Воздушное пространство осваивают отнюдь не только самолеты, но и тысячи живых существ. Подавляющее большинство из них — птицы и насекомые. Но и в других классах животных находятся те, кто так или иначе способен летать.
Пернатые властвуют в небе, поскольку лучше всех приспособлены к полету. Собственно перо — удивительнейшее устройство, поражающее своей функциональностью, легкостью и прочностью. Немало у птиц и других адаптаций, позволивших им достичь совершенства в покорении воздуха. Вспомним хотя бы «двойное дыхание». Легкие птиц устроены так, что воздух проходит через них, попадая в специальные воздушные мешки, расположенные между внутренними органами и заходящие под кожу, в костные полости и т. д. При выдохе воздух из этих мешков снова проходит через легкие, то есть кислород усваивается и на вдохе, и на выдохе. Таким образом, птица получает во время полета куда больше кислорода, чем если бы использовала только легочное дыхание, да к тому же решает проблему невозможности использования во время полета механизма дыхания, к которому она прибегает в покое, — за счет изменения объема легких благодаря движению грудины. Удивительный механизм — лишь одно из многих приспособлений к полету, имеющихся у пернатых. Посмотрим же, каким образом выходят из положения те животные, кто такими механизмами не обладает, но тем не менее оказывается в состоянии покорять небо.
Из воды — в небо
В весьма обширном отряде сарганообразных рыб, знакомых нам на примере одного из самых аппетитных его представителей — сайры, есть удивительное семейство — летучие рыбы. Практически во всех теплых акваториях моряки регулярно наблюдают рыбок, длиной от нескольких сантиметров до полуметра, занимающихся совершенно, казалось бы, «не рыбьим делом» — покидающих водную стихию, взмывающих в воздух и пролетающих больше сотни метров (или меньше, в зависимости от их вида) на ярко окрашенных «крыльях»-плавниках. Любопытно, что многие наблюдатели уверяют, будто летучие рыбы во время полета часто-часто машут «крыльями», как стрекозы. Однако они невольно путают причину со следствием. Плавники, с помощью которых рыбы планируют над водой, жестко растопырены и неподвижны. Но под действием встречного ветра перепонки, натянутые между лучами плавников, вибрируют, создавая иллюзию «движения крыльев».
Летучие рыбы сначала разгоняются под водой до 40–60 километров в час, затем какое-то время «глиссируют», как быстроходные катера, выставив большую часть тела над поверхностью, и благодаря тому, что сопротивление воздуха меньше, чем воды, увеличивают скорость примерно до 80 километров в час. Максимально разогнавшись, рыбы слегка меняют положение тела, позволяя воздуху подхватить их под «крылья», и взмывают в затяжном прыжке, переходящем в планирование. Продолжительный «полет» рыбам обеспечивают несколько видоизменившиеся в ходе эволюции плавники. Первоначально рыбки — обитатели подповерхностного слоя воды, вероятно, спасались от хищников, выпрыгивая из моря. В результате естественного отбора по дальности прыжка преимущество получили те, у кого были более длинные плавники. Причем эволюция летучих рыб шла двумя путями: у одних отрастали только грудные плавники, а у других — и грудные, и брюшные. Лучшие летуны — те виды летучих рыб, у которых хорошо развиты четыре «крыла», но и «двукрылые» не сильно от них отстают. Видов с четырьмя «крыльями» около полусотни, что впятеро больше, нежели видов «двукрылых». Помимо чрезвычайно длинных плавников морские «авиаторы» обзавелись и некоторыми другими приспособлениями, облегчающими полет, например гипертрофированным плавательным пузырем, уменьшающим вес тела.
Благодаря тому что летучие рыбы широко распространены и не умеют менять направление полета, они нередко становятся добычей рыбаков и просто мореплавателей, сами залетая в лодки и суда с невысокими бортами. Так, в книге «Путешествие на «Кон-Тики» Тура Хейердала летучие рыбы, пожалуй, наиболее часто упоминаемые создания, за исключением спутников отважного норвежца. Не проходило дня, чтобы летучие рыбы не залетали на бальсовый плот, порой падая едва ли не прямо на сковородку в руках кока. Промышленный лов летучих рыб также ведется весьма активно, причем неоспоримые лидеры в нем — японцы. Однако, несмотря на массовый вылов, популяции летучих рыб пока ничто не угрожает.
