Страница 12 из 31
Волосы
Наличие волосяного покрова свойственно всем млекопитающим, хотя его происхождение до конца не выяснено. У других потомков пресмыкающихся – птиц – сформировались перья, по поводу которых можно почти с уверенностью утверждать, что это модифицированная чешуя. У птиц сохранились и обычные чешуйки, хорошо заметные, например на ногах курицы. У некоторых млекопитающих также есть чешуйки на коже (например, на хвосте у крысы), но относительно происхождения волос от чешуи возникают сомнения.
Каково бы ни было происхождение волос, они оказались хорошим средством защиты от низких температур и от травм, а также для маскировки. В настоящее время они бывают следующей окраски: черной (например, у пантер, окраска представляет собой разновидность окраски леопардов или ягуаров); почти белой (белые медведи и другие полярные животные зимой); черно-белой (зебры, скунсы, большие панды); серой (волки) и многочисленных оттенков коричневого, среди которых встречаются более экзотические – желтая и рыжая (жирафы, тигры, пятнистые коты). Все эти расцветки зависят от одного пигмента, меланина, существующего в двух формах; одна форма дает черные и темно-коричневые, а другая желто-красные оттенки. (Между прочим, это тот же пигмент, от которого зависит цвет кожи человека.) Волосы не бывают зеленого цвета, но большинству млекопитающих все равно присуща цветовая слепота по красному и зеленому цветам. Они видят синий и желтый цвета, но не различают или с трудом различают между собой красный, зеленый, оранжевый и коричневый. Среди млекопитающих полностью цветное зрение имеется лишь у приматов. Для лисы кролик того же цвета, что и трава, как и для кролика – лиса.
Люди (по крайней мере, представители европеоидной расы) необычны в том отношении, что у них наблюдаются почти все варианты окраски внутри одного вида, хотя «белые» или «серые» волосы, как правило, бывают седыми, то есть изменившимися в результате старения; кроме того, у каждого человека цвет волос одинаков, то есть не бывает пятнистых или пегих людей. Среди других млекопитающих такое разнообразие окраски внутри одного вида наблюдается только у домашних животных, которых человек специально разводил, используя искусственный отбор.
Что касается пятнистости у диких животных, то по этому поводу были выдвинуты различные предположения. Чаще всего такая окраска объясняется необходимостью в маскировке, хотя не ясно, почему у гепардов пятнистая окраска, а у львов, живущих в той же среде, сплошная (если только не принимать во внимание тот факт, что львы, точнее львицы, охотятся стаей). Кажется также странным и то, что у пятнистых представителей семейства кошачьих рисунок пятен разный. Если пятнистость объяснялась бы прежде всего маскировкой, то в процессе эволюции возник бы один рисунок. Вполне возможно, что для животных с ограниченным цветным зрением рисунок пятен служит способом отличать «своих» от «чужих». Другие позвоночные отличают друг друга по окраске.
Конечности и позвоночник
Древние земноводные, конечности которых отходили от тела под прямым углом, могли передвигаться, только совершая своими ногами попеременные движения, подобные тем, что совершает пловец стилем «кроль». Животное отталкивается ногой от земли и переносит ее, описывая дугу в сторону от тела.
Когда у наших древних предков-млеко питающих (или у пресмыкающихся, ставших впоследствии млекопитающими) конечности стали располагаться вертикально, при ходьбе и беге их движения в виде более плоской дуги стали совершаться непосредственно под туловищем.
В результате их туловище больше не волочилось по земле, и им не нужно было совершать движения из стороны в сторону. Позвоночник уже не колебался в горизонтальной плоскости; отталкивающие движения производились исключительно ногами под туловищем. Несмотря на то что теперь основная нагрузка ложилась на ноги, их мышцы уменьшились, ведь туловище над землей поддерживали теперь не столько они, сколько кости ног. Мышцы теперь были нужны не для поддержки, а для ходьбы. Благодаря таким переменам эти животные тратили гораздо меньше энергии на быстрое перемещение, чем их предки на ползание.
