Южноафриканские зоологи предположили, что длинная шея и конечности нужны жирафам не для того, чтобы дотягиваться до листвы, а для терморегуляции. Площадь поверхности тела у жирафов примерно такая же, как у других животных с похожей массой. Но форма тела — длинные шея и ноги — позволяют животным эффективнее отводить тепло и избегать перегрева. Исследование опубликовано в Journal of Arid Environment, коротко об исследовании рассказывается в редакционной статье в Nature.
Жирафовые появились около 20-25 миллионов лет назад и у древнейших представителей семейства шея была вчетверо, а ноги — втрое короче, чем у современных жирафов. Постепенно, жирафовые «вырастили» шею с 55 до 220 сантиметров, а ноги — с 80 до 210 сантиметров. Исследователи неоднократно пытались объяснить, зачем жирафам такая анатомия. Французский естествоиспытатель Ламарк (1744-1829) предполагал, что жирафовые постоянно тянулись к ветвям деревьев и, в результате у них выросли шея и ноги. Дарвин и Уоллес считали, что, напротив, сначала у жирафов выросли шея, ноги и язык. Это позволило животным питаться листьями и обеспечило преимущество перед другими жвачными.
Позднее исследователи предлагали другие гипотезы: что шея у жирафов выросла вслед за ногами, чтобы животные могли дотянуться до воды; или что это результат полового отбора — самцы во время брачного сезона дерутся друг с другом шеями. Однако палеонтологические исследования показали, что у древнейших жирафовых ноги были вдвое длиннее шеи и, по-видимому, они не умирали от жажды. А из современных наблюдений стало ясно, что самки жирафов не отдают предпочтения каким-то конкретным самцам (например, с более длинными чем у остальных шеями). К тому же, в этом случае наблюдался бы половой диморфизм, то есть у самцов шеи были бы длиннее, чем у самок, которым не надо драться, чтобы оставить потомство.
В середине XX века было выдвинуто предположение, согласно которому длинные ноги и шея нужны жирафам для терморегуляции. Его автор отверг объяснение Дарвина и Уоллеса, считая, что рост дает преимущество только самцам, а более низкорослым самкам и детенышам все равно приходится конкурировать за растительность с другими копытными. По мнению исследователя, геометрия поверхности тела жирафа позволяет эффективно отводить избыточное тепло и избегать перегрева. Однако расчеты соотношения площади поверхности тела к его массе, которые могли бы подтвердить или опровергнуть гипотезу не проводились. Авторы нового исследования решили прояснить этот вопрос.
Ученые оценили соотношения площади поверхности тела к его массе для 60 жирафов: самцов, самок и детенышей, чья масса варьировала от 141 до 1358 килограммов. Авторы работы условно разделили жирафов на части и посчитали площадь поверхности каждой из них. Если часть тела жирафа можно было принять за геометрическое тело (например ноги — за цилиндры), то площадь ее поверхности исследователи считали по соответствующей формуле (для цилиндра — S=2πrh, где r — радиус, а h — высота цилиндра). Если же часть тела была сложной формы (например, голова), то площадь ее поверхности ученые вычисляли, исходя из массы и толщины кожи.
Результаты вычислений показали, что площадь поверхности тела у жирафов не больше, чем у других животных с похожей массой тела. «Дополнительная» поверхность ног и шеи уравновешивается сравнительно некрупным туловищем. В то же время, узкая длинная шея и тонкие ноги позволяют эффективнее отводить тепло, когда жираф стоит, повернувшись к солнцу. Как заключают исследователи, гипотезу о терморегуляции подтверждает не соотношение площади поверхности к массе, а форма тела.
Следует отметить, что авторы работы не отвечают на вопрос, почему другие травоядные, которые живут в сходных с жирафом условиях, не «вырастили» себе длинные шеи и конечности и как они решают вопрос с терморегуляцией.
Ранее зоологи опровергли одну из гипотез, объясняющих, зачем зебре нужны полоски. Согласно этому предположению, это камуфляж, который позволяет животным оставаться незамеченными для хищников. Авторы исследования проанализировали зрение хищников и показали, что они начинают различать полоски у зебр только на небольшом расстоянии, когда добычу уже можно найти и по запаху.