Можно ли проглотить яйцо, большее, чем ты сам?

Самой однообразной или, говоря бюрократическим языком, «нормализованной» группой животных, особенно среди позвоночных, являются змеи. Утрата конечностей и необыкновенное удлинение тела привело к определенному биологическому стереотипу, прежде всего в способе передвижения, а от этого зависит способ добывания пищи и весь образ жизни.

Змеи, как известно, делятся на ядовитых и неядовитых. Представительницей неядовитых змей может быть, например, десятиметровая анаконда, убивающая добычу сильным сжатием колец своего длинного тела. А одной из самых ядовитых змей является не такая уж большая, всего два метра в длину, очковая змея, которая для человека в сто раз опаснее огромной анаконды.

В этой связи можно было бы рассказать и о химическом воздействии яда на организм укушенного, и об индийских факирах — укротителях змей, которые, по мнению многих, с помощью таинственной силы так умеют заставить повиноваться своих опасных воспитанников, что те не причиняют им никакого вреда, а наоборот, ведут себя, как послушные собаки, повинуясь звукам пищалки.

Чтобы покончить с подобного рода предрассудками, следует сразу сказать: сверхъестественные силы тут совсем ни при чем (как и любовь змей к музыке, поскольку на самом деле змеи совершенно глухи) Их странная покорность объясняется тем, что факир первым делом вырывает ядовитые зубы у своих подопечных и змея на пару месяцев становится совершенно безобидной. Но надо помнить, что безопасность эта временная, поскольку ядовитые зубы вновь вырастают, и факир должен быть всегда настороже.

Тот вид змей, живущих в Африке, о котором пойдет речь, называется яичными змеями. Конечно, яйца — пища вкусная и питательная, однако если подумать, то среди позвоночных животных не найдется другого такого, который был бы так мало приспособлен к поеданию яиц, как змея.

Птичьими яйцами с удовольствием лакомятся все сухопутные позвоночные как правило, млекопитающие, иногда птицы, а также пресмыкающиеся, и не одни только змеи.

Однако все млекопитающие, любители яиц, имеют лапки, которыми они придерживают шарообразный, норовящий выскользнуть, предмет своего интереса, а также зубы, которыми даже мелким животным удается в конце концов продырявить скорлупку и потом уже без труда слизывать вытекающий из яйца белок и желток.

Птице даже придерживать яйцо нет необходимости — сильным ударом клюва она пробивает отверстие, и блюдо готово к употреблению.

А как же, скажите на милость, с таким ускользающим предметом может справиться змея? Зубы у нее слабые и малочисленные, не считая, конечно, тех двух ядовитых, длинных и острых, которые, однако, легко входят лишь в мягкое тело живой добычи. Чтобы пробить пусть и не очень толстую, но все же твердую скорлупку, такой инструмент не годится, особенно если учесть, что эти» острые зубы не жестко сидят в челюстях, а обычно складываются, как ножницы, и поднимаются только в момент укуса. О том, чтобы такие острые, но непрочные колючки вбить во что‑то твердое, даже речи быть не может, тем более что укус змеи бывает обычно очень слабым. Одним словом, для нее каждое яйцо в скорлупке это приблизительно то же самое, что для нас консервная банка с сардинами, когда под рукой нет консервного ножа.

Таким образом, получается, что яйца — это не подходящая для змей еда. Но тут время вспомнить, что не только кожа змеи способна сильно растягиваться, но также и ее пищевод, а нижняя челюсть свободно соединяется с черепом, что позволяет ей целиком проглатывать добычу, толщина которой в 3—4 раза превышает размер глотки нашего пресмыкающегося. Но если этот африканский уж с головой сантиметровой толщины может целиком проглотить лягушку, то почему бы ему не разинуть пасть шире, чтобы проглотить яйцо, если, конечно, оно не страусиное!

Предположим, он его проглотил, и яйцо попало в желудок. Но что же дальше9 Разве в желудке у змеи есть инструмент для вскрытия этой «консервной банки»? Некоторые считают, что возможно чисто механическое решение: имея яйцо в желудке, животное напряжением мышц тела раздавливает его Однако существует и другая, более привычная версия.

В желудке, как известно, выделяется соляная кислота, а яичная скорлупа состоит из карбоната кальция. При их взаимодействии выделяется двуокись углерода, и скорлупка растворяется. Однако к змеям такой способ «переваривания» яйца отношения не имеет, поскольку у них в желудке с соляной кислотой негусто.

