Почему слон не умеет прыгать — и что будет, если семитонный гигант всё же упадёт на колени?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Статья | Флора и фауна

Слон — самое тяжёлое наземное животное планеты и одновременно одно из немногих млекопитающих, которое никогда не отрывает все четыре конечности от земли одновременно. Это не фигура речи, а результат измерений: скоростная съёмка на экспериментальных дорожках показала, что даже при максимальном разгоне слон сохраняет контакт с грунтом. За этой деталью стоит целая архитектура тела, собранная эволюцией как компромисс между прочностью и подвижностью. Та же архитектура объясняет, почему падение на колени, безопасное для большинства животных, для семитонного гиганта превращается в смертельно опасное событие.

 Лежачий азиатский слон. Таиланд
Лежачий азиатский слон. Таиланд
Автор: Bgelo777 Источник: ru.wikipedia.org

Столбы вместо пружин

Чтобы прыгнуть, животное должно за доли секунды запасти упругую энергию в сухожилиях и мышцах, а затем высвободить её толчком, поднимающим тело над землёй. Конечности слона устроены иначе. Кости передней и задней ноги поставлены почти вертикально, одна над другой, как несущие колонны, и масса от четырёх до семи тонн проходит через них к земле кратчайшим путём. Такая схема исключительно экономична для стояния и ходьбы, но не оставляет места пружинному механизму: запасать упругую энергию просто негде.

Здесь важна точность формулировок. В популярной литературе слона нередко называют единственным млекопитающим, не способным прыгать, однако это упрощение. Другие мегагербиворы — носороги и бегемоты — тоже не подпрыгивают с места, но фазу полёта в локомоции, то есть мгновение, когда ни одна конечность не касается земли, они не утратили: белый носорог галопирует с отрывом всех четырёх конечностей, а бегемот, перемещающийся преимущественно рысью, на максимальном ускорении кратковременно отрывается от земли. Уникальность слона в другом: он — единственное крупное наземное животное, у которого фазы полёта нет ни на одной скорости, от медленного шага 0,4 метра в секунду до максимально надёжно зафиксированных 6,8 метра в секунду, то есть около 24-25 километров в час.

В обычной жизни слон ещё медленнее: его нормальный темп ходьбы — порядка четырёх-семи километров в час, и именно этот темп, а не рекордный, заполняет почти всю его жизнь, за день проходящую несколько километров в поисках корма.

Скелет слона
Скелет слона
Автор: Sklmsta Источник: commons.wikimedia.org

Стопа, которая гасит удар

Вторая причина кроется в устройстве стопы. Слон фактически стоит на цыпочках: фаланги пальцев направлены вниз и вперёд, а нагрузку принимает массивная жировая подушка позади них. При каждом шаге подушка расплющивается, увеличивая площадь опоры, и восстанавливает форму, работая как гидравлический демпфер: она гасит вибрацию и бережёт суставы.

Но демпфер — не пружина: он поглощает энергию, а не возвращает её толчком. Позади подушки располагается дополнительная распорка — увеличенная сесамовидная кость, описанная в 2011 году в журнале Science как «шестой палец» слона: она работает как задняя опора, распределяющая давление по стопе. Добавьте ограниченный диапазон движения суставов: запястье передней ноги и колено задней не складываются мгновенно, как конечность кошки перед прыжком.

Эволюция и не требовала от слона прыжков: взрослых особей никто не хищничает, а поваленное дерево или канава в саванне проще обойти, чем перепрыгнуть. Естественный отбор шлифовал выносливость и способность часами держать вес, а не взрывную силу.

Ноги пустынного слона
Ноги пустынного слона
Автор: Charles J. Sharp Источник: commons.wikimedia.org

Падение на колени

Из этого следует, что за фразой «слон упал на колени» стоят два принципиально разных события. Контролируемое опускание — напиться, подпустить детёныша к вымени, позволить человеку подняться на спину — безопасно: мышцы тормозят снижение, нагрузка нарастает плавно. Неконтролируемое падение — иное дело. Переднее «колено» слона анатомически является запястьем, и его суставные поверхности не рассчитаны на прямой удар нескольких тонн массы с высоты собственного тела: такой удар грозит переломом лучевой и локтевой костей и разрывом суставной капсулы. Задняя конечность с её истинным коленным суставом принимает инерцию всей задней половины туловища, с риском для менисков и крестообразных связок.

