Разумеется что у жирафа шея стала длинной не потому что его предкам приходилось все время тянутся за листочками. Так как же все было?
Во времена раннего неогена было процветание видов жиравовых, т огда они достигли наибольшего количества видов и географического распростронения. Многие из них(видов) уже тогда отличались крупными размерами и могучим телосложением. В следствии изменения климата в плейстоцене, большинство жирафовых вымерло, оставив лишь два со временных вида:жираф и окапи. У них еще были короткие шеи но со временем благодаря мутациям у жирафов шеи стали
удлинятся давая ряд приемуществ.
По одной из версий автором которой является зоолог Роб Сименс, длинные шеи возникли в следствии борьбы сам цов шеями. Самец с более длиной шеей чаще побеждал и в следствии получал больше "внимания" самок, в результате производя больше потомства.
Так же к версии Сименса следует добавить что длиная шея давала приимущество в поисках пищи они могли ощипывать верхушки деревьев а значит, они находили для себя больше пищи и имели больше шансов выжить, особенно в периоды, когда еды было мало и прихо дилось конкурировать с другими травоядными: антилопами, зебрами и многими другими. И каждому из них приходится обедать на своем «этаже».
Щипать низкорослую траву жирафу неудобно, зато он без труда дотягивается до самых верхушек деревьев, а на такой высоте конкурентов у него нет.(Так же нередко жирафы предпоч итают передвигатся для повышения собственной безопасности вместе с стадами антилоп или зебр. Тут им тоже пригодится длиная шея во избежание конкуренции за пищу) Жираф редко щиплет сте пную траву, предпочитая только сочные побеги, которые богаты влагой. Получая всю необходимую жидкость из пищи, жирафы могут находиться довольно-таки далеко от источников воды.
Так же как утверждают зоологи из Центра исследований Дикой Природы в Южной Африке и Американского университета штата Вайоминг, преимуществом длиношеих явлеется то что они могут дальше видеть(Своих высоких сородичей жирафы могут видеть на расстоянии до километра), тем самым повышая собств еннуя безопастность, а так же длиная шея улучшает терморегуляцию, благодаря увеличению площади поверхности тела.
Ну хорошо, но ведь кроме приеиушеств есь и минусы, как же хищник и? Ведь с длиной шеей жираф более уязвим. Жирафы умеют быстро бегать и в случае острой необходимости достигают галопом скорости 55 км/ч, то есть на коротких дистанциях они могут перегнать скаковую лошадь.
Примечательно и то, что эти на первый взгляд громоздкие и неповор отливые животные умеют и прыгать, преодолевая даже барьеры высотой 1,85 м. Ну а если прийдется схлестнутся с врагом морда к морде то он довольно эффективно обороняется сильными ударами передних копыт, способными размозжить череп любому не осторожному нападающему.
Благодаря своим размерам жираф имеет мало естественных врагов, а от тех немногих хищников, которые осмеливаются напасть на него, он довольно эффективно обороняется сильными ударами передних копыт, способными размозжить череп любому неост орожному нападающему.
Отлично, с шеей мы разобрались но как же кровообращение, особенно в отношении снабжения мознга, с такой то шеей?
Сердце у жирафов осбенно сильное. Оно пропускает 60 л крови в минуту, весит 12 кг и создаёт давление, которое в т
ри раза выше, чем у человека.
Тем не менее, оно не смогло бы вынести перегрузки при резком опускании и поднятии головы жирафа. Для того, чтобы такие движения не вызвали смерть животного, кров
ь жирафа более густая и имеет вдвое более высокую плотность кровяных телец, чем у человека. Помимо этого, у жирафа имеются особые запирающие клапаны в большой шейной вене, прерывающие поток крови таким образом, что сохраняется давление в главной артерии, снабжающей мозг.
Правообладатель иллюстрации Edwin Giesbers/naturepl.com
Большинство из нас привыкли считать, что длинная шея нужна жирафам для того, чтобы доставать еду с верхушек деревьев. Но, как узнал обозреватель , некоторые ученые полагают, что эта анатомическая особенность скорее связана с половой жизнью этих животных.