Итак, перед нашей змеей стоит задача: как, имея двухсантиметровой ширины мордочку, обхватить, чтобы затем проглотить, яйцо величиной приблизительно с куриное?

Если бы проглотить надо было предмет мягкий и эластичный, можно было бы постепенно на него натягиваться, подобно тому, как на ногу натягивается чулок Но твердое и гладкое яйцо выскользнет при подобной манипуляции. Поэтому стоит присмотреться к позе змеи, когда она приступает к трапезе. Змея приподнимается над яйцом, заглатывая его вертикально, так что земля при этом служит той опорой, которая не позволяет яйцу выскользнуть. И действительно — через несколько минут оказывается, что половина его уже в пасти едока.

Половина — это значит, что наступает трудный момент: прохождение самой широкой части яйца. Как пропихнуть его хотя бы на сантиметр?! Наблюдая за этим, трудно не почувствовать, как мучается несчастное животное. Но вот наконец и эта преграда преодолевается. Тогда голова змеи ложится горизонтально, и продвижение яйца продолжается внутри пищевода. Теперь осталось только вскрыть эту герметично закрытую «банку» с высококалорийным содержимым

Но как это сделать? Оказывается, с помощью своеобразной пилы. У этого вида змей имеются 6—8 шейных позвонков с острыми отростками, которые проникают сквозь стенку пищевода. Яйцо, перемещаясь по нему, подвергается давлению этих зубцов, в результате чего скорлупа распиливается.

После этого от змеи требуется уже только небольшое усилие, чтобы раздавить части скорлупы, превратив их в мелкие кусочки. В результате в желудок стекает легко усваиваемая жидкая масса белка, смешанного с желтком. Как будто бы со всеми трудностями покончено.

А что же происходит с острыми осколками скорлупы? Как уже говорилось, пищеварительная система змеи не в состоянии ее растворить, но и пропускать этот царапающий мусор через весь длинный и чувствительный пищеварительный тракт тоже не очень приятно и даже небезопасно. Однако наша яичная змея даже и не пытается это делать.

Известно, что хищные птицы выбрасывают из желудка рвотным движением комки, состоящие из перьев и больших костей своих жертв, — то же самое делает и наша героиня. Содержимое яйца отправляется в желудок, а мелкоистолченная скорлупка вместе с находящейся под ней пергаментной пленкой выплевывается. Теперь, когда внутри змеи осталась лишь жидкая яичница, проблему поедания яйца можно считать разрешенной.

В качестве дополнительной информации можно еще сказать, что африканская яичная змея имеет близкую родственницу в Индии, которая называется Elachistodon westermanii. Однако этой не так далеко удалось пройти в искусстве приспособления, как африканке. Она тоже начала создавать пилу для разрезания скорлупки, но этот ее инструмент не достиг еще требуемого совершенства, поэтому не с каждым яйцом она может справиться.

Можно еще добавить, что и другие виды змей не прочь разнообразить свое меню этим блюдом. Но они могут позволить себе только небольшие и тонкостенные яйца, поскольку у них нет и намека на замечательную «яичную пилу». Наблюдая за такой лакомкой, покусившейся с негодными средствами на яйцо, можно подумать, что она впала в помешательство, поскольку ни с того, ни с сего начинает производить какие‑то необычные выкрутасы и изгибы шеи и передней половины туловища. Такими резкими движениями бедное животное старается каким‑то образом раздавить яйцо, поскольку заглатывание его целиком для нее напрасный труд. Чаще всего, между прочим, это ей удается, в противном же случае приходится вернуть проглоченное, согласно пословице: «Видит око, да зуб неймет»

ВСЕГДА ГОТОВЫЕ К ПРОШЛОМУ

В большинстве случаев эволюция экономно раздает свои дары. В результате естественного отбора животные действительно оказываются хорошо подготовленными к существованию, но не чрезмерно.

Некоторые ястребы могут разглядеть мышь на расстоянии почти ста метров, но не за тысячу же километров! Сова, с глазами размером с мячик от пинг‑понга, видит довольно далеко, но зато испытывает трудности во время полета (не говоря уже о том, что для нормального функционирования таких огромных зрительных органов в них нужно накачивать много крови).

