Анатомия жирафа: Удивительные приспособления высокого гиганта

Как устроена сердечно-сосудистая система жирафа. Почему жирафу не грозит гипертония. Как жираф пьет воду с такой длинной шеей. Какие еще уникальные приспособления есть у этого удивительного животного.

Уникальная анатомия жирафа

Жираф — одно из самых необычных и узнаваемых животных на планете. Его невероятно длинная шея и высокий рост делают его настоящим гигантом среди наземных млекопитающих. Но такие внушительные размеры создают ряд серьезных проблем для организма жирафа. Как же природа решила эти проблемы в ходе эволюции?

Сердечно-сосудистая система: насос высокого давления

Одна из главных проблем, с которой столкнулись жирафы в процессе эволюции — необходимость поднимать кровь на огромную высоту от сердца до мозга. Как природа решила эту задачу?

• Сердце жирафа увеличилось в размерах и стало намного мощнее. Его вес достигает 12 кг.
• Стенки сердца значительно утолщились по сравнению с другими копытными.
• Кровяное давление у жирафа в 2-3 раза выше, чем у человека.
• Сердце прокачивает около 60 литров крови в минуту.
• Кровь стала более вязкой, с высокой концентрацией эритроцитов.

Такая мощная сердечно-сосудистая система позволяет эффективно доставлять кровь в мозг жирафа, находящийся на высоте нескольких метров над сердцем. Но возникает другая проблема — как защитить мозг от резких перепадов давления при наклоне головы?

Защита мозга от перепадов давления

При опускании головы жираф рискует получить кровоизлияние в мозг из-за резкого притока крови. А при поднятии головы есть опасность потери сознания из-за падения давления. Как же организм жирафа справляется с этими рисками?

• В сосудах шеи имеются специальные клапаны, регулирующие приток крови к мозгу.
• Сосуды обладают повышенной эластичностью, что позволяет поддерживать стабильное давление.
• В нижней части шеи расположена сеть мелких сосудов — «чудесная сеть», которая работает как демпфер, сглаживая колебания давления.

Благодаря этим приспособлениям жираф может свободно наклонять и поднимать голову, не опасаясь проблем с кровоснабжением мозга. Но длинная шея создает и другие сложности. Как, например, жираф пьет воду?

Как жираф пьет воду?

Долгое время считалось, что жираф создает область низкого давления в пищеводе, чтобы «засасывать» воду. Однако недавние исследования показали, что механизм гораздо сложнее. Как же на самом деле пьет жираф?

1. Жираф опускает голову к воде и особым образом сжимает губы.
2. Надгортанник закрывается, а жираф начинает всасывать воду губами.
3. Затем губы закрываются, а надгортанник открывается, пропуская воду в пищевод.
4. Этот цикл повторяется много раз.
5. Периодически жираф поднимает голову, чтобы вода стекла в желудок.

За один цикл жираф закачивает около 300 мл воды. Скорость потока достигает 10 км/ч. За 25 секунд животное может сделать до 17 циклов глотания. Такой сложный механизм позволяет жирафу эффективно пить, несмотря на длинную шею.

Другие уникальные приспособления

Помимо сердечно-сосудистой системы, у жирафа есть и другие интересные анатомические особенности:

• Увеличенные легкие для эффективного дыхания на высоте 3-5 метров.
• Прочная эластичная кожа, действующая как компрессионный костюм для предотвращения отеков.
• Мощные кости и мышцы для поддержания огромного веса.
• Особое строение копыт для передвижения по твердой поверхности.

Эволюция длинной шеи: естественный или половой отбор?

Долгое время считалось, что длинная шея жирафа — результат естественного отбора. Животные с более длинными шеями могли доставать листву с высоких деревьев и лучше выживали в саванне. Однако недавно появилась альтернативная гипотеза. В чем она заключается?

Гипотеза «шеи для спаривания»

Согласно этой теории, длинная шея жирафа — результат полового отбора. Какие аргументы приводят ее сторонники?

• Самцы жирафов используют шею как оружие в битвах за самку.
• Более длинная шея позволяет наносить более сильные удары.
• Самки предпочитают самцов с длинными шеями.
• Большая часть кормления происходит на уровне плеч, а не на предельной высоте.

Эта гипотеза вызвала бурные дебаты среди биологов. Скорее всего, истина лежит где-то посередине — на эволюцию шеи жирафа повлияли как пищевая конкуренция, так и половой отбор.

Жираф как пример эволюции

Анатомия жирафа — яркий пример того, как эволюция находит нестандартные решения сложных проблем. Какие уроки мы можем извлечь из изучения этого удивительного животного?