Все любители японской кухни косвенно знакомы с летучими рыбами — их мелкой разноцветной икрой, «тобико», украшают роллы.
Как уже упоминалось, настоящий, машущий полет для летучих рыб недоступен. Однако есть куда менее известная рыбка, уроженец Амазонки, привезенная в начале XX века в Европу, — карнегиелла, она же клинобрюшка, сумевшая овладеть этим искусством. Совсем маленькие, вырастающие не длиннее 5 сантиметров клинобрюшки умудряются с помощью сильных грудных мышц, крепящихся к подобию киля, двигая плавниками, пролетать до 5 метров. Во время полета они охотятся на мошек и... жужжат, вибрируя грудными плавниками, напоминая при этом странных ночных бабочек. Клинобрюшек можно содержать в аквариуме, важно только закрывать его крышкой, чтобы летуньи не удрали. 
Короткий полет амфибии
Из всего многообразия земноводных только один род из семейства веслоногих (правда, насчитывающий 80 видов) хоть как-то освоил воздушное пространство — летающие лягушки, обитающие в Юго-Восточной Азии. У небольших, 6–10 сантиметров в длину, амфибий плавательные перепонки между пальцами достигли площади 20 квадратных сантиметров. Растопыривая пальцы, летающие лягушки планируют с дерева на дерево, преодолевая расстояние в 10–12 метров.
Помимо своей способности к планированию летучие лягушки ничем особенно не выделяются среди других древесных лягушек. Ярко окрашенные, с присосками на пальцах, позволяющими им надежно держаться за ветки, они живут в экваториальных лесах, а икру, в ожидании вылупления потомства, порой носят, прикрепив к животу.
Летающих лягушек открыл для европейцев друг и тезка знаменитейшего натуралиста и писателя Альфреда Брема, основоположник зоогеографии Альфред Рассел Уоллес.
Отчего земноводные летают хуже рыб? Дело в том, что амфибии в целом очень «косная», плохо подверженная прогрессивным изменениям группа животных. Для полета помимо крыльев необходимы сильные и выносливые мышцы, которые нужно активно снабжать кислородом, стало быть, требуется развитая кровеносная система и сильное сердце. И огромное количество энергии! Современные костные рыбы превосходят амфибий (пусть те и стоят на эволюционной лестнице на ступеньку выше) почти во всем перечисленном. Мускулатура у рыб ближе к «красной», насыщенной миоглобином, она интенсивно снабжается кислородом, а во время активного движения рыба даже становится псевдотеплокровной — температура ее тела может на 15 ˚С превышать температуру воды. Поэтому рыбы способны развить достаточную скорость для рывка, который позволит пролетать сотни метров, или даже для непродолжительного машущего полета. У амфибий же все мышцы «белые», бедные митохондриями и миоглобином, неспособные к длительному сокращению. Один сильный, но короткий бросок, например, чтобы напасть из засады, а потом надо отдыхать, дожидаясь, пока распадется молочная кислота и мускулы снова обретут способность к сокращению, — такова участь амфибий. К тому же, даже если бы лягушки каким-то чудом освоили машущий полет, перед ними встало бы еще одно препятствие: их кожа пересыхала бы на ветру во время полета, а это для амфибий смертельно опасно. То есть, чтобы получить исходные данные даже для потенциальной возможности освоить настоящий полет, земноводным пришлось бы сперва перестроить мускулатуру, дыхательную и кровеносную системы и нарастить водонепроницаемую кожу. Фактически перестать быть земноводными и превратиться в рептилий, что некоторые из амфибий и сделали миллионы лет назад.