Жирафы - самые высокие из ныне живущих сухопутных млекопитающих, а благодаря своим длинным ногам и шее они кажутся особенно огромными. Самцы могут достигать в высоту 5,5 метра, самки обычно немного пониже.
В естественной среде обитания эти прекрасные создания вытягивают шеи, чтобы сорвать листья с верхушек деревьев.
Правообладатель иллюстрации Anup Shah/naturepl.com Image caption Жирафы - самые высокие из сухопутных млекопитающихЖираф обитает "в местах, где почва, почти всегда сухая и лишенная травы, заставляет его ощипывать листву с деревьев и постоянно употреблять усилия, чтобы достать ее", - писал он в 1809 году в своей книге "Философия зоологии".
"Вследствие такой привычки, сохраняемой с давних времен всеми особями данной породы, передние ноги жирафы сделались длиннее задних, а ее шея […] вытянулась".
В общем, по Ламарку, жирафья длинная шея образовалась за счет ее постоянного вытягивания и наследования этой анатомической особенности в течение многих поколений.
Английский натуралист Чарльз Дарвин тоже считал, что такие необычайно длинные ноги и шея должны быть связаны с необходимостью добывать пропитание.
Правообладатель иллюстрации Charles Summers/naturepl.com Image caption Жирафы могут доставать до верхушек очень высоких деревьев"Жирафа благодаря своему высокому росту, очень длинной шее, передним ногам, голове и языку обладает общим телосложением, удивительно адаптированным к обрыванию листьев с верхних ветвей деревьев", - говорится в его книге "О происхождении видов", изданной в 1859 году.
Однако Дарвин не принял соображения Ламарка о причинах этого эволюционного изменения. По его мнению, длинная шея жирафа - результат непрерывного "естественного отбора".
У длинношеих жирафов было больше шансов выжить в тяжелые времена, чем у их короткошеих соперников.
Правообладатель иллюстрации Denis-Huot/naturepl.com Image caption Жирафы масаи (Giraffa camelopardalis tippelskirchi)Теперь уже ясно, что Дарвин в общем правильно понял принципы эволюционного развития, а Ламарк заблуждался. Поэтому важно понять разницу между эволюционными механизмами, описанными обоими учеными.
Жаль, правда, что для иллюстрации придется использовать именно жирафа.
Начать хотя бы с того, что Ламарк упомянул жирафа лишь единожды и мимоходом в одном из своих многочисленных трудов. Однако именно за это его и помнят, а вовсе не за идеи, которые послужили предтечей теории эволюции и сильно повлияли на Дарвина, и за остальной его вклад в развитие науки.
Кроме того, гипотеза о том, что длинная шея сформировалась у жирафов ради добычи пропитания, которую выдвигали и Ламарк, и Дарвин, возможно, не вполне верна.
Правообладатель иллюстрации Denis-Huot/naturepl.com Image caption Жирафы обычно едят, склонив шеюВ 1996 году зоологи Роберт Симмонс и Лью Шиперс выступили с несколькими тезисами, поставившими под сомнение существующую теорию, известную под названием "соперничество за еду".
"В засушливый период (когда борьба за пропитание должна быть в самом разгаре) жирафы обычно питаются листвой с низких кустов, а не с высоких деревьев", - утверждают ученые в своей статье, вышедшей в американском научном журнале Аmerican Naturalist.
Самцы жирафа часто дерутся за расположение самок - этот ритуал называют "борьба шеями"
Более того, чаще всего жирафы едят, склонив шею, - кстати, так получается быстрее.
Непонятно также, почему на протяжении вот уже более миллиона лет рост жирафа остается на два метра больше, чем у всех его соперников. Это явный перебор.
Симмонс и Шиперс выступили с альтернативным предположением о том, что длинная шея является результатом полового отбора, - эту гипотезу стали называть "шея ради спаривания".
Правообладатель иллюстрации Anup Shah/naturepl.com Image caption Жирафы-самцы дерутся шеямиСамцы жирафа часто дерутся за расположение самок - этот ритуал называют "борьба шеями". Соперники встают бок о бок, а затем начинают колошматить друг друга головами.
"Жирафы наносят противнику удары по шее, груди, ребрам или ногам, пользуясь макушкой или затылком своего твердого черепа как дубинкой, с силой, способной сбить соперника с ног или лишить его чувств", - пишут Симмонс и Шиперс.