• Эволюция работает с уже имеющимся «материалом», а не создает органы «с нуля».
• Адаптации часто являются компромиссом между разными потребностями организма.
• Даже, казалось бы, нелогичные анатомические особенности могут иметь эволюционное объяснение.
• На эволюцию влияют как экологические факторы, так и половой отбор.

Жираф — настоящее чудо эволюции, сочетающее в себе множество уникальных приспособлений. Изучение анатомии этого животного помогает лучше понять принципы работы эволюционных механизмов и восхититься удивительным разнообразием жизни на нашей планете.

Чудеса эволюции на примере жирафа

Впервые я увидел жирафа в естественной среде обитания в национальном парке Аруша в Танзании, и был поражен желто-коричневой головой, грациозно скользящей на, казалось, невозможной высоте над верхушками высоких деревьев акации. Это было 11 лет назад, и примерно поэтому жираф остается одним из моих любимых животных. Но жираф мне мил не только из-за моих африканских впечатлений.

Будучи эволюционным биологом и профессором, я выводил Giraffa camelopardalisна сцену во время занятий — не в буквальном смысле — в качестве примера того, как естественный отбор сотворил создание, которое, с одной стороны, впечатляюще адаптировано к своей своеобразной экологической нише, а с другой стороны, является примером «неуклюжего, расточительного и неумелого» процесса эволюции, используя слова Дарвина. Иногда предполагают, что эти оплошности являются результатом мутаций или эволюционных ошибок. Но на самом деле они появляются из-за истории: того факта, что в любой ее точке у естественного отбора нет другого выбора, кроме как работать с тем, что уже есть. Ярче, чем другие животные, жирафы отражают то, что организмы не были созданы с нуля (или если были, то Великий Создатель был весьма неумелым). Скорее, они были сколочены методом проб и ошибок из их исторических предшественников.

Жирафы давно занимают особое место в сердцах эволюционистов, но по другой причине: в качестве примера, как отличить эволюцию по Дарвину от эволюции по Ламарку. Однако оказалось, что история не так проста; действительно, вообще ничто, касающееся этих удивительных и странных животных, не просто. Пристальный взгляд на их частную жизнь поставил спаривание под подозрение, наряду с жеванием, когда речь идет об их выдающейся анатомии, подняв вопросы, которые породили дебаты среди сегодняшнего (стоит признаться, небольшого) сообщества жирафологов.

Давайте начнем с самого очевидного. Высокий рост жирафа создает ряд трудностей, которые были решены с помощью примечательных приспособлений. Чтобы качать кровь на два метра выше сердца к возвышающейся голове животного, требуется исключительно высокое давление, в три раза больше систолического уровня у людей. Для того, чтобы не дать их артериям взорваться, жирафам требуются особые опорные структуры внутри кровеносных сосудов.

В другом направлении, чтобы предотвратить скапливание крови в ступнях, которые находятся в конце очень длинных ног, жирафы развили что-то вроде компрессионных чулков, которые люди используют после операций или чтобы предотвратить тромбоз глубоких вен во время длинных перелетов. ¹ Придумка жирафов заключается в высокоэластичных стенках кровеносных сосудов в сочетании с обширной капиллярной сетью. Уменьшая перфузию жидкости в окружающие ткани, эти конструкцию удерживают кровь жирафа в сосудах, где она и должна быть, а не в окружающих тканях. У этих животных есть другая специально адаптированная система компрессии в шее, которая не дает слишком большому количеству крови приливать к голове, когда они наклоняются попить — что они делают не так часто, поскольку они получают бóльшую часть воды из листьев, которые они едят, используя свои очень гибкие 45-сантиметровые языки.

Хотя шеи жирафов исключительно длинные, на самом деле они уступают их ногам, поскольку эти колоссальные шеи — верьте или нет — слишком коротки. Для того, чтобы дотянуться до лужи, пьющему жирафу приходится широко расставлять ноги. И, кстати, тот же самый механизм контроля вытекания жидкостей работает в шее жирафа в обратную сторону, когда жираф перестает пить и поднимает голову вверх, позволяя относительно небольшой струйке крови стечь вниз, чтобы не возникла гипоксия мозга. ²

Название «жираф» произошло от арабского слова «zarafah», означающего «быстро идущий», и жирафы действительно используют свои длинные ноги, чтобы быстро ходить, хотя из-за их длинных ног-рычагов и немного качающихся, вертикально сбалансированных шей-колонн, кажется, что они двигаются медленно. По неясным причинам, но предположительно из-за подлинно жирафьей биомеханики, когда жирафам надо двигаться быстро, они не галопируют или скачут как практически все другие четвероногие, которые в таких случаях отрывают от земли то передние, то задние ноги. Вместо этого они одновременно поднимают переднюю и заднюю ноги с одной стороны, чередуя левые и правые, — а не задние и передние — такая манера называется «иноходь». На самом деле это очень эффективно и изящно, скорее уклюже, чем неуклюже, после того, как наблюдатель привыкнет к новизне. (Между прочим, верблюды тоже передвигаются иноходью, ³ что, возможно, объясняет название вида жирафа на латыни camelopardali, из-за древнего убеждения, что жирафы — полу-верблюды, полу-леопарды, последнее из-за заметно пятнистой и похожей на плитку раскраски жирафов.)