Но есть на Земле существа, над которыми природа, кажется, «переработала» Таков американский, или миссисипский, аллигатор Совсем недавно биологи из университета штата Юта Колин Фармер и Дэвид Кэрриер измерили дыхание этих животных. Во время сна аллигаторы дышат прерывисто, делая примерно один вдох — выдох в минуту, как и остальные холоднокровные рептилии. Чтобы изучить этот процесс в минуты активности организма, ученые приучили аллигаторов выполнять четырехминутные механические упражнения. А чтобы выяснить, сколько они при этом вдыхают и выдыхают воздуха, на нос рептилиям одели маски.

Обычная рептилия — такая, как игуана, во время ходьбы может делать глубокие вдохи. Чтобы выдохнуть, игуане нужно сжать ребра, сокращая тем самым объем легких и выталкивая из них воздух. Пока животное находится в состоянии покоя, все нормально. Но при движении ему приходится использовать те же мышцы, чтобы изгибаться из стороны в сторону. Таким образом, дыхание мешает движению — и наоборот. И что еще хуже, находясь в движении, игуана потребляет больше кислорода. Выход для этих и многих других рептилий заключается в том, чтобы всегда перемещаться в среднем темпе, дыша часто и вдыхая воздух в небольших количествах. При этом некоторые ящерицы могут бегать, но недолго—в течение нескольких минут. Скелеты современных ящериц очень походят на скелеты древнейших рептилий, что заставляет сделать предположение о том, что они до сих пор устроены так же, как и 300 миллионов лет назад! Но, как выяснили Фармер и Кэрриер, иначе обстоят дела с аллигаторами. С тех пор как эти животные стали передвигаться с помощью механических движений, их дыхание упорядочилось и стало ровным и глубоким (около тринадцати вдохов — выдохов в минуту). Вдох аллигатора при передвижении был в четыре раза глубже вдоха в спокойном состоянии, и, значит, находясь в движении, аллигаторы дышат глубже, чем все остальные животные.

Такая нехарактерная для рептилий черта присуща аллигаторам потому, что при дыхании у них оказывается задействовано большее количество мышц. Когда аллигатор делает выдох, его печень смещается вперед и давит на легкие, благодаря чему из них и выходит воздух. Во время вдоха тазовые мышцы оттягивают печень, создавая отрицательное давление, в результате в легкие попадает воздух.

Фармер и Кэрриер обнаружили, что эта система накачивания воздуха с помощью печени у аллигаторов еще более сложна, чем принято было считать ранее. Во время каждого вдоха передняя часть таза под воздействием мышц опускается вниз. В результате такого растяжения бедер увеличивается брюшная полость и в ней оказывается достаточно места для движений печени. Когда же аллигатор выдыхает, передняя часть таза подается назад и весь процесс совершается в обратном порядке. При этом ни одна из участвующих в движении печени мышц не задействована для раскачивания при ходьбе. Таким образом, преимущество перед остальными рептилиями аллигатора очевидно.

Впечатляет, но учитывая образ жизни, который ведут крокодилы, представляется, что природа перестаралась. Ведь большую часть времени аллигаторы просто лежат неподвижно на месте. Когда же охотятся, сначала подпускают добычу поближе и лишь затем совершают резкое хватательное движение. Способность глубоко дышать в течение длительного времени может понадобиться скорее волку или льву для преследования добычи, но наличие подобного «насоса» у аллигаторов выглядит избыточным расточительством.

Чтобы объяснить этот факт, ученые напоминают, что современные аллигаторы не похожи на собственных предков. Жившие 240 миллионов лет назад рептилии‑крокодиломорфы по размерам и форме напоминали койота с тяжелым хвостом. Они имели длинные тонкие ноги, которые были подобраны под туловищем, а бегали предки крокодилов на подушечках пальцев ног. Фармер и Кэрриер предполагают, что у предков крокодиломорфов выработались специальные, поддерживающие передвижение по суше дыхательные механизмы: печень‑«помпа» и «ходящие» бедра, позволявшие делать необходимые для быстрого бега глубокие вдохи. И в самом деле, после осмотра тазовых костей крокодиломорфов можно сделать вывод о том, что они играли роль в наполнении и опустошении легких.

Возможно, 100 миллионов лет назад крокодиломорфы резво бегали по суше, а сухопутно‑морской и спокойный образ жизни стали вести уже их потомки. Ноги у них сделались короче, хвосты более плотными — это было следствием адаптации к водной среде. Но мощная дыхательная система осталась прежней, и чем бы это ни было вызвано, современные аллигаторы биомеханически более чем кто‑либо готовы к прошлому, точнее к жизни, которую вели их предки 140 миллионов лет назад.