Летать, а не пресмыкаться
Как же обстоят дела с полетами у пресмыкающихся, если у них есть для этого все предпосылки? В Юго-Восточной Азии, например, обитают летучие драконы. Никакого огненного дыхания, пещер с сокровищами и похищения красавиц: современные летучие драконы — это всего лишь род пресмыкающихся семейства агам, насчитывающий около 30 видов. Летучими их назвали за то, что они обладают способностью к планированию (лучшей, нежели у амфибий, но уступающей возможностям летучих рыб). Расправив ложные (не соединенные с грудиной) ребра, ящерицы распахивают широкую кожную складку и планируют на расстояние около 20 метров. Встречаются упоминания о том, что во время полета летучие драконы успевают охотиться, хватая пролетающих жуков, однако чаще они кормятся на стволах деревьев мелкими нелетающими насекомыми, например муравьями. Правда, при весьма эффектной внешности летучие драконы не могут похвастаться большими успехами в пилотировании. А другие виды ящериц, проявляющие склонность к аэронавтике, летают еще хуже. Синехвостая ящерица из Африки с трудом преодолевает по воздуху несколько метров, что и неудивительно, учитывая то, что все имеющиеся у нее приспособления для полета — небольшая складка кожи на боках и оттопыривающиеся чешуйки у основания хвоста. Индо-малайский лопастнохвостный геккон, один из немногих древесных гекконов, обзавелся кожистыми лопастями на лапах, боках и хвосте, которые помогают ему совершать планирование-падение на дистанцию в 10 метров.
Лучший же пилот среди ныне живущих рептилий — летающая змея из тайских джунглей. Это удивительное создание взбирается на вершины деревьев, откуда совершает затяжные прыжки длиной до 100 метров. Причем эта змея умеет исключительно точно направлять свой полет, проскальзывая даже между ветвями в густых кронах деревьев. Со стороны это порой выглядит так, будто змея плывет по воздуху — настолько ее пластика напоминает морских змей. Летать ей помогает способность растопыривать ребра и распластываться. Охотиться в полете змея не может, но сверху она высматривает добычу, к которой и перемещается по наиболее короткому маршруту.
«Аэронавты» прошлого
Надо признать, что летные способности современных пресмыкающихся оставляют желать лучшего. А ведь в далеком прошлом было совсем не так! Если самые ранние летающие рептилии — триасовые целурозавравусы были похожи на летучего дракона, то у появившихся чуть позже лонгисквам было при внешнем сходстве интересное отличие — их крылья были не из кожи, а из очень напоминающих перья чешуй. Но лонгисквамы также могли позволить себе лишь планирование. На какое-то время идея пера оставалась невостребованной для полетов, зато появились шаровиптериксы. У этих потешных ящеров кожистая перепонка была натянута между телом и лапами. Правда, в отличие от последующих летунов, шаровиптерикс развил ее на задних ногах, отчего имел «перевернутый» относительно привычного нам вид.
Шло время, и к юрскому периоду небо «заселялось» все гуще. Появились птерозавры, разнообразие которых поражает. От крохотных, размером с воробья, до гигантов, вроде кетцалькоатля, с размахом крыльев в 10 и более метров и весивших сотни килограммов.
Самое крупное существо, когда-либо поднимавшееся в небо (хотя, скорее, падавшее вниз и кое-как планировавшее), было недавно найдено в Китае. Yutyrannus huali — архозавр, масса которого достигала полутора тонн, а длина тела — 9 метров.
Птерозавры занимали экологические ниши, аналогичные птичьим, но все крылатые ящеры были исключительно хищными. Большинство птерозавров, особенно крупных, были «планерами», но уже появлялись и те, кто освоил полноценный машущий полет. Благодаря чему им это удалось? Полые кости, великолепная грудная мускулатура, отказ от всего лишнего, включая редуцирование зубов, и главное — птерозавры в конце концов стали теплокровными. Это дало им необходимую для полета энергию. А поскольку тепло нужно сохранять, чешуя преобразовалась в пух и затем в напоминающие шерсть перья. Так постепенно и появились современные архозавры, непревзойденные мастера полета, короли воздушной стихии — птицы.
Discovery № 6 (54) июнь 2013 года.
Немає коментарів:
Дописати коментар