Теперь об этой примечательной шее. Сколько костей в шее жирафа? Ответ: семь (согласно исследованию Journal of Zoology 1999 года — восемь), ⁴ такое же число, как и в человеческой, только жирафья огромна, и каждый шейный позвонок в среднем 25 сантиметров длиной. А у мыши? Тоже семь, хотя — сюрприз — все очень маленькие. Мышиные.

_{Подробное фото шеи жирафа. Фото: Майк Тейлор и Мэтт Ведель}

Вероятно самый известный факт про шею жирафа (по крайней мере, среди биологов) — это особенность ее нервов, в частности левого возвратного гортанного нерва, который посылает импульсы гортани животного. Забудьте на минуту, что жирафы, вероятно, самые тихие из крупных млекопитающих, они издают звуки, хотя и слабо. Никто не знает, почему они такие вкрадчивые, хотя понятно, что у их гортани та же базовая иннервация (связь органов с нервной системой — прим. Newочём), что и у других, более шумных млекопитающих, хотя импульс проходит больший путь. Возможно, это как-то связано с их длинной шеей, или им просто нечего сказать. В любом случае, мышцы их гортани — как и нашей — стимулируются их гортанным нервом, и здесь мы можем наблюдать один из самых ошеломительных примеров чрезвычайно неразумного замысла в зоологии.

Гортанные нервы, обычно присутствующие у позвоночных, ответвляются от более крупного блуждающего нерва, играющего большую роль в парасимпатической системе позвоночных, который посылает сигналы всем основным внутренним органам, включая сердце и пищеварительную систему. У всех млекопитающих возвратные гортанные нервы ответвляются от блуждающего нерва на уровне дуги аорты, там где аорта — изначально восходящая от сердца с отходящими от нее сонными артериями, питающими шею и голову — ныряет назад, чтобы обеспечить кровью остальные части тела. Дуга аорты делает петлю на 180 градусов, что не является проблемой для правого возвратного гортанного нерва, который находится на «правильной» стороне, избегает изгиба аорты и идет прямо к гортани вдоль трахеи. Однако его левому товарищу приходится огибать дугу аорты снизу, прежде чем направиться в сторону гортани. Это немного анатомически неудобно, но не является большой проблемой для большинства позвоночных, включая человека, поскольку этот изгиб добавляет лишь несколько сантиметров пути.

В этом и заключаются одновременно интересная дилемма длинношеих животных и наглядный пример эволюции. Среди современных рыб и, предположительно, рыбьих предков современных млекопитающих, возвратные гортанные нервы (левый и правый) шли по прямой от мозга до жабр вдоль сердца. У короткошеих ранних млекопитающих все почти также, только левая ветвь, проходящая под сгибающейся частью арки аорты, была чуть длиннее и изгибистее. Но у тех тварей, которые в ходе эволюции развили длинные шеи, бедному левому возвратному гортанному нерву пришлось выполнять прямо-таки абсурдный объезд во время эмбрионального развития: выйти из мозга, направится вниз, чтобы пройти под этой постоянно удаляющейся аркой аорты, затем снова отправится вверх, чтобы, в конце концов, достичь гортани.

В случае жирафов для этого нелепого приспособления теперь требуется нерв 4,5 м длиной (2,3 м в одну сторону, затем обратно), хотя если бы он шел по прямой, то вся длина была бы 15 см. Откуда такая странность? Потому что жирафы эволюционировали от их прямых предков, которые в свою очередь эволюционировали от своих, и так до общего предка, рыбы, длина возвратных гортанных нервов которой была совершенно резонной. (И кстати, не тратьте всю свою жалость на жирафов: Существовали другие позвоночные потомки рыбы — в частности, динозавры-завроподы, — чьи 13,7 метровые шеи требовали намного более длинных нервов: примерно 27,5 метров! В недавнем техническом отчете — в журнале Acta Palaeontological Polinica, если быть точным — эту нелепость называли «памятником неэффективности». ⁵)

