Дикие гены - Хельга Хофман-Зибер

Таким образом, линейное увеличение размеров тела ни к чему хорошему не приводит. Если вы хотите существенно увеличить размеры, надо вносить изменения в план строительства! Именно поэтому у мыши на скелет приходится только 5 процентов веса тела, а у слона – целых 30. Несмотря на такие различия, крупные животные далеко не всегда выигрывают в прочности и стабильности конструкции. Скорее, наоборот. В 1926 году Холдейн сформулировал эту мысль таким образом: «Для мышей и других маленьких зверьков гравитация практически безопасна. Их можно сбросить с километровой высоты в ствол шахты, и они, упав на дно, получат лишь легкий шок, а затем отправятся по своим делам. Крыса же при этом погибнет, человек разобьется в лепешку, а от лошади только мокрое место останется. Дело в том, что сопротивление воздуха при падении пропорционально площади поверхности тела. Если разделить длину, ширину и высоту тела животного на десять, его масса уменьшится в тысячу раз, а площадь поверхности – только в сто. Таким образом, сопротивление воздуха затормаживает падение маленького животного в десять раз эффективнее, чем крупного».

То, что мы говорили о костях, в равной степени относится и к мышцам. Крупные животные, как правило, относительно слабее мелких, хотя общий вес их мышц значительно больше. Передними лапками обычная мышь может поднять вес, в 5–7 раз превышающий ее собственный. Мужчина в состоянии перенести через порог одну свою суженую (с двумя и более одновременно возникнут уже очень большие трудности). А вот слон своим хоботом способен поднять только четверть собственного веса.

Слоны вообще склонны к экономии энергии и, в отличие от многих других животных, не любят излишне себя утруждать. Наблюдения за слонами, снабженными радиопередатчиками, показали, что они лучше обойдут холм стороной, чем взберутся на него, даже если наверху растет более сочный корм. Подъем в гору кажется им слишком утомительным. Индийские крестьяне без всяких высокотехнологичных исследований знают слоновьи повадки, поэтому защищают свои поля от голодных слонов с помощью канав. Даже если растительность по ту сторону канавы вкуснее, слон не станет спускаться, а потом выбираться из нее. Грациозные прыжки тоже не относятся к его сильным сторонам: слоны вообще не умеют прыгать, а если бы и умели, то сильно рисковали бы что-нибудь сломать себе при приземлении.

Раз уж мы затронули тему вредителей, то кто, по-вашему, принесет больше вреда огороду: симпатичный трехтонный слон или три тонны мышей (то есть примерно 100 тысяч особей)? Если оставить без внимания тот факт, что слон способен разнести в щепки забор, то с точки зрения количества съедаемых продуктов лучше иметь дело с ним. Ведь слону нужно не в 100 тысяч раз больше энергии, чем мыши, а только в 5600 раз. Почему так получается? Это связано с тем, что доля скелета в массе тела слона выше, а в костях обмен веществ идет заметно медленнее, чем в таких активных органах, как мозг и печень. Но это еще не все. В дело вновь вмешивается физика. Любое преобразование энергии производит тепло, которое выделяется в окружающую среду через кожу. Мелкие животные справляются с этим намного быстрее, чем крупные, поскольку их площадь поверхности кожи относительно больше. Поскольку млекопитающим требуется постоянная температура тела, перед мелкими животными стоят совершенно иные задачи, чем перед крупными.

Обмен веществ у слона идет неспешно, словно у пенсионера на отдыхе. Кроме того, он использует огромные уши для отведения излишнего тепла. А вот у двухграммовой карликовой многозубки все процессы протекают со скоростью вора-карманника, который в панике удирает от полицейского патруля. По сравнению с другими похожими животными у нее относительно крупное сердце, и бьется оно полторы тысячи раз в минуту – быстрее, чем у других млекопитающих. Чтобы обеспечить кислород для такого бешеного обмена веществ, эта крошечная мышь обзавелась специальными, быстросокращающимися мышцами, которые позволяют делать 900 вдохов в минуту (человек в состоянии покоя дышит 12–18 раз в минуту). Карликовая многозубка является обладателем абсолютных рекордов для самых маленьких млекопитающих. Ей приходится идти на это, чтобы весенним солнечным днем внезапно не умереть от холода.

Если же на улице не просто прохладно, а по-настоящему холодно, у мелких животных возникает еще больше проблем с сохранением температуры тела. Поэтому вместе с климатом у них меняется преобладающая форма тела. В жарких странах у животных, как правило, длинные и тонкие конечности, морды, уши и т. д. Это увеличивает поверхность тела и позволяет отдавать больше тепла. В холодных странах у млекопитающих чаще короткие и толстые ноги, а также более округлые формы тела, позволяющие лучше сохранять тепло. Там, где совсем холодно, вы вообще не встретите мелких млекопитающих.

Общий генетический план для млекопитающих в определенной мере приспосабливется к окружающей среде и величине самого животного: толстая или тонкая шерсть, быстрый или медленный обмен веществ, длинные или короткие конечности, мышь или слон. Все это определяется генами и их регулированием. У птиц, насекомых и всех остальных животных все происходит точно так же. Все могут завоевать себе определенную нишу, границы которой установлены физикой. Для выхода за эти границы требуются кардинальные изменения.

Сцена пятая

Арчибальд, который на этот раз предстает перед нами в виде колоссального динозавра позднего мелового периода, величественно шагает по степи в направлении заходящего солнца.

Голос из ниоткуда: Привет, ты уже совсем не похож на червя! Арчибальд: Что ты имеешь в виду?

Голос из ниоткуда: Я хочу сказать, что ты очень вырос с момента нашей последней встречи.

Арчибальд: Ты буквально повторяешь слова моей бабушки.

Голос из ниоткуда: Может быть. Но мне вот что интересно: сколько клеток было в червяке? Примерно тысяча? А теперь? Никакого калькулятора не хватит, чтобы посчитать. Кстати, сколько ты весишь?

Арчибальд: Не скажу. У дамы должны быть маленькие тайны.

Голос из ниоткуда: Да какая же ты дама? Ты – самец.

Арчибальд: У джентльменов тоже бывают тайны.

Голос из ниоткуда: Хорошо. Но собрать такое количество клеток в одном организме… Проблем не возникает?

Арчибальд: Да брось. Если они правильно выполняют свою работу, то все хорошо.

Голос из ниоткуда: А если нет?

Арчибальд: Ну, тогда бывает по-всякому.

Голос из ниоткуда: Но в целом ты доволен?

Арчибальд: А с чего мне быть недовольным? Я самый большой. Это официально признано! Вопросы эволюции меня больше не волнуют. Я и так отдал ей слишком много сил.

Голос из ниоткуда: А какие у тебя дальнейшие планы?

Арчибальд: В полном спокойствии идти прямо вперед и жевать траву в ближайшие несколько миллионов лет.

Голос из ниоткуда: У меня такое ощущение, что им не суждено сбыться.

Арчибальд: Опять ты со своей физикой? Да ты посмотри на меня. Я этой физике уже все доказал!