянуться до макушек деревьев, в засуху она тоже должна была погибнуть. Тогда на Земле вряд ли сохранились эти удивительные животные.
Надо отметить, что отсутствуют окаменелости, по которым можно было бы проследить постепенный рост шеи жирафов. Но зато в Африке и посейчас живёт другой представитель жирафовых – окапи. В высоту он не больше полутора метров, и со своей короткой шеей живет испокон веков самой полнокровной жизнью.
Спят эти величественные животные, обладатели самой длинной в мире живого шеей, мало, и притом стоя. А если жирафы все же ложатся, то долго устраивают свою голову, стараясь положить ее на заднюю ногу, дугой изогнув шею, или опереться ею о землю.
Уникальность кровеносной и дыхательной систем
Поскольку голова жирафа находится так далеко от тела, то ему дано необычайно большое сердце и отличная сердечно-сосудистая система. В ней все предусмотрено для бесперебойной подачи в мозг, находящийся на 3 м выше сердца, достаточного количества обогащенной кислородом крови.
Высокое кровяное давление. Для прокачки крови через такую длинную шею, организму приходится создавать очень высокое давление, которое у высокоорганизованных животных зависит от работы сердца и сопротивления кровеносных сосудов.
Кровяное давление у жирафа несравнимо выше, чем у остальных животных. Оно составляет 340/230 мм рт. ст. (Для сравнения: у домашних животных наибольшее давление крови зафиксировано у лошади – 190/120 мм рт. ст., у саламандры оно совсем низкое – 22/12 мм рт.ст. А у здорового человека его величина составляет 120/80, то есть давление крови в аорте 120 и в венах – 80 мм рт. ст.)
Уникальная система артерий
Для того чтобы справляться со всеми серьезными проблемами, которые могло бы возникнуть из-за столь высокого кровяного давления, жирафы обеспечены многими уникальными системами и устройствами. Сюда входит совершенная система артерий с утолщенными стенками, разнообразными клапанами, сетью мельчайших сосудов, а также с рецепторами, оценивающими кровяное давление. Так, благодаря им происходит управление мощным потоком крови в шее жирафа, его регулирование в зависимости от давления.
Или, например, почему при таком высоком давлении жираф, поранившись, не истекает кровью? Разгадка – в высокой прочности кожи и внутренних связок, которые обеспечивают целостность сосудов и нормальный ток крови. И, кроме того, препятствием кровотечению является глубокое залегание в ногах жирафа всех вен и артерий.
Уникальное строение кожи жирафа заинтересовало специалистов НАСА. Оно стало предметом интенсивного изучения в связи с разработкой новых космических скафандров.
И еще несколько слов об уникальных особенностях организма жирафа. Капилляры, подходящие к поверхности кожи жирафа, очень мелки. Красные кровяные тельца у жирафа, способные к прохождению через такие узкие капилляры, по размерам втрое меньше человеческих. При этом мелкие красные кровяные тельца обладают и относительно большей поверхностью. Поэтому они лучше и быстрее усваивают кислород из легких и более эффективно снабжают кислородом голову и конечности.
Спасительные клапаны. Жирафу захотелось пить, и он опустил голову к воде? Произошло бы кровоизлияние, и мозг мог бы пострадать от слишком большого притока крови? Ведь даже у человека кружится голова, если он наклонится, а потом резко выпрямится. Неужели вся кровь ударяет жирафу в голову? Так бы и произошло, если бы в генетической программе построения организма не были предусмотрены специальные устройства, целенаправленно решающие эти проблемы.
Во-первых, кровоизлияния не происходит, так как, руководствуясь такой программой, организм жирафа специально синтезирует толстые и прочные стенки кровеносных сосудов.
Во-вторых, своевременно изготавливает особые клапаны для кровеносных сосудов шеи. И тогда, каждый раз, когда животное наклоняет голову, чтобы напиться, эти клапаны автоматически закрываются, не давая крови приливать к голове. Потом, когда он поднимает голову, те же клапаны не дают крови быстро отливать от головы.
Замечательные легкие
Как известно, задача легких работать в полном согласии с сердечно-сосудистой системой и обеспечивать ткани кислородом. Для того чтобы дыхательная система жирафа справлялась с этой задачей, она должна быть, как и все у этого высокого животного, тоже уникальной. Так, его легкие в восемь раз больше, чем, например, у человека, а частота дыхания – в три раза меньше.
Зачем жирафу такие большие легкие? Проблема состоит в том, что в связи с большой длиной трахеи образуется значительный объем воздуха "мертвого пространства". После вдоха любое животное физически не может сделать полный выдох. У жирафа эта «инженерная» задача решена путем увеличения объема легких. Тогда образуемый воздух "мертвого пространства" составит лишь малую толику всего воздуха в дыхательных путях. Интересно, почему у жирафа такое медленное дыхание? Оказывается это необходимо, чтобы из-за слишком быстрого движения огромных масс воздуха не «обветрилась» ребристая четырехметровая трахея.
Пищевое поведение и целесообразные устройства
Собственная пищевая ниша. Необычное телосложение жирафа (длинные шея, голова и язык, высокие плечевой пояс и передние конечности), поведенческие особенности и его пищевая ниша тесно взаимосвязаны. Это животное питается не травой и другим общим подножным кормом, а только находящимися на высоте листьями, молодыми побегами и бутонами мимоз, акаций, диких абрикосов и других деревьев.
Интересно, что рост самки обычно на 1 м ниже, а молоди – еще ниже. Такое различие в росте – неслучайно, оно исключает пищевую конкуренцию между разнополыми и разновозрастными животными, так как они, занимая общую пищевую нишу, потребляют корм каждый на своем ярусе растительности.
Для осуществления питания и одновременно аккуратной, и главное постоянной, «подстрижкой» густо покрытых листвой деревьев, жирафам даны уникальные устройства и особые поведенческие приемы.
Во-первых, они обеспечены двух- или трехдольчатыми нижними клыками, которые используют в качестве гребня для отделения листьев от небольших веток.
Во-вторых, животные имеют подвижные губы для удобного обхватывания листьев и мелких побегов.
В-третьих, жирафы обладают очень длинным языком, размером более 45 см. Благодаря таким устройствам и системе управления движениями жираф довольно ловко захватывает цепкими губами и языком тонкую веточку и направляет ее в рот. Затем он отгибает голову в сторону и, в отличие от слонов, которые обламывают ветки, пропускает их между длинными выемчатыми зубами. И те как гребенкой сдирают листья с ветки.
С помощью хорошо координируемых манипуляций длинным узким языком жираф может срывать листья даже с покрытых крупными колючками ветвей.
Решение проблемы питья. Свою потребность в воде жираф в основном удовлетворяет за счет сочного корма и несколько недель вполне может обходиться без нее. Но когда приходит пора посетить водопой, то из-за своего гигантского роста жираф вынужден принимать определенную позу – ему приходится пить, широко расставив ноги и часто согнув передние колени. Как было показано выше, кровь подается в его голову под очень высоким артериальным давлением. Поэтому, у источника воды, это удивительно длинношеее животное могло бы пострадать от кровоизлияния. Но этого не происходит благодаря великолепному «техническому решению» – созданию и использованию клапанов для регулирования давления, расположенных в кровеносных сосудах шеи.
Защитные возможности
Маскирующая окраска. Изумительно красивы узор и окраска жирафа – на светло-желтом фоне разнообразные темные пятна, которые сильно варьируются. Двух совершенно одинаково окрашенных жирафов найти не возможно. Как и дактилоскопический отпечаток человека, пятнистый рисунок каждой особи жирафов неповторим.