<sub>1. Hargens, A.R., Millard, R.W., Pettersson, K., & Johansen, K. Гравитационная гемодинамика и предотвращение отеков у жирафов (Gravitational haemodynamics and oedema prevention in the giraffe). Nature 329, 59-60 (1987).
2. Mitchell, G. & Skinner, J.D. Как жирафы адаптировались к их невероятному облику (How giraffes adapt to their extraordinary shape). Transactions of the Royal Society of South Africa 48, 207-218 (1993).
3. Dagg, A.I. Как двигается верблюд (The locomotion of the camel (Camelus dromedarius)). Journal of Zoology 174, 67-78 (1974).
4. Solounias, N. Уникальная анатомия шеи жирафа (The remarkable anatomy of the giraffe’s neck). Journal of Zoology 247, 257-268 (1999).
5. Wedel, M.J. Памятник неэффективности: предполагаемая форма гортанного нерва у динозавров-завроподов (A monument of inefficiency: The presumed course of the recurrent laryngeal nerve in sauropod dinosaurs). Acta Palaeontologica Polonica 57, 251-256 (2011).<.sub></sub>

Пока что все очень неловко. Но почему современные жирафы вообще развили такие проблематичные длинные шеи? Здесь жирафы помогут нам отличить эволюцию по Дарвину от эволюции по Ламарку. Ламарк считал, что шеи жирафов стали длинными, потому что их предки растягивали свои. По Дарвину ранние жирафы отличались друг от друга длиной шей, и обладатели более длинных более успешно размножались. Согласно концепции «наследование приобретенных характеристик» Ламарка — не особенно отличающейся от «пользуйся или выкидывай» — органы увеличиваются когда используются и уменьшаются, если нет. Практически все согласны, что у ранних жирафов шеи не очень отличались от шей других копытных.

Но Ламарк и его последователи представляли, что эти жирафы тянулись за все более высокими листьями на верхушках саванных деревьев (а жирафы действительно питаются с веток), и их шеи удлинялись, также, как мышцы растут при использовании, пока их потомки не приобрели самые длинные шеи. Взгляд Дарвина немного иной, и более точный: с увеличением конкуренции за лиственную растительность ранние жирафы с несколько более длинными шеями могли чуть лучше кормить себя, доставая высокорастущие листья.

Поэтому они производили больше потомства, шеи которого, в свою очередь, становились длиннее, чем у родителей. Поэтому естественный отбор предпочитал более длинные шеи, также как и необходимые приспособления вроде способности порождать и выдерживать очень высокое кровяное давление, при этом не допуская стекания крови в ноги, плюс неизбежные минусы вроде извилистого пути левого возвратного гортанного нерва.

Но на этом история не заканчивается. Существует еще одно конкурирующее объяснение того, почему у жирафов такие длинные шеи, и в нем фигурирует половой отбор. Сначала небольшое отступление. Хотя многие люди считают иначе, нет никакой принципиальной разницы между естественным отбором и половым. Естественный отбор происходит каждый раз, когда происходит дифференцированное размножение, при котором некоторые гены более успешны в передаче своих копий будущим поколения. Половой отбор включает конкуренцию за добывание и приобретение партнера, и является настолько же естественным, как и другие формы отбора, касающиеся, например, добычи еды, уклонения от хищников, сна при усталости или чесания когда чешется. Просто половой отбор иногда приводит к чертам — классическим примером является павлиний хвост — которые невыгодны в экологическом плане, но тем не менее позитивно отбираются, потому что в целом их вклад в пригодность через конкуренцию со своим полом или привлечение противоположного пола больше, чем прямые потери, касающиеся просто выживания.

Оказывается, жирафы-самцы больше злобные, чем ласковые: во время гона они сражаются, используя свои тяжелые, крепкие головы, закрепленные на длинных гибких шеях — получается что-то вроде средневекового моргенштерна или цепа. И чем длиннее шея, тем более сильными получаются удары. В связи с чем, предположение — известное как гипотеза «шеи для спаривания» — гласит, что длинные шеи прошли отбор потому что помогали самцам побеждать в схватках между собой. Также, самки могли предпочитать более длинношеих самцов отчасти потому что тогда у их потомства шеи тоже были бы более длинными. Соответственно, новые самцы более успешно конкурировали бы с другими самцами и были бы более сексуально привлекательными для самок своего поколения. Так или иначе, гены самцов, отвечающие за длину шеи, и гены самок, отвечающие за выбор более длинношеих партнеров, были бы переданы. ⁶ Это вариант того, что бихевиоральные экологи называют «гипотезой сексуального потомства», применимой также и к эволюции хвоста павлинов и других, на первый взгляд, странных черт самцов. Согласно этой гипотезе, длинная шея у жирафов-самок это сопутствующий эффект полового отбора среди самцов.

