Поскольку в организме теплоотдача происходит через поверхность тела, терморегуляция животных в сильной степени зависит от соотношения величины поверхности и массы тела. Более крупные организмы обладают относительно меньшей поверхностью на единицу массы. Тогда становится понятным, почему у близких видов одного рода или у подвидов одного вида более крупные животные встречаются в холодных частях ареала.

В северном полушарии увеличение размеров животных наблюдается по мере продвижения к северу, в южном - к югу. Это обобщение, сделанное еще в 1847 г. К.. Бергманном, получило название правила Бергманна. Примеров, иллюстрирующих правило Бергманна, можно привести много. Так, длина черепа у подвидов дикого кабана из Южной Испании около 32 см, из Польши - приблизительно 41 см, из Белоруссии - 46 см, из Сибири - до 56 см. То же наблюдается у волков, медведей, лисиц, косули, зайца и у других зверей. Самые крупные бурые медведи обитают на северо-востоке Сибири и Аляске. Наиболее мелкие зайцы-русаки живут в Испании, а самые крупные - в средней полосе СССР у северной границы своего ареала. Это правило касается и птиц. К примеру, длина крыла (показатель общих размеров) у рогатых жаворонков из Канады 111 см, из Калифорнии - только 97 см; европейская иволга значительно крупнее своих родичей из Афганистана и Индии. Очень характерен пример с пингвинами. Наиболее мелкий - галапагосский пингвин, живущий в тропическом поясе, ростом всего около 50 см. В умеренном климате Огненной Земли встречается гребенчатый пингвин, достигающий 65 см. На антарктическом же побережье обитает самый крупный из пингвинов - императорский - высота его 120 см и более. Однако из правила Бергманна есть исключения, которые часто объяснимы. Во-первых, это перелетные птицы. В зимнее время они мигрируют в более теплые края и не испытывают действия очень низких температур. Во-вторых - мелкие зверьки (грызуны, насекомоядные), живущие в норах, где микроклимат сравнительно мягче. Наконец, это островные животные, подчиняющиеся специфическим закономерностям.

Следует сказать, что В. Г. Гептнер (1936) обратил внимание на очень интересную закономерность, которая развивает правило Бергманна: на материках есть центры максимальной и минимальной величины видов. В Палеарктике центром максимальной величины животных является Чукотка, а минимальной - Алжир. В Неарктике - соответственно Аляска и Флорида. Развивающим и дополняющим правило Бергманна является подмеченная зоологами особенность в строении зверей, обитающих в холодных областях земного шара. Оказалось, что у гомойотермных животных подвиды одного вида или близкие виды одного рода имеют более короткие хвосты, уши и конечности, чем их ближайшие сородичи из теплых районов. Лапы и шеи у животных-северян тоньше и уже. Это явление названо правилом Аллена. Биологический смысл его тот же: сокращение поверхности тела относительно его массы и, следовательно, уменьшение теплоотдачи. Правило Аллена убедительно иллюстрируется размерами ушей и ног зайцев. У среднеазиатских зайцев-песчаников длинные ноги и уши, в то время как европейские русаки и тем более северные беляки сравнительно коротконоги и короткоухи. Еще более показателен пример с лисицами. В условиях жаркого климата Северной Африки обитает самая мелкая и вместе с тем самая длинноухая лисица - фенек, в наших тундрах живет низкорослый с короткими ушами и мордой полярный песец. Европейская лисица представляет нечто среднее между ними.

Конечно, все приспособления нельзя сводить к реакции только на температуру. Существенно в этом смысле влияние климата в целом, что подтверждается так называемым правилом Глогера. Согласно этому правилу, у подвидов одного вида или у ближайших видов одного рода гомойотермных животных, обитающих в районах с различным климатом, разная окраска. У форм из теплых и влажных частей земного шара она более темная и насыщенная. Это обусловлено накоплением в организме пигментов эумеланинов. У форм же из сухих и жарких областей преобладает светлая (рыжая, желто-коричневая) окраска, так как в тех климатических условиях в покровах животных концентрируются другие пигменты - феомеланины. Вот почему у пустынных животных особая, гармонирующая с субстратом окраска, так называемая пустынная окраска. Примеров, иллюстрирующих правило Глогера, очень много. По существу, вся пустынная фауна нашей Средней Азии и Казахстана подчиняется этому правилу.

