Скелеты крупных и мелких зверей

Мы рассмотрели общие признаки скелета млекопитающих («млекопитающих вообще»), отличающие их от других позвоночных. Как известно, скелет даёт опору телу животного и служит его механическим каркасом; поэтому скелет определяет общую форму тела, которая в свою очередь связана с размерами животного и со способом его передвижения (летучие мыши и киты).

Сравним скелеты двух млекопитающих, приведённые на нашем рисунке к одному размеру (рис. 281). Общие контуры тела у обоих животных приблизительно сходны; конечности их сравнительно коротки, не длинен и шейный отдел, хвосты у обоих короткие. Вместе с тем уже на первый взгляд скелет животного, представленный на верхнем рисунке, выглядит гораздо более грузным по сравнению с лёгким, «ажурным» скелетом, изображённым внизу.

Чем же объясняется эта разница?

Дело в том, что вверху изображён скелет бегемота — крупного животного, длина тела которого достигает 4–4,5 м, а внизу — скелет лемминга, мелкого северного грызуна, размерами чуть поменьше крысы (крыса в данном случае была бы менее пригодна для сравнения из-за её длинного хвоста). А ещё Галилей показал,что, чем крупнее животное, тем труднее ему носить тяжесть своего тела (вспомним, что об этой закономерности у нас уже была речь при разборе строения насекомых).

Объясняется это тем, что при увеличении линейных размеров животного соотношение между весом его тела и мышечной силой неуклонно изменяется в невыгодную для него сторону. Всего благоприятнее оно у животных мелких. При увеличении линейных размеров в 2 раза объем тела животного, а вместе с ним и вес его (при той же форме тела) увеличится в 2³ = 8 раз, тогда как мышечная сила (величина которой зависит от площади поперечного сечения мышцы) увеличится только в 2² = 4 раза; при увеличении длины тела в 10 раз вес его увеличится в 1 000 раз, а сила только в 100 раз и так далее.

Таким образом, у крупных животных соотношение между мышечной силой и весом тела оказывается чрезвычайно неблагоприятным, а это ведёт к тому, что с увеличением размеров должна меняться и форма мышц, которые становятся более утолщёнными. Но раз мышцы делаются более мощными и массивными, то для прикрепления их к соответствующим костям скелета требуются и более широкие поверхности в виде различных гребней и выростов на костях конечностей, на лопатках и на затылочной части черепа, которые так характерны для крупных млекопитающих; сильнее выступают у крупных животных и остистые отростки на позвоночнике, и весь костяк принимает более массивный вид.

Однако утолщение костей и появление на них гребней и выростов в свою очередь увеличивает вес тела и тем самым затрудняет передвижение животного, несмотря па мощное развитие его мускулатуры. Этим и ставится предел дальнейшему увеличению размеров в историческом развитии наземных млекопитающих (вот почему на нашей планете физически невозможно существование выведенных в «Путешествиях Гулливера» мира лилипутов и мира великанов-бробдингнегов, сохраняющих при огромных различиях в размерах все пропорции нашего действительного земного мира и представляющих его геометрические подобия).