Защо краката на жирафа са толкова дълги? Учени разкриха, че те са помощник на свръхмощното сърце
Ново изследване разкрива, че свръхдългите крака на жирафите не са просто за височина, а служат като механизъм за подпомагане на сърцето, което трябва да работи при кръвно налягане над 200 mm Hg. С повдигането на сърцето по-близо до главата, дългите крайници спестяват на жирафа 5% от енергийния му бюджет, което се равнява на над 1,5 тона храна годишно.
Жираф си похапва покрай пътя.
Жирафите са символ на височината, но дългите им крайници крият сложна биомеханична тайна. Нови научни изследвания разкриват, че докато дългият врат позволява на тези бозайници да достигат ексклузивни източници на храна, то издължените крака са еволюирали, за да улеснят работата на сърцето, спасявайки животното от катастрофален енергиен разход.
Учените отдавна знаят, че жирафите имат пряк достъп до сочните листа на върха на високите акациеви дървета в Африка, до които по-малките бозайници не могат да достигнат. Този изключителен източник на храна им позволява да се размножават целогодишно и да оцеляват по-добре при суша. Въпреки тази полза, дългата шия налага огромно натоварване на сърдечно-съдовата система.
Сърцето на жирафа трябва да генерира изключително високо налягане, за да изпомпва кръвта няколко метра нагоре до главата. Кръвното налягане на възрастен жираф обикновено надхвърля 200 mm Hg, което е повече от два пъти по-високо от това на повечето бозайници. За да поддържа тази система, сърцето е изключително мощно, тежи около 11 кг и в покой изразходва повече енергия, отколкото цялото тяло на човек в покой.
Ново проучване на Роджър С. Сеймур и Едуард Снелинг, публикувано в Journal of Experimental Biology, разкрива, че дългите крака служат като „неразпознати помощници“ в борбата на сърцето срещу гравитацията. Учените изчислили енергийните нужди на жирафа и ги сравнили с тези на хипотетично животно, наречено „елаф“ – комбинация между тяло на антилопа кана и врат на жираф, което достига същата височина.
Резултатите показват драматична разлика в енергийния бюджет. Докато хипотетичният елаф би изразходвал цели 21% от общата си енергия за захранване на сърцето, жирафът използва само 16%. За сравнение, при хората този процент е едва 6,7%. Като издига сърцето си по-близо до главата чрез дългите си крака, жирафът спестява 5% от енергията си.
Тази икономия е критична. Авторите на изследването изчисляват, че в рамките на една година, спестената енергия се равнява на повече от 1,5 тона храна, което може да бъде решаващо за оцеляването в суровите условия на африканската савана.
Еволюционният път на жирафите подкрепя тази теза. Зоологът Греъм Митчъл посочва, че предците на жирафите първо са развили дълги крака, преди да се удължат и шиите им. Геномни проучвания потвърждават, че жирафите, подобно на хората, имат само седем шийни прешлена, но те са се удължили значително с времето.
Въпреки че дългите крака са енергийно ефективни, те имат своята цена. Когато пият, жирафите са принудени да разтварят широко предните си крака, което ги прави уязвими и бавни за реакция при появата на хищник. Статистиките показват, че жирафите са най-склонните бозайници да напуснат водоема, без да са се напили. За сметка на това, при бягане те са изключително бързи, достигайки скорост до 55-60 км/ч, движейки се с уникална походка, при която местят едновременно двата крака от едната страна.
Съществува и алтернативна гледна точка за еволюцията на врата. Някои учени смятат, че половият подбор е играл ключова роля, тъй като мъжките жирафи използват по-дългите и тежки вратове за битки за доминация.
Във всеки случай, дължината на врата достига биомеханичен лимит. Учените посочват пример с динозавъра зауропод Giraffatitan, чийто 8,5-метров врат би изисквал кръвно налягане от около 770 mm Hg, за да достигне кръвта до главата му. Такъв енергиен разход би надхвърлил енергийния бюджет на цялото останало тяло, доказвайки, че съвременният жираф е достигнал оптимален баланс между височина и сърдечно-съдова ефективност.