Зависимость величины, размеров выступающих частей тела и окраски животных от географического распространения представляет собой явление географического изоморфизма. Оно выражается в том, что у животных определенных стран общий характер сложения и окраски. Лучше всего это иллюстрируют пустынные обитатели Азии, Африки и Австралии, которые при всем различии своего систематического положения имеют сходный облик.

Подчеркнем еще раз, что перечисленные закономерности проявляются внутри вида, реже внутри рода, но среди близких видов.

Кроме указанных факторов среды, в жизни наземных животных важную роль играет свет. Однако непосредственная зависимость здесь, как это наблюдается у растений, отсутствует. Тем не менее, она есть. Это выражается хотя бы в существовании дневных и ночных форм. Следует отметить, что играет роль не само по себе освещение, а сумма света. В тропическом поясе этот фактор особого значения не имеет в силу своего постоянства, но в умеренных и околополярных широтах положение меняется. Как известно, длина светового дня там зависит от времени года. Только длинным полярным днем (продолжительность его несколько недель) можно объяснить тот факт, что перелетные птицы Крайнего Севера успевают за короткое время вывести и выкормить птенцов, поскольку пищей им служат насекомые, а они деятельны круглые сутки.

Изобилие света продвигает на север границы жизни многих видов. Короткий же зимний день не позволяет даже холодолюбивым птицам получить достаточное количество корма для компенсации энергетических затрат, и они вынуждены откочевывать на юг.

Мощным фактором, регулирующим жизненный цикл ряда животных, служит длина светового дня. Явление фотопериодизма, в объяснение которого существенный вклад внес советский зоолог А. С. Данилевский, обусловливает развитие определенного количества поколений у насекомых в течение года, а также возможность расширения ареалов животных в другие широтные пояса.

Фотофильность или фотофобность животных может быть показателем отношения их к климату. Так, многие пустынные формы открыто появляются лишь в сумерках или ночью не потому, что они "убежденные фотофобы", а, видимо, из-за того, что ночью в воздухе больше водяных паров. Иначе говоря, в жарких и сухих районах "дневной" и "ночной" климат различен. Это позволяет обитать там и настоящим ксерофилам, и животным, требующим более высокого увлажнения.

К существенным климатическим факторам нужно отнести и ветер. На земном шаре есть места, где он дует постоянно и с большой силой. Это особенно характерно для морских побережий и островов. Здесь, как правило, нет летающих насекомых - бабочек, мух, мелких пчел, ос, в то время как на близко расположенном материке они обитают. Отсутствие этих насекомых влечет за собой и отсутствие летучих мышей, питающихся ими. Для океанических островов типичны бескрылые насекомые, что уменьшает для них степень риска оказаться в море. Таким образом, ветер в известной мере определяет состав фауны.

В свою очередь трубконосые птицы - альбатросы, буревестники, фрегаты - приурочены к районам с постоянными ветрами. Эти птицы способны парить над водой, используя воздушные потоки и не тратя мускульных усилий на передвижение.

Характер субстрата, т. е. грунта, также играет важную роль в жизни сухопутных животных. При этом имеет значение не только химизм почвы, но и ее физические свойства. Наблюдается зависимость распространения животных от наличия солей в почве. Наиболее чувствительны к засолению почв членистоногие. К примеру, жуки рода Bledius , как и многие жужелицы, обычно встречаются только на засоленных почвах. Такие животные относятся к галофильным. Многие животные чувствительны и к типу горных пород. На известковых скалах, например, обитают моллюски, раковина которых построена из извести.

Однако чаще химизм почвы оказывает на животных опосредованное влияние, в частности, через кормовые растения. Роль пищевого фактора в жизни животных общеизвестна. Без пищи не обходится ни один из организмов, поскольку за счет питательных веществ они получают энергию и материал для построения собственного тела. Как уже говорилось, животные в целом существуют за счет растений. Гетеротрофы используют только готовые органические соединения. Следует отметить, что видовое разнообразие растений и животных на суше создает ряд отличий, характерных именно для наземных экосистем.