Новый способ передвижения распространился почти среди всех древних млекопитающих, так что туловище большинства современных видов этого класса находится на вертикально вытянутых ногах. Некоторые пресмыкающиеся также освоили эту позу (взять хотя бы динозавров для примера), и эта черта явно заметна у их потомков, птиц. Большинство современных рептилий передвигается по-старому, но некоторые во время бега иногда приподнимаются повыше. Когда крокодилы лениво лежат у берега реки, их брюхо покоится в иле, а лапы растянуты в стороны. Но когда им нужно быстро передвигаться, они выпрямляют ноги вертикально и приподнимают туловище. Такое положение не только позволяет им не волочить брюхо по земле, но и помогает делать более широкие шаги. На суше крокодилы часто выглядят ленивыми и неповоротливыми, но постороннему наблюдателю лучше не проверять их способность к бегу.
Почему мы умеем пожимать плечами
Кости таза прочно сочленяются с нижней частью позвоночника, ведь сильные ноги при отталкивании от земли должны крепко соединяться с туловищем. Между тазом и позвоночником нет никаких промежуточных мягких тканей, поэтому ничто не гасит импульс движения ноги, отталкивание сразу же передает движение вперед позвоночнику, а за ним и всему телу. Передние конечности, в отличие от задних, не настолько важны для движения вперед; они скорее используются для смены направления, а для этого им нужна гибкость. У млекопитающих кости передних ног крепятся к грудной клетке и лопатке, но не жестко, а системой мышц и связок. Отличие легко продемонстрировать тем, что мы можем пожимать плечами, то есть эти сочленения более подвижные, чем сочленения костей таза. У четвероногих млекопитающих соединительные мышцы также служат амортизатором удара передних конечностей о землю во время бега на большой скорости. Поглощение удара уменьшает тряску черепа и глаз, которые во время бега должны зорко следить за окружающей обстановкой. Для нас в этом тоже есть преимущества. Если бы наши плечи крепились непосредственно к позвоночнику наподобие таза, то работать с пневматической дрелью или отбойным молотком было бы просто невозможно – они бы вытрясли из нас все мозги.
Но для древних млекопитающих прочное соединение таза с позвоночником обернулось одной проблемой. Когда одна задняя нога поднималась для того, чтобы сделать шаг вперед, весь таз нужно было приподнимать и наклонять при этом в противоположную ноге сторону. Между тем противоположная задней передняя нога на другом конце туловища заканчивала шаг, а соответствующая лопатка оставалась еще приподнятой. В результате во время ходьбы позвоночник постоянно скручивался вдоль всей своей длины – задняя часть в одну сторону, передняя – в другую. Это похоже на то, как выжимают мокрую тряпку во время мытья полов. Именно из-за этой необходимости скручивать позвоночник во время ходьбы мы теперь можем крутиться верхней частью туловища в разные стороны, стоя на одном месте. Без этой способности мы никогда бы не могли играть, например, в гольф. Другие позвоночные так делать не могут. Кроме того, только млекопитающие с гибким позвоночником и гибким креплением передних конечностей могут ложиться на бок (и вставать из положения лежа на боку). Пресмыкающиеся могут лежать только на своем брюхе.
После того как конечности стали крепиться под туловищем вертикально и двигаться взад и вперед, произошло еще одно изменение в строении тела. Позвоночнику уже не нужно было изгибаться из стороны в сторону, как у рыб; вместо этого он стал изгибаться вверх и вниз. Когда задняя конечность делала шаг вперед, задняя часть позвоночника изгибалась вниз, и благодаря этому передняя конечность касалась земли дальше, чем если бы позвоночник был жестким, а шаг делался только одной ногой. Так увеличилось расстояние, преодолеваемое за один шаг во время ходьбы или бега. Благодаря этой способности млекопитающих изгибать позвоночник в вертикальной плоскости, мы теперь можем нагибаться вперед и дотрагиваться до кончиков пальцев на ногах.