КРОКОДИЛОВЫ СЛЕЗЫ

Старые легенды рассказывают, что крокодил льет горькие слезы, оплакивая несчастную жертву, им же самим проглоченную. Давно стало нарицательным выражение «крокодиловы слезы». Говорят так о лицемерном человеке, притворно скорбящем о товарище, которому он причинил зло.

Что же касается крокодила, то принято считать, будто никаких слез он вовсе не льет. Это, дескать, миф, поэтический вымысел, рассказывает зоолог и писатель И. Акимушкин в книге «Тропою легенд» (М., «Молодая гвардия», 1966).

В свое время шведские ученые Рагнар Фанге и Кнут Шмидт‑Нильсон решили все‑таки проверить, плачут ли крокодилы.

И что же оказалось?

А оказалось, что крокодилы и в самом деле проливают обильные слезы. Однако не из жалости, а от избытка солей в организме.

Почки пресмыкающихся животных — несовершенный инструмент. Поэтому для удаления из организма избытка солей у рептилий развились особые железы, которые помогают почкам. Железы, выделяющие растворы солей, расположены у самых глаз крокодила. Когда они работают в полную силу, кажется, будто свирепый хищник плачет горькими слезами.

Бразильские индейцы рассказывают, что и морские черепахи, выходя на сушу, горько плачут, сожалея о покинутой родине.

Фанге и Шмидт‑Нильсон исследовали и черепах. Нашли у них точно такие же, как у крокодилов, слезные железы, выделяющие избыток солей. Солевые железы есть у морских змей и морских ящериц игуан.

ДОРОГАЯ ЦЕНА КРАСОТЫ

Любители декоративного птицеводства Японии гордятся фениксовыми курами, длина хвоста которых достигает тринадцати метров. Однако для самих птиц подобное украшение — сущая мука.

Как живется фениксовым курам? Как в тюрьме! Вся жизнь их проходит в чуланчике высотой почти два метра и шириной каких‑то два десятка сантиметров. Воздух проникает через несколько узких отверстий под потолком, едва пропускающих свет.

Почему такая строгость к бедным курам? Взгляните на их длиннющие хвосты! Если дать птицам волю и выпустить во двор — бегать по улице да рыться в песке, то скоро от их красоты не останется и следа. Хвост быстро истреплется или сломается, и своим внешним видом «фениксы» перестанут отличаться от остальных кур.

Перья хвоста — предмет настоящей гордости птицеводов. Разве их можно сломать? Каждый год перья должны подрастать на 90 сантиметров. Лишь после десяти лет пребывания в тесной каморке подобную птицу начинают ценить знатоки. Самому длиннохвостому петуху Японии уже семнадцать лет. Хвост у него вымахал за тринадцать метров и все растет. Вот и приходится «мученику искусства» сидеть в одиночной камере, чтобы время от времени приводить в восторг знатоков экзотических пернатых.

Власти Японии лишь потворствуют жестокой страсти. Фениксовы куры — их зовут здесь «онагори» — единственная порода животных в Японии, объявленная «национальной святыней». Их запрещено продавать и тем более убивать; за нарушение взимается крупный штраф. Можно лишь обменивать их.

В Японии фениксовых кур разводят вот уже более тысячи лет. Однако происходят они из Китая. Птица феникс, — легендарная птица «фень хуан», — считалась символом императрицы; она воплощала принцип инь (Инь‑ян — в китайской философии основы жизни: женское и мужское начала, темное и светлое, пассивное и активное). По китайским верованиям, длиннохвостая птица помогала отыскивать клады. Еще в I тысячелетии новой эры несколько птиц были завезены из Китая в Японию, где их разводили с таким тщанием и упорством, что сумели «удлинить» хвост в десять раз (!). В Древнем Китае хвосты этих птиц не превышали полутора метров. Впрочем, и обхождение с ними было там куда милосерднее, чем в наши дни.

В 1878 году несколько фениксовых кур попали в Германию, где вскоре началась мода на них; ее прервали лишь мировые войны XX века. Все началось заново в 1955 году, когда в ФРГ ввезли несколько яиц фениксовых кур и вывели из них цыплят.

Впрочем, здешние любители этих птиц стараются помалкивать о своем увлечении, ведь, как мы отметили, оно больше напоминает пытку. Бедные страдалицы проводят всю жизнь в высоких, узких ящиках, почти в полной темноте. Многие из них гибнут от недостатка движения и связанного с этим нарушения обмена веществ. С подобным отношением к животным могут согласиться лишь немногие энтузиасты этой породы, которых впору назвать «увлеченными до безумия».