"Судя по всему, череп самца жирафа прекрасно приспособлен для такой специфической борьбы со своими сородичами", - отмечают авторы одного исследования, результаты которого были опубликованы в 1968 году.
В битвах обычно побеждают самые крупные самцы, которые производят больше всех потомства
По словам зоолога Энн Иннис Дагг из Университета Ватерлоо в канадской провинции Онтарио, которая изучает жирафов с 1950-х годов, в битвах (в 1960-х был даже зафиксирован смертельный случай) обычно побеждают самые крупные самцы, которые производят больше всех потомства. "У остальных жирафов остается не так много возможностей для спаривания".
Кроме того, существуют доказательства того, что самки более благосклонно относятся к ухаживаниям со стороны более крупных самцов.
Однако за последнее десятилетие были собраны данные, свидетельствующие против гипотезы о "шее ради спаривания".
Правообладатель иллюстрации Cheryl-Samantha Owen/naturepl.com Image caption Жираф как символ эволюции?В частности, в рамках исследования, проведенного в 2013 году, не было обнаружено никаких свидетельств в пользу того, что у самцов длина шеи (относительно массы тела) больше, чем у самок.
Иными словами, в длине шеи не проявляется никаких очевидных признаков полового диморфизма. В итоге авторы исследования пришли к выводу о том, что все-таки "гипотеза о соперничестве за еду является более вероятным объяснением высокого роста жирафов".
Тем временем другие ученые нашли прямое подтверждение гипотезы о "соперничестве за еду".
Сторонники гипотезы о "шее ради спаривания" не сдаются
Путем сооружения заграждений вокруг деревьев акации в ЮАР Элиссе Кэмерон и Йохану дю Туа удалось продемонстрировать, что в конкуренции за пищу с более низкорослыми соперниками жирафов, такими как антилопы штейнбок, импала и куду, "жирафы получают преимущество с точки зрения питания, поскольку могут достать листья, недоступные более мелким животным". Так говорится в статье, вышедшей в журнале American Naturalist в 2007 году.
Итоги их исследования стали "первым экспериментальным доказательством того, что чрезвычайно вытянутое тело жирафа является результатом естественного отбора, развившись в ответ на конкуренцию со стороны менее рослых видов травоядных".
Эти исследования наводят на мысль о том, что Дарвин и Ламарк все же были правы.
Однако сторонники гипотезы о "шее ради спаривания" не сдаются, так что не исключено, что доля истины присутствует в обоих объяснениях.
Так или иначе, эта история, возможно, еще не закончилась…
Почему у жирафа длинная шея? Казалось бы, ответ очевиден. Его еще в начале XIX века дал выдающийся французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк. Он утверждал, что жираф сотворил себе сам это чудо природы благодаря своему чрезмерному усердию. Животные из поколения в поколение тянулись вверх, чтобы объедать кроны деревьев. Так у них и появилась длинная шея, которая передавалась потомкам.
Вроде бы все логично, но... Ламарк глубоко заблуждался. Вообще шея жирафа - прекрасный пример того, как развивается наука. Главный ее принцип - во всем сомневаться, особенно в очевидном. Поэтому в каждом ответе ученые сразу же ищут новый вопрос. В такой череде "вопрос - ответ - новый вопрос - новый ответ и так далее" наука познает мир. И она доказала, что Ламарк неправ, что сколько бы сотен тысяч лет жирафы ни тянулись к расположенным на высоте листьям, это к их длинной шее никакого отношения не имеет. На самом деле во всем виноваты генетика и естественный отбор. Благодаря мутациям рождались разные животные: с просто длинной шеей, с более длинной, а также с очень длинной. А дальше в дело вступал естественный отбор: из этого множества жирафов с шеями разной длины побеждали длинношеие. Они лучше питались, так как дотягивались до листьев, которые другим были недоступны. Они были здоровее, конкурентоспособнее, плодили больше потомства с такими же длинными шеями.