Это спорная идея, и последнее слово еще не сказано. ⁷ Поддерживает гипотезу «шеи для спаривания» открытие того, что мужские особи с более длинными шеями на самом деле более успешны в бою между собой и, более того, жирафихи действительно предпочитают удлиненные шеи у потенциальных партнеров, что придает термину necking еще одно значение (necking означает «целовать одетого партнера в область шеи» — прим. Newочём). Кроме того, большая часть поиска пищи жирафов происходит на уровне плеч, а не на уровне вытянутой шеи. Вдобавок, жирафы на два метра выше других животных, питающихся листвой, что говорит о том, что конкуренция при кормодобывании не является основной движущей силой, стоящей за высотной эволюцией. С другой стороны, может быть, во время нехватки еды дополнительный рост оправдывает себя, и, более того, обычно самые питательные части листвы растений находятся на самом верху, в растущих кончиках.⁸

Однако нет причины считать, что успех в добыче пищи и успех в сексе взаимоисключающие вещи в их возможном эволюционном влиянии. Эта перспектива является еще одним примером того, как эти долговязые, длинноногие гиганты с длинной шеей воплотили в себе разнообразие жизни, высеченной эволюцией. В то же время может быть сложно представить существо настолько невероятное как жираф вообще занимающееся сексом, не говоря уже о том, что они были сформированы под влиянием этого фактора. Но то же справедливо и для размышлениях о сексе между нашими родителями, и тем не менее то, что мы здесь, свидетельствует о том, что они — как и жирафы — занимались этим, по крайней мере иногда.

<sub>6. Simmons, R.E. & Scheepers, L. Победа с помощью шеи: половой отбор в эволюции жирафа (Winning by a neck: Sexual selection in the evolution of giraffe). American Naturalist 148, 771-786 (1996).
7. Mitchell, G., Van Sittert, S.J., & Skinner, J.D. Половой отбор не был причиной происхождения длинных шей у жирафов (Sexual selection is not the origin of long necks in giraffes). Journal of Zoology 278, 281-286 (2009).
8. Cameron, E.Z. & du Toit, J.T. Победа с помощью шеи: высокие жирафы избегают конкуренции с более короткими собратьями (Winning by a neck: Tall giraffes avoid competing with shorter browsers). The American Naturalist 169, 130-135 (2007).
9. Simmons, R.E. & Altwegg, R. Шеи-для-спаривания или конкурирующие животные? Критика идей, касающихся эволюции жирафа (Necks‐for‐sex or competing browsers? A critique of ideas on the evolution of giraffe). Journal of Zoology 282, 6-12 (2010).</sub>

Автор: Дэвид П. Бараш — эволюционный биолог и профессор психологии в Вашингтонском университете. Его самая последняя книга называется «Буддисткая биология: мудрость древнего востока и наука современного запада» (Buddhist Biology: Ancient Eastern Wisdom Meets Modern Western Science).
Оригинал: Nautilus.

Перевела: Оля Кузнецова.
Редактировал: Артём Слободчиков.

жираф и его «насос» / Хабр

Для человека многие животные кажутся привычными, они вроде как уже и не могут нас ничем удивить. Но на самом деле, любой живой организм на Земле — это целая биохимическая лаборатория, которая содержит ряд интереснейших механизмов. О многих животных уже публиковались материалы на Geektimes, но, конечно, далеко не о всех.

Задумывались ли вы, каким образом жираф пьет воду? Может быть, кто-то даже видел, как животное делает это, в зоопарке? На самом деле, с такой длинной шеей, как у жирафа, просто попить не получится. В его организме есть несколько приспособлений, которые позволяют без особых проблем утолить жажду, когда хочется. Внешне все просто — животное раздвигает передние конечности и наклоняет шею, прикасаясь к поверхности воды губами. Самое интересное скрыто от глаз человека.

Немного о самой шее

Шея жирафа усложняла бы животному жизнь, если бы не ряд компенсирующих механизмов. Например, для того, чтобы поднимать кровь к голове на несколько метров, сердце животного увеличилось в размерах, стенки его стали гораздо толще, чем, к примеру, у окапи, близкого родственника жирафа. Давление крови у этого животного в два или даже три раза больше кровяного давления человека. Это сердце пропускает около 60 литров крови в минуту, его вес — 12 килограммов. Кровь жирафа более густая и имеет вдвое более высокую плотность кровяных телец, чем у человека. По мнению некоторых ученых, этот показатель один из наиболее высоких среди всех существующих животных.

И здесь появляется еще несколько проблем. Например, если бы не ряд компенсирующих механизмов, высокое давление крови просто убивало бы жирафа, когда тот опускает голову вниз. В мозг его вкачивалось бы большое количество крови. Но у сосудов шеи есть специфические клапаны, которые предохраняют мозг животного. Аналогичная проблема, только обратная по знаку, если так можно выразиться, возникает, когда жираф поднимает голову. Это происходит быстро, и если бы не другая группа компенсирующих механизмов, то давление крови в этот момент бы сильно падало. Может быть, это и не убило бы животное, но сознание бы оно теряло каждый раз при поднимании головы на исходную высоту. Здесь приходят на помощь все необычные по структуре сосуды, способные держать давление животного примерно на одном и том же уровне.

