От различий к сходству
Во второй главе вы познакомились вкратце с водной средой, узнали о некоторых ее преимуществах по сравнению с наземной. Частичный возврат к водному образу жизни, свойственному для некоторых далеких предков млекопитающих, принес земноводным зверям многие выгоды, укрепив их позиции в борьбе за существование. Неспроста же сумел выжить, почти не изменившись в течение трех десятков миллионов лет, такой маленький и беззащитный зверек, как выхухоль, в то время как на суше безвозвратно исчезли десятки видов куда более «грозных» млекопитающих. Вода надежно укрыла выхухоль от бесчисленных врагов, обеспечила ей постоянство условий жизни, в достатке снабдила разнообразными кормами. Но для того чтобы оказаться в состоянии воспользоваться «услугами» воды, предки выхухоли должны были проделать огромнейшую эволюцию, приобрести новые, полезные черты в строении тела, физиологии, поведении. Без развитых в высокой степени приспособлений к водной среде их жизнь была немыслима, и многие из ископаемых предков выхухоли сошли с арены. Все это относится и к другим околоводным млекопитающим.
В процессе эволюции неоднократно получалось так, что виды, далеко уклонившиеся друг от друга, сильно отличающиеся морфологически, оказывались в более или менее сходных условиях обитания. Под влиянием этих условий у животных постепенно вырабатывались общие сходные черты в строении тела и биологии. Так, звери, ведущие подземный образ жизни, имеют конусообразное компактное тело, укороченные лопатообразные конечности с большими когтями, способность рыть землю; они утратили почти полностью зрение, но получили возможность ориентироваться под землей при помощи других органов чувств и т. д. Эти звери могут относиться к различным семействам и даже отрядам, но общность среды обитания делает их во многом похожими.
Появление сходных признаков у животных различных систематических групп под влиянием определенных факторов среды называется конвергенцией. Конвергентные признаки на заре развития систематики не раз вводили в заблуждение ученых, ориентировавшихся при определении родства тех или иных видов лишь на их внешние морфологические особенности.
Особенности водной среды определяют основные черты облика млекопитающих-амфибионтов, общие для большей части этой группы зверей.
«Вода — среда, не свойственная классу млекопитающих в целом, и тем не менее из восьми отрядов, существующих в нашей фауне, представители пяти отрядов в той или иной степени связаны с пребыванием в воде, — пишет большой знаток водных млекопитающих профессор С. Е. Клейненберг. — Это насекомоядные, грызуны, хищные, ластоногие и китообразные.
Водный образ жизни для всех млекопитающих — явление вторичное, повлекшее за собой для некоторых из них огромную перестройку организма в очень быстром темпе (ластоногие, китообразные), а для некоторых сравнительно незначительные, но четко направленные изменения (насекомоядные, хищные, грызуны)»[3].
Форма тела
Мы назвали эту главу «Уши только мешают…». Почему ушные раковины могут быть помехой для зверей, обитающих в воде?
Плотность воды гораздо больше плотности воздуха, и для преодоления повышенного сопротивления, которое неизбежно возникает при движении в водной среде, зверю необходимо иметь по возможности обтекаемое, лишенное всяких выступов тело. Как правило, все земноводные млекопитающие отвечают этому условию. У любого сухопутного зверя нельзя не заметить больших ушных раковин. Вспомните лисицу, зайца, собаку. Но у куторы длина ушей 5 процентов длины тела, у ондатры — 3; у выхухоли ушной раковины почти нет. Обыкновенная полевка ведет сухопутный образ жизни. У нее относительная длина ушных раковин в 3 раза больше (10 процентов длины тела), чем у ондатры. У настоящих тюленей и китообразных ушные раковины отсутствуют совершенно.