Это один из самых знаменитых примеров, как работает естественный отбор, и жирафы с их удивительными шеями попали во все учебники. Казалось бы, здесь можно ставить точку, но наука и на этот раз не успокоилась. Она задалась новым вопросом: только ли в недосягаемых листьях причина? Были предложены самые разные версии. Скажем, такая: длинная шея в первую очередь нужна была самцам жирафов. "Рекордсмен" легче побеждал соперника в схватке за самку, а, может, слабый пол почему-то предпочитал более длинношеих самцов. Иными словами, длина шеи жирафов была признаком, по которому работал половой отбор.
Еще одна гипотеза: длинная шея защищает от перегрева. Ведь температурный баланс зависит от соотношения поверхности тела к его объему. Чем больше поверхность, тем быстрее тепло уходит, чем больше объем тела, тем больше тепла в нем задерживается. Для большого животного в жарком климате важно избавляться от избытка тепла, чтобы не перегреться. Возможно, длинная шея вместе с длинными ногами у жирафов увеличивают поверхность тела относительно объема, помогая им охлаждаться. Ученые из ЮАР сделали расчеты и показали, что соотношение поверхность - объем у жирафа примерно такое же, как многих других животных. А значит гипотезу "шеи-холодильника" придётся отбросить. Но авторы тут же выдвинули новую версию: жираф может спасаться от перегрева, располагаясь головой всегда к Солнцу. Так они уменьшают площадь тела, освещаемую его лучами, - на шею свет просто не попадает. Вполне возможно.
Таких уникальных генов, кроме жирафа, нет больше ни у каких животных
Изучая феномен жирафа, ученые пришли к выводу, что длинная шея "потянула" за собой изменения во многих его органах. Чтобы качать кровь на высоту 5-6 метров, природа снабдила животное очень мощным сердцем. Оно пропускает 60 литров крови в минуту, весит 12 кг и создает давление, которое в три раза выше, чем у человека. Это большая работа даже в покое, но жирафы еще и любят побегать, они развивают скорость до 60 км/ч, что при их росте просто поразительно. И для этого им пришлось сильно изменить свою конституцию: зад скошен, туловище укорочено, а ноги сильно удлинены. Значит, над строением жирафа поработали не только "шейные" мутации, но множество других. Какие? На этот вопрос ответила международная группа ученых. Они сравнивали геномы жирафа и его ближайшего родича окапи, совсем на него не похожего. Несмотря на то что по эволюционным меркам они разошлись сравнительно недавно, всего 11-12 миллионов лет назад, окапи больше напоминает зебру - у него нет ни вытянутой шеи, ни сильного сердца, позволяющего качать кровь на большую высоту. Также изучались гены нескольких десятков других животных, от мыши до коровы. В итоге оказалось, что около 70 генов, которые есть и у человека, и у других млекопитающих, у жирафа "настроены" иначе. Таких специфических вариантов нет больше ни у каких животных. Причем именно эти гены отвечают за развитие скелета и сердечно-сосудистой системы.
Сейчас ученые намерены пойти дальше, понять, какие конкретно из этого ансамбля из 70 генов стали причиной появления длинной шеи. Для этого гены жирафа будут вводить в геном мыши. Когда родятся длинношеие грызуны, станет ясно, какой ген превратил жирафа в уникума природы.
Как и у людей, шея у жирафов состоит из семи позвонков. Но, тем не менее, она гораздо длиннее, чем у нас. Это объясняется тем, что третий шейный позвонок животного в длину практически такой же, как кость, соединяющая плечевой и локтевой суставы человека. При этом ее ширина почти в 9 раз меньше.
Жирафы не сразу получили длинную шею
Согласно новому исследованию, опубликованному в Королевском сообществе открытых наук, удлинение шеи жирафа произошло постепенно. Процесс занял, по крайней мере, два этапа. Сначала шейные позвонки растянулись в сторону головы и лишь миллионы лет спустя - в направлении хвоста.
Почему жирафы имеют такую длинную шею - вопрос, который уже долгое время обсуждается учеными. По некоторым предположениям, это облегчает животным добычу пищи в виде высоких растений. Сторонники иного мнения считают, что подобная конструкция тела, возможно, сформировалась для защитной функции.