Но даже если кости целы, главная опасность начинается позже. Лежание для слона — не отдых. Измерения, выполненные во время ветеринарных процедур, показали: в боковом положении дыхательные мышцы и лёгкие слона работают хуже, а состав артериальной крови смещается до клинически значимых величин. Масса тела прижимает грудную клетку и внутренние органы, а в придавленных к грунту мышцах нарушается кровообращение. У крупного рогатого скота этот механизм изучен экспериментально: уже шесть-двенадцать часов вынужденного лежания вызывают пресс-повреждение мышц, которое само по себе не даёт животному встать. У слона с его массой те же процессы развиваются быстрее.

Спящий азиатский слон
Спящий азиатский слон
Автор: Fruggo Источник: commons.wikimedia.org

В ветеринарии для коров существует устоявшийся, хотя и разговорный, термин «синдром лежачей коровы», обозначающий непроизвольное лежание длительностью от 12-24 часов и более; для слонов отдельного названия синдрома нет, и специалисты говорят о длительной рецимбенции, что не делает состояние менее опасным. Именно поэтому в зоопарках и санктуариях слона, который не может встать, поднимают в первые же часы, применяя стропы и подъёмные краны.

Слон, стоящий на коленях у грузовика
Слон, стоящий на коленях у грузовика
Автор: Tudor Washington Источник: commons.wikimedia.org

Восстановление и последствия

Даже падение, обошедшееся без переломов, оставляет долгий след. Повреждённая жировая подушка стопы и воспалённые суставы меняют походку, а любая перемена походки у животного такой массы перераспределяет нагрузку на другие конечности, запуская цепочку износа.

Не случайно именно стопы и опорно-двигательный аппарат входят в число главных причин болезней и гибели слонов в неволе: обследование зоопарков Северной Америки связало состояние стоп и суставов с типом покрытия и временем, проведённым на твёрдом полу, а по некоторым оценкам до половины всех смертей слонов в неволе связаны с потерей подвижности и её последствиями.

В дикой природе животное, которое не может нормально ходить, теряет доступ к воде и способность следовать за стадом, а длительное лежание, как описано выше, несовместимо с жизнью независимо от места обитания.

Изображение в превью:
Автор: Bgelo777
Источник: ru.wikipedia.org
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Почта для связи — gorbov.busines@yandex.ru

1 комментарий

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор мультиварки, которая заменит много других устройств РЕДМОНД RMC-M52

Мультиварки на кухне стали для многих незаменимыми помощниками. Они позволяют приготовить вкусный завтрак, обед или ужин одним нажатием пары кнопок. Не нужно постоянно следить за процессом...

Мой любимый Московский марафон: менее четырёх часов горок, только горок и ничего кроме горок

Девиз Московского марафона — «Быть примером для многих». Мой результат — 3:57:30 без гелей, только на воде, бананах и апельсинах. Увеличение высоты — 272 м. На...

✦ ИИ  Куда делись деревья и трава: почему русские деревни на фотографиях XIX века выглядят такими голыми

Ряд изб, заборы, колеи, люди у ворот. Между домами — широкая полоса земли, на которой, кажется, не растёт вообще ничего. Ни привычных берёз у крыльца, ни сирени, ни даже густой травы...

Омурайсу: как омлет, рис и кетчуп превратились в одно из самых ностальгических блюд Японии

У омурайсу есть внешний вид, который почти невозможно перепутать с чем-то ещё. Овальная горка риса спрятана под жёлтым омлетом, сверху — яркая красная линия кетчупа. Иногда ею рисуют...

Почему Игарский порт пришёл в упадок, а Дудинский продолжил развиваться, хотя оба когда-то играли ключевую роль в судоходстве Енисея

На берегах Енисея, в арктических широтах Красноярского края, расположены два порта, Игарка и Дудинка. Оба возникли в первой половине XX века в связи с освоением Северного морского пути и ресурсами...

✦ ИИ  Почему дерево росло прямо из соли посреди Мертвого моря — и росло ли вообще

Есть фотографии, которым практически не требуется подпись. Белоснежный остров из соли, вокруг густая голубая вода Мертвого моря, а ровно посередине стоит одинокое дерево. Никакой земли вокруг не...