В 1847 году Карл Густав Бергман, работавший в Гёттингенском университете, сформулировал правило, которое в упрощенном виде звучит так: «В более теплом климате теплокровные животные одного или близких видов мельче, а в более холодном — крупнее».

Поначалу выводы немецкого биолога, анатома и физиолога были восприняты научным сообществом с сомнением, но со временем стало очевидно, что Бергман как нельзя более точно охарактеризовал один из принципов эволюции.

Действительно, такая закономерность не только существует, но и хорошо заметна. Например, у животного, имеющего один из самых широких ареалов обитания, — волка. Аравийский волк, обитающий в Омане, Израиле и других странах Ближнего Востока, — тощее низкорослое создание весом около 15 килограммов. Несмотря на свои размеры, это свирепый хищник, библейский символ злобы и ярости.

Волк из северных лесов и египетский волк (ниже)

На Аляске же и на севере Канады водятся волки вдвое крупнее и впятеро тяжелее. Волки с севера Индии, воспитавшие Маугли, вряд ли достигали веса в четверть центнера, а вот зверь, на котором скакал Иван Царевич, потянул бы, существуй он в действительности, не меньше чем на 60 килограммов, как матерый волк лесной зоны России.

Аналогичная ситуация с пумой. Разброс в весе у особей, обитающих на экваторе и на юге Канады или Аргентины, — от 60 до 110 и даже, в исключительных случаях, 120 килограммов.

Изменения заметны и по мере подъема в горы. Чем выше и, соответственно, холоднее, тем крупнее животные. Если же рассматривать животных близких видов, то правило Бергмана еще очевиднее: малайский медведь, средний вес которого 45 килограммов, вдесятеро уступает по весу среднему белому медведю.

Белый медведь — один из самых крупных наземных представителей млекопитающих отряда хищных. Его длина достигает 3 м, масса до 1 т. Обитает в приполярных областях в северном полушарии Земли.

Малайский медведь — самый мелкий представитель семейства медведей: в длину он не превышает 1,5 м. Обитает в Индии.

Хотите больших различий? Пожалуйста! Мысленно поставьте рядом самого маленького южного оленя, канчиля с Суматры, и самого большого северного — лося с Камчатки или Аляски. Разница просто фантастическая: 25 сантиметров в холке и 1200 граммов веса у первого и почти 2,5 метра и 650 килограммов у второго. Такое сравнение, может, не очень корректно, зато наглядно.

СБЕРЕЧЬ ТЕПЛО

В чем же секрет, почему по мере похолодания климата звери растут? Все дело в терморегуляции. Чем холоднее, тем важнее сохранить тепло тела, свести к минимуму теплоотдачу в окружающую среду. Ведь на поддержание постоянной температуры тела нужна энергия, то есть, в конечном счете, еда. Ее нужно добыть, что значит — тратить энергию. А зачем ее расходовать лишний раз?

На первый взгляд, чем больше поверхность тела, тем больше тепла теряет живое существо. Но рассматривать теплопотери сами по себе бессмысленно — важно их отношение к теплопродукции. Животные не только теряют тепло, но и производят его, и чем больше объем тела, тем больше джоулей оно выделяет в атмосферу.

Крошечный олень канчиль и лось с Аляски

С увеличением размеров тела рост объема опережает рост площади поверхности: у животного, которое станет в два раза шире, выше и длиннее, площадь тела увеличится в четыре раза, а объем — в восемь раз.

Таким образом, отношение потери тепла к его производству окажется в два раза выгоднее для «подросшего» зверя. В действительности, конечно, все не настолько математически точно, однако тенденция именно такова.

Разумеется, как и у любого правила, имеющего отношение к живой природе — то есть к сложнейшим динамичным системам из множества компонентов, — из правила Бергмана бывают исключения. Причины их могут быть самыми разнообразными.

