Почему у жирафа такие длинные ноги? Симмуляции животных дают неожиданный ответ

Кажется очевидным, что длинная шея жирафа нужна, чтобы дотягиваться до сочных листьев на верхушках акаций в Африке. Это дает им эксклюзивный доступ к пище, позволяя размножаться круглый год и лучше переносить засухи, чем более низким видам.

Но длинная шея имеет высокую цену. Сердце жирафа должно создавать давление свыше 200 мм рт. ст. (более чем в два раза выше, чем у большинства млекопитающих), чтобы качать кровь на пару метров вверх к голове. В результате сердце отдыхающего жирафа потребляет больше энергии, чем все тело отдыхающего человека, и больше, чем сердце любого другого млекопитающего сопоставимого размера.

Однако, как показало новое исследование в Journal of Experimental Biology, в борьбе с гравитацией сердцу жирафа помогают его длинные ноги.

Знакомьтесь: «элафф»

В исследовании ученые сравнили энергетическую стоимость перекачивания крови для типичного взрослого жирафа с воображаемым животным — «элаффом». У него было тело обычного африканского канна, но шея жирафа, чтобы достигать той же высоты крон деревьев.

Оказалось, что «элафф» тратил бы колоссальные 21% своего общего энергобюджета на работу сердца, по сравнению с 16% у жирафа и 6.7% у человека.

Поднимая сердце ближе к голове с помощью длинных ног, жираф «экономит» чистые 5% энергии, получаемой из пищи. За год эта экономия накапливается до эквивалента более 1.5 тонн пищи — что может быть вопросом жизни и смерти в саванне.

Как работают жирафы

Зоолог Грэм Митчелл в книге How Giraffes Work отмечает, что у предков жирафов сначала появились длинные ноги, а уже потом — длинная шея. С энергетической точки зрения это логично: длинные ноги облегчают работу сердца, а длинная шея — усложняет.

Однако эволюция длинных ног также имеет свою цену. Жирафы вынуждены широко расставлять передние ноги при питье, что делает их медленными и неуклюжими при подъеме и бегстве от хищника. Статистика показывает, что жирафы — наиболее вероятные из всех копытных, кто может уйти от водопоя, так и не попив.

Какой длины может быть шея?

Энергетическая стоимость работы сердца растет прямо пропорционально высоте шеи, поэтому должен быть предел. Шея завропода Giraffatitan в Берлинском музее естественной истории возвышается на 8.5 м. Для подачи крови к голове на такую высоту потребовалось бы давление около 770 мм рт. ст. — почти в восемь раз больше, чем у среднего млекопитающего. Это маловероятно, так как энергозатраты сердца превысили бы затраты всего остального тела.

Завроподы не могли поднимать голову так высоко, не теряя сознания. Фактически, вряд ли какое-либо наземное животное в истории могло превысить рост взрослого самца жирафа.