Жираф — очень большой. Это самое высокое животное в мире. В процессе движения возникают перегрузки, которые в обычной ситуации, без адаптации организма под такие нагрузки, просто медленно бы убивали это животное. Например, в его конечностях постоянно накапливалась бы вода. Для того, чтобы предотвратить это явление при перегрузках у человека, используются специальные костюмы особой конструкции. У жирафа есть собственный «костюм» такого типа, созданный самой природой в ходе эволюции. У него прочная и эластичная эпителиальная ткань и необычно эластичная соединительная ткань.

Жирафы умеют быстро бегать, в случае острой необходимости они достигают галопом скорости 55 км/ч, то есть на коротких дистанциях они могут перегнать скаковую лошадь. Однако, как правило, эти животные ходят не спеша, передвигая одновременно оба правых копыта, затем оба левых. Из-за своего большого веса и тонких ног жирафы могут ходить только по твёрдой поверхности.

Как жираф пьет?

Но вернемся к воде и процессу утоления жажды у этих гигантов. Продолжительное время считалось, что животным удается пить воду благодаря тому, что они создают область низкого давления в пищеводе и желудке. Таким образом, рассуждали ранее ученые, вода поднимается из источника по горлу и далее вливается в пищевод и желудок. На самом деле, жираф неспособен создать область низкого давления таким образом.

То есть она создается, но иным путем — благодаря синхронным действиям различных элементов в шее животного. В этом процессе участвует надгортанник, с одной стороны, и губы животного с другой. Склоняясь к воде, жираф особым образом сжимает губы и начинает всасывать воду, причем «клапан» надгортанника при этом закрыт. Потом губы закрываются, а «клапан» в надгортаннике открывается, что позволяет воде перемещаться в пищевод.

Этот процесс повторяется снова и снова. На каком-то этапе животное поднимает голову и шею, и вода переходит в желудок. Так повторяется несколько раз, пока жираф не напьется. По оценке исследователей, закачка воды в организм животного происходит примерно со скоростью 10 км/ч. Этого достаточно для того, чтобы поток воды создавал давление на входе в пищевод, с тем, чтобы уже находящаяся там вода не вытекала обратно. Всего в пищеводе может находиться одновременно около 5 литров воды. Каждый цикл закачки обеспечивает попадание в пищевод 300 миллилитров воды. За 25 секунд жираф может осуществить до 17 таких циклов.

Интересно, что все эти данные получены физиком Филиппом Биндером, который в прошлом году поехал в один из национальных парков ЮАР. Он наблюдал за животными довольно долго, с близкого расстояния, так что смог за время наблюдений понять, что именно происходит в шее жирафа, когда тот пьет. Одно из видео, сделанных в зоопарке Phoenix Zoo в Аризоне показывает процесс утоления жажды жирафом с близкого расстояния.

Для того, чтобы обеспечивать нормальную жизнедеятельность организма, природе пришлось увеличить в ходе эволюции легкие жирафа, чтобы он мог дышать на высоте 3-х метров, перекачивая воздух в легкие. Такие изменились кости, мышцы и соединительная ткань — ведь, как и говорилось выше, жираф постоянно испытывает перегрузки.

Жирафы обитают в саваннах Африки. Сегодня их можно встретить только к югу и юго-востоку от Сахары, прежде всего в саваннах Восточной и Южной Африки. Популяции севернее Сахары были искоренены человеком ещё в древности: во времена Древнего Египта они существовали в дельте Нила и на берегах Средиземного моря. К сожалению, в XX веке ареал жирафов вновь значительно сократился. Наиболее крупные популяции жирафов сегодня обитают в заповедниках и резерватах.

Анатомия жирафа | Шея, шкура и рога жирафа

Как видно из приведенной ниже схемы, жираф — очень высокое животное, максимальная длина которого составляет 19 футов (6 метров). Шея — замечательная особенность жирафа. Это до сих пор ошеломляющая характеристика этого животного.

В ходе эволюции, как и у большинства млекопитающих, внутренняя система жирафа синхронизировалась в соответствии с его образом жизни, и специальные клапаны выросли одновременно с сердцем и шеей жирафа. Ноги у жирафа тоже очень длинные, и если вы посмотрите на картинку, то увидите, что передние ноги длиннее задних. Это придает жирафу «наклонную спину».

Шея жирафа

Длина шеи жирафа может превышать 1,5 метра (5 футов), однако она содержит только семь позвонков — столько же, сколько у большинства других млекопитающих, включая человека. Эти позвонки чрезвычайно длинные и разделены очень гибкими суставами. У основания шеи грудные позвонки имеют шипы, которые выступают вверх, образуя горб над плечами. Эти кости поддерживают мышцы, удерживающие шею в вертикальном положении, подобно тросам, удерживающим строительный кран.

