Размеры животных

Давайте проведём жестокий и, конечно, вымышленный эксперимент. Одновременно сбросим с крыши высокого небоскрёба мышь и слона. Мышь после падения отделается лёгким испугом, а затем быстро убежит. Слон от удара о землю разлетится на множество мелких кусочков. На месте его падения останется только лужа крови.Почему мышь осталась жива, а слон нет? Всё дело в размере. Размер является наиболее важным параметром живых существ. От размера зависит внутреннее строение и образ жизни животных. Более того, на животных разных размеров законы физики действуют неодинаково.

Размеры животных

Жизнь охватывает 6 различных порядков величины: от микроскопических бактерий до огромных китов. Животные разных размеров живут в своих собственных уникальных мирах. Однако они сосуществуют и взаимодействуют друг с другом. Каждый такой «мир» имеет свои недостатки и преимущества.

Размер животного зависит от трех параметров:Высота или длина животного. Например, средняя высота человека равна 170 см.Площадь – это внешняя поверхность животных. Например, вся кожа слона.Объем – внутренняя часть животного: сердце, лёгкие, кости, мышцы и другие внутренние органы.
Теперь самое необычное. Увеличим животное в высоту в 10 раз. Площадь его тела при этом увеличится в 100 раз, а масса – в 1000. Получается, что слон в 60 раз выше, чем мышь, но в 200 тысяч раз тяжелее! Поэтому при падении массивный слон со всей своей мощью ударяется о землю. На маленьких животных влияет даже ветер. Он легко сдувает их в сторону.

Для жителей микромира падение с большой высоты не представляет угрозы. Однако они сталкиваются с неожиданными опасностями. Например, для крошечных существ вода представляет смертельную угрозу.Капли воды всегда слипаются друг с другом. После душа к вашему телу прилипнет 800 грамм воды – 1% от массы тела. К мокрой мыши прилипнет 3 грамма воды – 10% от массы её тела. Это всё равно что после душа навесить на человека 8 полных литровых бутылок воды.Для ещё более мелких насекомых контакт с водой – это вопрос жизни и смерти. Представьте, что вы уменьшились до размера муравья. Дотроньтесь до капли воды и вас тут же в неё засосет. Капелька воды для насекомых подобна густому клею.

Жители микромира

В ходе эволюции насекомые покрылись водоотталкивающим слоем. Внешний скелет насекомых покрыт тонким слоем воска. Воск отталкивает воду и не даёт ей прилипнуть к телу.Многие насекомые покрыты многочисленными микроволосками. Они увеличивают площадь поверхности их тела и предотвращают контакт с каплями воды. Некоторые плавающие под водой насекомые используют многочисленные микроворсинки на теле для дыхания. Микроволоски образуют воздушную прослойку между телом насекомого и водой. Через прослойку легко проходит кислород.Также при помощи микроволосков водомерки скользят по воде. Микроволоски образуют воздушную подушку между лапками насекомого и водой.

Более мелкие животные живут в ещё более странной среде. Давайте уменьшимся до размеров самого маленького насекомого. Крошечная оса-мимарида размером всего 0,15 мм в длину. Это размер крупицы соли. Для осы-мимариды сам воздух похож на желе. Через воздух осе не так-то просто двигаться.Полёт осы-мимариды не похож на элегантный полёт птицы. Для движения вперед крошка оса должна хвататься и держаться за воздух. Насекомое буквально плывёт через воздушное «желе». Поэтому крылья этой осы не похожи на крылья других насекомых. По форме крылья осы-мимариды напоминают вёсла.

От размера животного зависит скорость его метаболизма. Метаболизм – это все жизненные процессы, происходящие внутри животного.Маленькие млекопитающие быстро теряют тепло. Это связано с тем, что у них высокое соотношение площадь тела/объем тела. Чтобы не замерзнуть, они должны поддерживать высокий уровень метаболизма. Так, карликовая многозубка не превышает размера скрепки. У многозубки чрезвычайно быстрый метаболизм. Её сердце бьётся со скоростью 1200 ударов в минуту. Лёгкие делают 800 вдохов в минуту. Есть многозубка должна каждые 4 часа. Иначе она погибнет.Для сравнения: сердце слона делает 30 ударов минуту, а сердце кита – всего 8!

Размер животного тесно связан с его строением и образом жизни

Близкородственные теплокровные животные крупнее там, где более холодный климат. Правило простое: чем больше животное, тем меньше тепла оно теряет. В холодном климате важно сохранить тепло. В жарком – не перегреться. Например, пустынный аравийский волк – это тощий низкорослый зверь весом в 15 кг. А его волк-собрат с севера – огромный массивный хищник массой в 50 кг. Другой пример. Северный белый медведь весит целую тонну и достигает 3 м в длину. Южный малайский медведь весит всего 60 кг при росте в 1,5 м. Да, самое большое сухопутное животное (слон) обитает в жаркой Африке. Но его вымерший северный родственник (мамонт) был в 2 раза крупнее любого современного слона.

От размера тела зависит продолжительность жизни теплокровного животного.Чем меньше тело, тем быстрее работают все органы. Вспомните, сердце многозубки совершает 1200 ударов в минуту. Получается, что животное с ускоренным метаболизмом «быстро» проживает свою жизнь. Так, срок жизни обыкновенного хомяка или мыши не превышает 2-3 лет. Кошка и барсук живут в среднем 15 лет. А кит или слон доживают до 100 лет. Со скоростью метаболизма связана продолжительность жизни холоднокровных животных – рептилий, рыб. Однако у таких животных долголетие не зависит от размеров тела. Низкая скорость метаболизма позволяет некоторым черепахам и осетрам доживать до 150 лет.

Птицы дышат лёгкими, рыбы жабрами, а насекомые – трахеями. Разные органы дыхания каждого из этих животных решают одинаковую задачу. Они активно закачивают кислород в тело животного. Удивительно, но именно увеличение размеров животных в ходе эволюции привело к появлению органов дыхания.Давайте взглянем на плоского червя. Это крошечное примитивное животное лишено лёгких. Дышит червь всей поверхностью тела. Кислород легко проходит через кожу и достигает всех клеток червя. Если бы человек дышал только через кожу, то кислород получал бы только небольшой слой клеток толщиной в несколько сантиметров. Остальные клетки нашего организма попросту бы «задохнулись».Появление лёгких в ходе эволюции решило эту проблему. Активная работа лёгких значительно ускоряет прокачку кислорода по всему телу.

Размеры животных не постоянны. В ходе эволюции за миллионы лет крохи становятся гигантами, а великаны мельчают до лилипутов.

Животные - гиганты

Животные - лилипуты