От скудости кормовой базы, просто не позволяющей животным «набрать вес» и вынуждающей их мельчать, до расселения животных за пределы привычного ареала. В таких ситуациях картина может не быть «идеальной» из-за того, что прошло недостаточно времени.

Звери, переселившиеся севернее или южнее, еще не успели эволюционировать, ведь, как и большинство подобных процессов, у теплокровных изменение размеров в связи с климатом идет довольно быстро по палеонтологическим меркам, но медленнее, чем можно заметить «невооруженным взглядом».

Однако самые большие животные — слоны, бегемоты, жирафы — обитают там, где очень жарко. И это не противоречит правилу Бергмана. Таким гигантам доступны чрезвычайно обильные ресурсы пищи. И было бы странно ими не воспользоваться — раз уж можно отъесться до больших размеров, что само по себе приятно, а заодно «вывести» себя из-под угрозы хищников, которым не справиться с великанами.

Вот только эти животные постоянно испытывают риск перегрева, поскольку теплопродукция у них огромна — поэтому, решая проблемы теплоотдачи, им приходится идти на всевозможные ухищрения. Например, большую часть времени сидеть в воде, как гиппопотамы, или отращивать огромные уши, как слоны.

ПОЛЮС БЛИЖЕ -УШИ МЕНЬШЕ

Правило Бергмана редко рассматривают в отрыве от другого экогеографического правила, авторство которого принадлежит американскому зоологу Джоэлу Аллену. В 1877 году Аллен опубликовал работу, где обратил внимание специалистов на взаимосвязь между климатом и строением тела теплокровных животных родственных видов: чем холоднее климат, тем меньше у них выступающие части тела относительно общих его размеров.

И напротив, чем теплее климат, тем длиннее уши, хвосты и ноги. За примерами опять же далеко ходить не надо: фенек и песец. Пустынная лисица знаменита своими огромными ушами-парусами, у песца же ушки маленькие, зимой едва торчащие из густой шерсти.

Песец и фенек (ниже)

Индийский и африканский слоны живут в теплом климате, а их родственник сибирский мамонт обитал в стране морозов. У африканского слона огромные уши, у индийского заметно меньше, а у мамонта и вовсе были по слоновьим меркам совершенно несолидные.

Закономерности в размере выступающих частей тела также связаны с теплообменом. Через хвосты, уши и ноги идет активная теплоотдача, поэтому на севере или в высокогорье их размер выгодно минимизировать. Причем речь здесь идет уже не только о напрасной потере тепла, но и о том, чтобы сохранить орган в целости. Длинные хвосты и большие уши могут попросту отмерзнуть так, что разовьется некроз тканей — это порой происходит с собаками, которых горожане привозят в тундру из мест с умеренным климатом. В подобных случаях уши и хвосты несчастным четвероногим приходится ампутировать.

Индийский слон

А там, где тепло, длиннохвостым и ушастым — самое подходящее место. Поскольку через эти органы идет активная теплопотеря, они здесь не обуза, а напротив, средство охлаждения организма, действующее наподобие радиатора компьютерного кулера. Возьмем для примера слона. В его большие, богатые кровеносными сосудами уши поступает кровь.

Здесь она охлаждается, отдав тепло в окружающую среду, и возвращается в туловище. То же самое можно сказать о процессах в хоботе. Мы не знаем, а только предполагаем, насколько энергозатратным было владение хоботом для мамонтов. Спасало древних животных то, что хобот был с довольно солидной жировой прослойкой и, как и остальное тело мамонта, покрыт густой шерстью.

Есть ли еще какие-то правила, описывающие зависимость внешности животных от климата? В 1833 году, то есть до того как Бергман постулировал свое правило, немецкий орнитолог Константин Вильгельм Глогер, работавший в Бреслау (нынешнем Вроцлаве) , заметил: у родственных видов птиц (а как показали дальнейшие наблюдения — у млекопитающих и некоторых насекомых тоже) пигментация разнообразнее и ярче в теплом и влажном климате, нежели в холодном и сухом.