Шея жирафа настолько длинная, что в ходе эволюции от животных с более короткой шеей, таких как окапи, потребовались модификации тела. Сердце жирафа должно быть очень большим, чтобы качать кровь к мозгу, пока жираф наклоняется, чтобы попить. К сожалению, одновременная перекачка слишком большого количества крови в его мозг может привести к летальному исходу. Вот почему этого не происходит. У жирафа есть специальные клапаны в сосудах на шее, обеспечивающие адекватный кровоток. Эти специальные клапаны называются «эукариотами».

Шкура жирафа

Шкура жирафа представляет собой впечатляющее множество пятен в форме многоугольников, обычно коричневого цвета. Эта шкура уникальна для каждого жирафа — нет двух одинаковых шкур. Шкуры жирафов также помогают им маскироваться от хищников на деревьях и в лесу. Многоугольники на теле больше, чем на лице и конечностях, а их низ живота обычно вообще не имеет рисунка. У жирафов короткий густой мех с уникальным рисунком из темных пятен, которые варьируются от бежевого до каштанового.

Хотя нет двух абсолютно одинаковых рисунков кожи жирафов, некоторые региональные узоры настолько распространены и различны, что зоологи выделили несколько подвидов жирафов на основе этих узоров. Одним из самых ярких представителей этого подвида является сетчатый жираф, у которого есть большие коричневые пятна, разделенные тонкими контрастными линиями, образующими узор, похожий на разбитую мостовую. Другая разновидность, масайский жираф, имеет пятна со сложными зубчатыми очертаниями. У всех жирафов цвет шерсти имеет тенденцию становиться темнее с возрастом.

Рога жирафа

На головах самцов и самок жирафов есть пара покрытых волосами рогов, называемых оссиконами, которые постоянно покрыты кожей и заканчиваются пучком черных волос. Жирафы-самцы используют свои рога, чтобы игриво драться друг с другом. Рога самцов жирафов больше, чем у самок, и вырастают до 25 сантиметров (около 10 дюймов) в длину.

По мере старения самцов жирафов на их черепах образуются отложения кальция и появляются другие роговидные шишки. У жирафов может быть до трех таких больших шишек, две в задней части черепа и одна в области лба, так что может показаться, что у них пять рогов.

Эта характеристика, не встречающаяся ни у одного другого млекопитающего, связана с драками, которые устраивают самцы жирафов, чтобы установить доминирование для спаривания.

Их маленькие рожки на макушке покрыты шерстью и довольно часто используются в бою между самцами (быками), особенно при конфликте за господство над партнером по спариванию. Рога у самок жирафов гораздо меньше и более пучковые.

У жирафов есть небольшой горб на спине. Жирафы имеют пятнистый рисунок, похожий на леопарда. Долгое время люди называли жирафа верблюдом-леопардом, так как считали, что это помесь верблюда и леопарда. Отсюда и происходит название вида жирафов.

Длинные языки жирафов длиной около 18–20 дюймов действуют как руки и позволяют жирафам хватать листья и ветки и тащить их себе в рот.

Так же, как коровы и козы, жираф также является жвачным животным, что означает, что его желудок состоит из четырех частей. Жирафы пережевывают пищу, но позже отрыгивают ее, снова пережевывают, а затем проглатывают. Только после того, как пища проглочена во второй раз, она проходит через четыре камеры желудка.

Какой длины шея жирафа?

Длина шеи жирафа может превышать 1,5 метра (5 футов), однако в ней всего семь позвонков — столько же, сколько у большинства других млекопитающих, включая человека.

Есть ли у жирафа рога?

Головы как самцов, так и самок жирафов имеют пару покрытых волосами рогов, называемых оссиконами, которые постоянно покрыты кожей и заканчиваются пучком черных волос.

Как называются рога жирафа?

Рога жирафа называются оссиконами.

Анатомия жирафа — факты и информация о жирафе

Жирафы — самые высокие наземные животные, обладающие уникальным и загадочным внешним видом. Они имеют дизайн кузова, который сильно отличается от любых других. Из-за их высокого роста трудно поверить, что они могут весить так много. Взрослый самец жирафа может весить до 2600 фунтов, в то время как самки немного меньше, около 1800 фунтов.

Размер
Очевидно, первое, что привлекает наше внимание, это большой рост, который колеблется между 15 и 20 футами, причем самцы выше самок.

Размеры жирафов различаются в зависимости от пола и вида, но даже самые маленькие для нас огромны. Поскольку самцы имеют более крупные размеры, чем самки, у этого животного наблюдается половой диморфизм.