Ученые выделили два периода развития животных
Чтобы изучить, каким же именно образом животные получили такое приобретение, команда ученых во главе с Мелиндой Дановиц из Нью-Йоркского колледжа остеопатической медицины провела анализ 71 позвонка. Исследованию подверглись образцы представителей 11 различных видов жирафов. Среди них присутствовали позвонки девяти вымерших и двух живущих групп животных. Эти ископаемые кости были размещены в музеях по всему миру, а некоторые были обнаружены более века назад.
«Самое интересное то, что длина шеи жирафа, живущего много лет назад, не соответствует размерам шеи современного животного», - отметил один из соавторов исследования Никос Солониас. Также он добавил в своем заявлении: «Во-первых, у представителей видов раннего периода удлинена только передняя часть третьего позвонка. Те кости, которые были чуть «помоложе» оказались более крупными. Они уже успели пройти два этапа своего развития и были удлинены как в сторону головы, так и в сторону хвоста».
По ту сторону эпохи
Верхний конец позвонка первоначально растянулся около 7 миллионов лет назад. Этот вид животных, называемых самотерии (Samotherium), уже вымер. Этот представитель парнокопытных является самым дальним родственником современного жирафа. Второй этап развития животного - удлинение позвонка в хвостовой части - произошел гораздо позже, примерно 1 миллион лет назад.
Также команда обнаружила, что самый примитивный жираф появился уже с немного вытянутой шеей. Как заметила Дановиц, первые признаки удлинения позвонков могли появиться еще 25 миллионов лет назад. В таком случае предком жирафа вполне реально считать так называемого продремотериума (Prodremotherium).
Столетиями людей мучает вопрос: как жирафы обзавелись длинной шеей? Ученые готовы частично на него ответить: вытянутая шея досталась этим животным от их предков, обитавших на планете 16 миллионов лет тому назад.
В ходе исследований ученые рассмотрели шейные позвонки 71 животного, включая современного , его родственников и древних сородичей. Обнаружилось, что два вида: Prodremotherium elongatum (предок современных жирафов, существовавший 25 миллионов лет назад) и Canthumeryx sirtensis (тоже жираф, обитавший на Земле около 16 миллионов лет назад), обладали вытянутыми шеями.
Ученые выяснили — откуда у жирафов длинная шея?
Подобное исследование является одним из первых, когда сравниваются шеи жирафов, их родственников и предков, чтобы увидеть, как изменилось строение животных с течением времени.
«Нам было очень любопытно докопаться до истины: от кого, и как жирафам досталась длинная шея, ведь известно, что их предки не владели подобной чертой,» — говорит старший научный сотрудник исследования, Никос Солониас, профессор анатомии технического университета в Нью-Йорке. Работа включает в себя образцы 11 видов животных, 9 из которых - вымершие, и 2 существующие - жираф и окапи.
Ученые сосредоточились на третьем шейном позвонке каждого вида и сравнили образцы нынешних животных с их предками. У людей, как и у жирафов, семь шейных позвонков, но в отличие от нас, у первых они значительно больше (25,4 сантиметра в длину).
После Canthumeryx – предка, который жил 16 миллионов лет назад, генеалогическое древо разделилось на две ветви. Исследователи обнаружили, что на одной ветке четырем видам передались короткие шеи, и такая тенденция сохранялась у них в течение долгого времени. со своей короткой шеей находится на данной стороне родословной.
На другой ветке рассматриваемого генеалогического древа представлены виды, которым досталась вытянутая шея. Переломный момент случился около 7 миллионов лет назад, когда передняя сторона каждого позвонка начала увеличиваться в длину, способствуя удлинению шеи таких видов, как Samotherium major, являющегося членом современного семейства жирафов. Затем, 1 миллион лет назад, уже у другого вида, прослеживается тенденция к удлинению задней части каждого шейного позвонка, что также спровоцировало увеличение длины шеи нынешних жирафов.
Другими словами, исследование останков древних предков семейства Giraffidae дало ученым понять, что вытянутая шея развивалась миллионы лет непропорционально, сначала вытягивалась передняя часть позвонка, потом задняя. Теперь ученые знают, что шея жирафа эволюционировала до такого состояния, которое мы наблюдаем сегодня, на протяжении, по крайней мере, 16 миллионов лет.