КРЕПКИ, КАК НОГТИ

Представьте себе лошадь, скачущую галопом. Ее ноздри раздуваются, грива развивается, как флаг на ветру. И цокот копыт — звук, с которым копыта ударяются о землю, — начинает отдаваться у вас в голове. Без этого цокота лошадь двигалась бы гораздо медленнее. Ведь именно на долю копыт достается работа бить о землю, чтобы земля противодействовала и толкала лошадь вперед.

На первый взгляд, для подобной задачи копыто кажется не самым лучшим приспособлением. Нога лошади заканчивается тем, что на самом деле является гигантским пальцем (лошади произошли от животных, у которых было пять пальцев, но эволюция сократила их число до одного), а копыто — это гигантский ноготь, который стал толстой оболочкой вокруг ноги. Копыто состоит из керотина, того же белка, что и человеческий ноготь, и, как наши ногти, копыто тоже может дать трещину. Так почему же лошади так лихо бьют ими землю, галопируя? Не страшатся треснутых копыт?

Ответ во многом связан с природой трещин как таковых. Ученые потратили много времени, исследуя происхождение трещин. Ведь из‑за них происходит столько бед, начиная с разрыва земной коры при землетрясении и кончая разрушением реактивного двигателя в самолете на большой высоте. И вот что выяснилось: трещины возникают там, где молекулы не выдерживают силы давления. В этом случае разрываются связи, сцепляющие молекулы.

Как только трещина появилась, она стремится распространиться дальше. Даже маленький разрыв может привести к катастрофе в силу того, что та же сила, которая раньше давила на предмет целиком, теперь давит на края трещины, расширяя ее. Растущая трещина следует по линии наименьшего сопротивления. Если предмет состоит из волокон, которые ориентированы в одну сторону, то и трещина будет распространяться в этом направлении. Вот почему легче расколоть полено по волокну, чем разрубить его пополам.

Лошадиное копыто — одно из самых неподдающихся трещинам творение природы; его сопротивляемость в двадцать раз выше, чем у обычной кости.

Несколько последних лет зоологи из университета Британской Колумбии Джон Джослин и Марио Касапи изучали этот феномен. Они испытывали срез копыта под различным давлением, гнущим и рвущим, фиксируя, как на это реагирует ткань. Под мощным микроскопом они рассматривали ее строение. И обнаружили, что материал, из которого состоит копыто, организован необычайно сложным образом.

Дело в том, что и в лошадином копыте и в человеческом ногте клетки, производящие волокна кератина, переплетены друг с другом, как веревочки в канате. В каждой клетке эти канаты направлены в разные стороны. Но в копытах клетки связаны друг с другом клейкой субстанцией, а волокна кератина распространяются в одном и том же направлении. Однако ткань копыта прорезают по вертикали тонкие, полые трубочки, и клетки, образующие стенки этих трубочек, напоминают сплетенные провода. Бывает до восьми таких проводов вокруг трубочки, и каждый закручивается под иным углом, чем его сосед.

Этого леса трубочек и переплетенных волокон обычно бывает достаточно, чтобы остановить расползание трещины. Представьте, например, что лошадь ранит низ копыта об острый камень. Трещина расползается по копыту, двигаясь параллельно слоям кератиновых клеток, используя слабое сцепление между ними. Но из‑за того, что волокна этих слоев лежат под углом в 55 градусов к трубочкам, трещина скоро меняет курс и начинает двигаться по диагонали, прочь от уязвимой мягкой ткани внутри. Затем она встречает трубочку и сложное переплетение «проводов» вокруг нее. Теперь, продолжая идти по пути наименьшего сопротивления, она постоянно изменяет направление движения, теряя на этом энергию. Пройдя такой энергоемкий лабиринт, трещина настолько замедляется, что может и остановиться.

Но иногда сильные трещины проходят через все копыто. Тогда может отвалиться его кусок. Но и это не приведет к трагедии. Когда лошадь побежит галопом по равнине или по ипподрому, скол стешется и станет ровным. Структура копыта таким образом, кажется, даже использует трещины себе во благо. Как и наши ногти, копыто постоянно растет (у лошади — на сантиметр в месяц), и животному постоянно нужно избавляться от старого кератина. Таким образом, природа превратила то, что могло стать смертельной угрозой, в полезный для здоровья педикюр.