Удлиненные морды рыжих лисиц и песцов оказались адаптацией к мышкованию

Узкие и вытянутые морды обыкновенных лисиц и песцов облегчают им мышкование, при котором эти хищники ныряют головой в снег и хватают грызунов и других мелких млекопитающих. К такому выводу зоологи пришли, изучив видеозаписи этого способа охоты и проведя ряд экспериментов с моделями черепов. Оказалось, что узкие и длинные морды ударяются о поверхность снега с меньшей силой, что снижает риск травм при мышковании. Кроме того, такая форма черепа позволяет легче добраться до жертв, спрятавшихся в глубоких слоях снега. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Обыкновенные (или рыжие) лисицы (Vulpes vulpes) и песцы (V. lagopus) способны успешно охотиться на грызунов и других мелких млекопитающих, которые зимой прячутся под снегом. Благодаря острому слуху эти хищники точно определяют местоположение потенциальной добычи по шуршанию, после чего резко прыгают вверх и вперед, ныряют головой в снег и хватают застигнутую врасплох жертву пастью. Этот способ охоты известен как мышкование.

Команда зоологов, которую возглавил Сон Хван Чон (Sunghwan Jung) из Корнеллского университета, предположила, что черепа лисиц и песцов адаптированы к мышкованию таким образом, чтобы повысить эффективность охоты и при этом снизить риск травм при прыжках головой в снег. Для проверки идеи исследователи обратились к документальным фильмам BBC о природе. Они выбрали несколько отрывков, посвященных мышкованию лисиц и песцов, и проанализировали движения этих хищников. Оказалось, что во время охоты лисы и песцы подпрыгивают на высоту до 50–60 сантиметров и погружаются головой в снег со скоростью до четырех метров в секунду. Первым снежной поверхности касается кончик морды — в этот момент он ориентирован практически вертикально. После этого хищник может воспользоваться передними конечностями, чтобы разрыть снег и добраться до добычи, если та спряталась слишком глубоко.

На следующем этапе авторы сравнили черепа десяти видов из рода Vulpes, трех видов южноамериканских лисиц (Lycalopex) (а также рыжей рыси (Lynx rufus) и пумы (Puma concolor)). В результате выяснилось, что оба способных к мышкованию вида, обыкновенная лисица и песец, отличаются от других псовых из выборки особенно узкими и вытянутыми мордами. Чтобы проверить, повышает ли данная особенность эффективность охоты этих хищников, авторы провели серию экспериментов. Они напечатали на 3D-принтере модели песцовых черепов нормальной формы и с укороченной на четверть мордой и соединили их с датчиками нагрузки. Затем модели сбрасывали в воду или снег с полуметровой высоты мордой вперед и оценивали силу удара о поверхность этих сред.

Анализ экспериментальных данных показал, что когда лисица или песец во время мышкования погружают голову в снег, тот ведет себя как сыпучее тело. Чем уже и длиннее морда хищника (то есть чем выше ее кривизна), тем слабее она сжимает снег и тем ниже сила удара о его поверхность. По расчетам авторов, для черепа естественной формы усредненный по времени импульс при погружении в снег вдвое ниже, чем для укороченного. Благодаря этому узкие и длинные морды снижают риск травм и позволяют обыкновенным лисицам и песцам безопасно практиковать мышкование. Кроме того, такая форма черепа помогает при меньшей силе удара проникать глубже в снег, что дает преимущество при охоте на добычу, спрятавшуюся в его нижних слоях.

Несколько лет назад зоологи обнаружили, что обыкновенные лисицы из Лондона отличаются более короткими и широкими мордами — а размер мозга у них меньше. Исследователи считают эти изменения адаптациями к городской жизни. Интересно, что аналогичные признаки наблюдаются у домашних животных, в том числе знаменитых одомашненных лисиц из эксперимента советских генетиков.