Тело жирафа относительно маленькое по сравнению с размерами других частей тела, но его костная структура выдерживает значительный вес его органов и его длинная шея, что позволяет ему развивать высокую скорость при беге.

Вес самок колеблется от 1200 до 2500 фунтов, но в среднем 1800 фунтов. У мужчин этот показатель выше, потому что их средний вес составляет 2600 фунтов, а диапазон варьируется от 1800 до почти 4400 фунтов.

Их хвост тонкий и имеет длину от 32 до 40 дюймов.

Оссиконы
Странные выпуклости на голове жирафов, похожие на рога, называются «оссиконами», чтобы отличить их от рогов других животных, поскольку они отличаются от них. Это два бугорка окостеневшего хряща примерно 5 дюймов, покрытые мехом. Эти структуры являются способом различения полов, поскольку у самок тоньше и с большим количеством волос, чем у самцов, которые толще и с очень небольшим количеством меха или без него.

Исследователи считают, что основная функция этих оссиконов связана с терморегуляцией тела, но они также эффективны для сражений между самцами.

У некоторых на лбу появляется припухлость, похожая на третью косточку, а у одного вида их пять. Для мужчин характерно отложение кальция на голове по мере старения, что придает им такой вид.

Выкройки шубы жирафа.

Кожа
Рисунок шерсти жирафов — одна из их самых ярких черт. В зависимости от подвида вид рисунка различается, но, кроме того, каждый жираф имеет уникальный и неповторимый рисунок пятен, которые с возрастом темнеют, но никогда не меняют своего рисунка.

Кожа жирафов имеет характерный запах, который отпугивает насекомых и паразитов, а темные части тела также выполняют функцию системы терморегуляции. Коричневый, темно-оранжевый, светло-коричневый и бежевый — основные цвета шерсти жирафов.

Голова
Голова жирафа маленькая и довольно длинная с закругленным ртом на конце. У них есть маленькие уши, похожие на уши оленя по бокам косточек.

Морда и язык
Морда жирафа имеет дружелюбный и умиротворенный вид. У них большие карие глаза с длинными ресницами, которые защищают их от яркого солнечного света. Их язык цепкий, темный и имеет длину от 18 до 20 дюймов. Он используется, чтобы держать пищу и брать ее в рот, а также чистить нос. Ряд сосочков защищает губы, язык и внутреннюю часть рта от опасных шипов растений и деревьев, которые едят жирафы, таких как дерево акации.

Удлиненный и цепкий язык жирафа также помогает им счищать жуков с лица, а также доставать очень высоко до источников пищи на деревьях.

Губы жирафа очень толстые, чтобы защитить их во время еды. Многие ветки и деревья, которые они едят, имеют острые элементы, которые могли бы им навредить, если бы их не было.

Шея
Длинная и мощная шея жирафов является их наиболее характерной чертой, достигает 6,5 футов в длину и образована семью шейными позвонками, как и у других млекопитающих, включая человека, но с той разницей, что каждый из позвонков имеет крупный размер, достигающий 11 дюймов.

Семь отдельных позвоночных на шее жирафа имеют особые суставы, придающие им гибкость. Плечи этих животных также прочны, чтобы поддерживать большую шею. Эти двое связаны друг с другом различными мышцами, так что плечи не напрягаются.

Голова и шея жирафа прикреплены к телу набором мышц и связок, соединяющих длинные позвонки, что придает животному ярко выраженный горб в начале шеи.

Язык жирафа.

Ноги
Ноги жирафа очень длинные, тонкие, но невероятно мощные. Это то, что они используют для защиты от хищников. Хотя они могут бегать со скоростью до 35 миль в час, они не могут делать это очень долго. Что интересно, они двигают обеими ногами с одной и той же стороны одновременно при ходьбе. Однако во время галопа они двигают сначала двумя передними ногами, а затем двумя задними.

Желудок
Желудок жирафа также очень сложен, так как он имеет четыре камеры, как и все жвачные животные. Они пережевывают пищу, отрыгивают ее, снова пережевывают, а затем передают в желудок. Этот орган может очень хорошо переваривать пищу, поэтому большинство продуктов используются организмом положительно.

Прочие характеристики

Чтобы не отставать от этой уникальной анатомии, жираф также имеет очень необычную систему кровообращения. Сердце жирафа — еще одна особенность в мире животных. Он имеет длину до 2 футов и весит около 24 фунтов и может перекачивать от 16 до 20 галлонов крови в минуту, размер, необходимый для правильного прохождения крови до мозга. Однако его анатомия также препятствует тому, чтобы мозг получал слишком много крови, когда жираф опускает голову, чтобы поесть или попить воды.

У них есть зубы, приспособленные для кормления травоядными, поэтому они не могут использовать их для защиты от других животных или разрывания пищи.