Те, кому повезло попасть в хранилище Зоологического музея МГУ, могли видеть там десятки висящих одна за другой волчьих шкур. Рыжевато-бурые длиной не больше метра, палевые чуть длиннее, серые — еще длиннее и, наконец, огромные, в человеческий рост, почти что белые с легкой примесью серых и черных волосков. Рыжие южные и белые северные волки — это пример правила Глогера.

Другой пример — розовый скворец, обитатель теплых стран, и скворец обыкновенный, темный в светлую крапинку. Сначала предполагали, что такое распределение связано с необходимостью маскировки: среди яркой зелени с разноцветными лепестками цветов легко не заметить райскую птицу с ее буйством красок в оперении, а вот белая куропатка будет как на ладони.

Розовый скворец и обычный (ниже)

А радужной колибри будет так же неуютно в тундре — и велика вероятность, что еще раньше, чем она замерзнет, птичка окажется в чьих-то зубах или когтях. Версию с маскировкой и сейчас не отрицают, однако выяснилось, что здесь работает еще один фактор: в теплой и влажной среде синтез пигментов протекает активнее.

Есть интересное исключение из правила Глогера. Это так называемый индустриальный меланизм, впервые обнаруженный в Англии, а затем в Северной Америке. Примером его могут служить бабочки, обитающие в местах с развитой промышленностью. Фабрики выбрасывали дым и копоть, стволы берез и лишайники темнели. Белые бабочки на их фоне становились заметны, их поедали птицы.

Выживали те насекомые, кто из-за случайной мутации оказывался меланистом (черным). Постепенно количество черных особей в популяциях стало достигать 90%, а ведь когда-то 99% были белыми.

Вениамин Шехтман
Журнал DISCOVERY Август 2014

Сохранять тепло очень важно для тех животных, которые проживают в холодных климатических поясах, поэтому многие из них отмечаются приспособленностью для таких условий телосложением.
Основные данные:
Изменение формы тела. У многих жителей холодных областей форма, размеры и пропорции тела отличаются от формы, размеров и пропорций тела животных того же вида, населяющих теплые районы. Такое строение тела является признаком лучшей приспособленности к регуляции теплообмена. Этот факт объясняется на примере двух правил.
Правило Бергмана. Очевидно, что животные, которые живут в холодных климатических зонах, имеют округлое тело. Согласно правилу Бергамана округлая форма тела лучше помогает удерживать тепло. Прекрасным примером, иллюстрирующим данное правило, цилиндрические тела млекопитающих, живущих в холодной воде, в частности тюленей.
Правило Бергамана говорит, что среди животных одного вида, обитающих в большом ареале, крупнейшие особи встречаются в холодных регионах. Чем ближе к югу, тем меньше их размеры. Так, например, самый подвижный тигр - амурский тигр. Мельче - бенгальский. И совсем небольшой - яванский тигр. Так, в соответствии с правилами, крупные волки должны жить в Арктике.
Правило Алена. Согласно правилу Аллена, у животных, населяющих холодные участки ареала, выступающие части тела (конечности, хвост, ушные раковины) меньше, чем у представителей того же семейства, живущих в теплых районах. Размеры тела уменьшаются с целью сокращения теплоотдачи и предотвращения лишним потерям тепла. Так, у обычного песца короткое тело, конечности и хвост выпуклый лоб, укороченные уши и рот. У рыжей лисы тело более удлиненное, длинный хвост и мордочка, а также уши, сильно выступают. А у степной лисы длинные конечности и огромные уши. Большие уши нужны животным для улучшения теплоотдачи и для предотвращения перегрева их организмов.

ИЛИ ТЕБЕ ИЗВЕСТНО, ЧТО...
Шиншилла имеет очень густую шерсть, потому что из одной волосяной луковицы вырастает до 40 волосков.
Во время зимней оттепели в арктических широтах идут дожди, после чего мокрая шерсть овцебыков часто мерзнет, образуя ледяной панцирь, мешающий животному двигаться.
1 см2 кожи северного морского котика покрывает до 50 000 волосков.
Северные олени нередко совершают длительные переходы в поисках убежища от холодных ветров, они пытаются согреться, прижимаясь телами друг к другу.