Нет у полуводных зверей и других выступающих частей тела, свойственных наземным видам. Так, у самцов большинства видов отсутствует мошонка, семенники находятся в брюшной полости. Относительно мала длина шейного отдела позвоночника. Длина шеи в процентах от общей длины тела составляет: у куторы — 10,6 процента, выхухоли — 9,0, обыкновенной полевки — 10,1, водяной полевки — 8,9, ондатры — немногим более 7 процентов. Чем больше приспособлены животные к жизни в воде, тем «компактнее» у них тело. У морских млекопитающих (некоторые киты) относительная длина шеи достигает едва 2,5–3,5 процента…
Обтекаемое тело не только облегчает зверям передвижение. Высокая теплопроводность водной среды заставляет ее обитателей экономить тепло. Известно, что теплоотдача повышается с увеличением поверхности. Чем ближе форма тела зверя приближается к шару и чем меньше у него выступов, тем экономнее расходуется вырабатываемая в его организме энергия.
У большинства водных млекопитающих череп сплющен в вертикальном направлении[4], сближены глаза (уменьшилась ширина межглазничной перегородки).
Характерно, что полуводные звери и млекопитающие, ведущие подземный образ жизни, имеют много сходных черт в строении тела, в его форме. Объясняется это тем, что уплотненная (по сравнению с воздухом) среда — водная и подземная — предъявляет к форме тела млекопитающих во многом однотипные требования. Кроме того, некоторые водные звери одновременно и норники: выхухоль, водяная полевка, ондатра, нутрия, бобр, норка, выдра — все они роют норы.
Шуба и подкладка
Большое значение для зверей-амфибионтов имеет кожный покров. Он защищает их от механических повреждений, сохраняет и отчасти регулирует температуру тела, облегчает плавание. Почти все млекопитающие, описанные в этой книге, имеют прекрасный волосяной покров, плотный, густой, теплый. Только морж в значительной мере утратил его. Сиреновые и киты — морские звери — полностью лишены волос на поверхности тела. Причины таких различий заключаются опять-таки в степени и характере приспособленности зверей к жизни в воде.
Если вы будете в заповеднике, попробуйте подойти к жилому бобровому домику. Осторожные звери не любят, когда в их владениях появляются незваные гости. Как только вы ступите на крышу жилища, бобры сойдут со своих сухих постелей в заполненные водой внутренние ходы (их маневры выдадут гулкие булькающие звуки, доносящиеся из домика). Если же вы раза два слегка топнете ногой, то звери побегут в свои запасные убежища. Но им не удастся сделать это незаметно — их подводный путь покажут дорожки из воздушных пузырьков, поднимающихся из бобровых шуб. За время отдыха в домике шкурки зверей «пропитались» воздухом и теперь, в воде, теряют его.
А выхухолевые «тропинки» под водой? В начале зимы, когда лед еще прозрачен, можно увидеть, как из-под крутого берега или ольхового кобла расходятся радиально белые полоски, образованные вмерзшими в лед пузырьками воздуха. Их «растеряли» выхухоли, выходившие на кормежку из своих подземных жилищ.
Способность волосяного покрова полуводных зверей накапливать воздух очень важна для них. Воздушная прослойка не допускает к поверхности тела воду, предотвращает избыточную теплоотдачу. Мех млекопитающих-амфибионтов не намокает. Посмотрите на собаку, выскочившую на берег после купания. Она мокра до основания и сразу же начинает яростно отряхиваться, стремясь высушить волосяной покров, восстановить его теплоизолирующие свойства. Кошка же, принявшая ванну, становится просто жалкой; недаром большинство кошачьих питает отвращение к воде: их пушистая, шелковистая шерсть легко и быстро намокает и перестает греть.
Совсем другое дело — морской котик, который несколько месяцев пробыл безвыходно в воде, проделал огромный путь по бурным морям и океанам. Впервые после длительного перерыва выйдя на лежбище, он отряхнется 2–3 раза — и прекрасная шуба его совершенно суха, будто котик только вчера расстался с землей. Но почему же «облысели» моржи и китообразные? Ведь это настоящие водные животные, кому, как не им, нужны хорошие шубки?