Млекопитающие, обитающие в холодных районах, поддерживают постоянную температуру тела, благодаря, прежде всего, воздушной прослойке, имеющемся в их шерсти. У многих видов животных под кожей находится толстый слой жира. Отдельные виды спасаются от холода с помощью особого строения тела.
НА севернее Полярного круга
Самой холодной частью ареала млекопитающих является Арктика. За исключением белого медведя, который живет даже на Северном полюсе, большинство видов проживающих в южных районах. У многих жителей Арктики густая, длинная и, как правило, белая шерсть. Их меховые шубы устроены по принципу двойных оконных рам, между которыми находится воздух - тепловой защитный слой. В летнее время шерсть у большинства видов редеет. Белый медведь в течение всего года носит белый наряд с оттенками желтого. Солнечные лучи проникают сквозь белые волоски к коже медведя и нагревают ее. Медвежья шерсть состоит из густого подшерстка, поэтому кожа медведя даже во время плавания в ледяной воде остается сухой. Кроме того, от холода его защищает и толстый слой подкожного жира.
Очень густая шерсть и у росомахи. Поскольку на шерсти росомахи никогда не образуются ледяные кристаллы, эскимосы шьют из ее шкур подложку для одежды. У других " морозостойких " животных, овцебыков, из густого подшерстка растут волосы длиной 50-70 см. Оба слоя имеют отличные свойства для удержания тепла и защищают животное даже в самые сильные морозы. Линяет овцебык во время короткого арктического лета.
Терморегуляции В ГОРАХ
В горных районах ночная температура обычно бывает намного ниже дневной. Млекопитающие, живущие высоко в горах, должны приспосабливаться не только сезонным колебаниям температуры, но и к суточным. Ветер, дождь и снег зимой не слишком приятные явления, поэтому большинство высокогорных жителей, как и жителей Арктики, имеют густой мех. Очень теплая шерсть у шиншилл, Викуна, гуанако, лам и альпак, живущих в Андах. Люди стригут гуанако, лам, Викуна и альпак, получая теплую шерсть. В горах, покрытых лесом, разница между дневной и ночной температурами не так велика. Этим пользуются многие виды горных коз и баранов, которые на зиму спускаются в эти места с большей высоты.
Терморегуляции В ВОДЕ

Некоторые морские млекопитающие живут вблизи Северного и Южного полярного круга, а моржи встречается только в Арктике. Отдельные виды ластоногих живут у берегов Антарктиды, постоянно находясь в ледяной воде. Нарвал и белуха проводят здесь всю свою жизнь, а серый, горбатый и синий киты появляются в этих регионах в летний период. В холодной воде теплоотдача осуществляется гораздо интенсивнее, чем в холодном воздушном пространстве. Человек, что окажется в подобных условиях, способна жить только в течение считанных минут. Цилиндрические формы китов и тюленей препятствуют излишнему выделению тепла, а толстый слой подкожного жира помогает им поддерживать постоянную температуру тела, когда они находятся в ледяной воде. Толщина жирового слоя, в зависимости от вида животных, составляет от нескольких сантиметров до полуметра. Кроме того, ластоногие имеют специальную кровеносную систему - она действует как теплообменник. Принцип ее действия основан на том, что сосуд, по которому кровь попадает в конечность, оплетается сетью мелких сосудов, относят кровь из конечности. При установившемся теплообмене между противонаправленными потоками крови достигается минимальное охлаждение крови, которая циркулирует внутри корпуса животного.
ЗАЩИТА ОТ ХОЛОДА
С наступлением крепких морозов слой снега для многих животных становится прекрасным убежищем, который удерживает тепло. Такие мелкие млекопитающие, например, как лемминги, роют сложные подземные коридоры, сверху покрытые толстым слоем снега. Горностай зимой также скрывается под землей. Гигантский бурый медведь, живущий на Аляске, спит зимой в берлоге, а самцы белых медведей скрываются под снегом только в снежные бури, тогда как беременные самки впадают в снежном логове в спячку. Самка белого медведя забирается в берлогу и сворачивается в клубок. Берлога заносит снегом. При этом снег образует своеобразный изоляционный слой. Волки, северные олени и лоси не боятся морозов. Лоси не бросаются в зимнюю спячку, а берут энергию из запасов жира, который нагуляли летом и осенью. Они очень мало двигаются и только в самый мороз ищут укрытия в зарослях растений и других защищенных местах. Бурундуки и много других мелких млекопитающих зимой впадают в спячку.

Наиболее древний способ передвижения - ходьба или неторопливый бег, при котором животное опирается на всю поверхность стоп и кистей (или большую их часть). Поэтому такой способ перемещения именуется стопохождением. Он не отличается особой быстротой, но гарантирует устойчивость и манёвренность. При стопохождении в каждый момент движения приподнятой оказывается только одна конечность, а три другие служат опорой, и обеспечивают равновесие.

Последовательно переставляя конечности левой и правой половины тела, животное движется вперёд. Стопохождение, сохранилось у многих насекомоядных: (ежи, землеройки), грызунов (мыши, полёвки, сурки) и у некоторых хищных (медведь). Почти так же, как у стопоходящих, устроены лапы зверей, лазающих по деревьям, например белок. Только пальцы у них длиннее, а у многих хорошо развиты и когти.

Пальцехождение и фалангохождение

А как быть животным, обитающим на открытых пространствах? Ведь им необходимо быстро бегать, чтобы спасаться от хищников или, наоборот, догонять жертву. Из современных млекопитающих наиболее приспособлены к бегу виды копытных, обладающие особым строением кисти и стопы. Но прежде чем сформировалась такая конечность, как, например, у антилоп или лошадей, их предки перешли от опоры на всю стопу к опоре на фаланги пальцев, т. е. к пальцехождению.

С одной стороны, пальцехождение позволяет вырабатывать большую скорость, а также двигаться прыжками. Но с другой - площадь опоры на поверхность земли уменьшается и возрастает физическая нагрузка на фаланги пальцев (в этом легко убедиться, пройдясь на цыпочках), а значит, появляется риск вывихнуть пальцы. Поэтому приходится жертвовать подвижностью суставов ради их большей прочности: фаланги пальцев стали более короткими, потеряли подвижность, а кости пясти и плюсны, напротив, сильно удлинились.

Среди современных млекопитающих пальцеходящими являются представители группы хищных, например кошки и собаки. Об эффективности этого способа передвижения свидетельствует то, что самое быстрое на Земле млекопитающее - гепард, развивающий скорость до 110 км/ч , относится к пальцеходящим.

Почему гепард бегает быстро, но не долго?

В отличие от пальцеходящих бегунов копытные млекопитающие способны бежать не только быстро, но и долго. Это возможно благодаря более прочному строению конечности и наличию роговых копыт. Копытные опираются на самые концы пальцев, покрытые копытами, предохраняющими от ранений о твёрдую почву или камни. Поэтому бег пальцеходящих хищных - это сочетание быстроты и манёвренности, а бег их потенциальных жертв - травоядных копытных - сочетание быстроты и выносливости.

У наземных млекопитающих задние конечности, как правило, всегда лучше развиты по сравнению с передними. Например, у зайцев эта разница очень существенна. Обычно они перемещаются короткими прыжками, отталкиваясь как передними, так и задними лапами. При быстром беге зайцы совершают длинные прыжки. Задние лапы во время движения они выносят далеко вперёд относительно передних, которые в этот момент служат опорой телу. Основная нагрузка при беге ложится именно на задние конечности.

Рикошетирующий бег

Очень редко передние конечности вообще перестают использоваться в качестве опоры в процессе бега. Ярким примером «двуногого» способа перемещения прыжками служат кенгуру. Этот способ передвижения называется рикошетирующим бегом.

Одновременно отталкиваясь сильными задними лапами и используя хвост в качестве руля и противовеса, кенгуру способны совершать один за другим огромные прыжки, отскакивая от земли («рикошетируя») подобно теннисному мячу. Крупные виды кенгуру перемещаются прыжками длиной 6-12 метров развивая при этом скорость до 40 км/ч. Правда, они не могут долго бежать с такой скоростью и быстро устают.