Плотность среды влияет не только на особенности строения организмов и на диапазон их приспособительных, адаптационных возможностей, но и на географическое распространение животных и их распределение в пространстве по биотопам[1].
Масса тела. Размеры тела животного зависят от плотности среды. Водное животное может быть огромным, поскольку водная среда допускает большое увеличение размеров организмов. На суше все иначе. Здесь животное должно носить свое тело, как правило, на собственных ногах. При увеличении линейных размеров животного сила мышц возрастает в квадратной прогрессии, в то время как масса увеличивается в кубической. Чем животное крупнее, тем относительно больше требуется мышечной силы, чтобы устоять на ногах, а значит, большим должен быть и расход энергии на передвижение. Если какое-либо животное вдруг начало бы неограниченно расти, то по мере роста оно гораздо быстрее становилось бы все более грузным, чем увеличивалось бы в размерах. В итоге оно стало бы передвигаться с большим трудом. При достижении предельного роста наземное животное вообще не смогло бы ходить. Единственное, на что оно было бы тогда способно, — это стоять. И вся сила его мышц целиком пошла бы только на то, чтобы удержаться на ногах. А если бы животное выросло еще и предел роста для стояния был бы превышен, то оно свалилось бы на землю и не смогло бы подняться, придавленное своим весом.
Это рассуждение может показаться преувеличенным, а между тем это правда. Если морские волны выбросят на мель неосторожного кита, то он очень скоро погибнет не от недостатка пищи и не от одиночества, а от удушья, поскольку силы мышц на суше окажется недостаточно для осуществления дыхательных движений столь грузного тела.
Киты — водные гиганты, многие виды которых — это самые крупные животные всех времен на нашей планете. Длина тела голубого кита (Balaenoptera musculus) достигает 30 метров, а самый тяжелый из китов — гренландский кит (Balaena mysticetus); некоторые особи этого вида показали рекордный вес — около 200 тысяч килограммов.
На суше ни одно животное не достигало и не достигнет таких размеров. У ныне живущих слонов длина тела 4 метра, а вес 4 тысячи килограммов. По сравнению с китами слоны выглядят карликами. Но при этом слоны ведут себя серьезно и «степенно», а стадо китов порой резвится, словно группа малышей. Простые расчеты показывают, что максимально возможные размеры сухопутного животного ограниченны. И если представить его в виде гипотетической плотной биомассы, то высота ее не превысила бы 5 метров при длине 6 метров. Палеонтология дает примеры сухопутных гигантов, приблизившихся к возможным предельным размерам. Это вымерший индрикотерий из надсемейства носороговых (Rhinocerotoidea).
Но как объяснить саму возможность существования на суше ископаемых пресмыкающихся — великанов бронтозавров, диплодоков и некоторых других? Ведь тело их достигало в длину 20 и 30 метров, а весили они, вероятно, около 40 тонн. Механизм их передвижения до настоящего времени еще не вполне объяснен. Наиболее правдоподобным кажется предположение, что эти животные обитали в мелководных водоемах и вели полуводный образ жизни и именно водная среда обеспечивала им возможность перемещать в пространстве свои непомерно тяжелые тела.
Форма тела. Форма тела животных в высшей степени разнообразна. Но у животных, способных очень быстро передвигаться, даже если они обитают в разной среде (например, птицы — в воздухе, а рыбы — в воде), тело приобретает обтекаемую форму. И это — прямое, формирующее влияние среды жизни, которым достигаются аналогичные результаты в итоге естественного отбора.
Органы чувств. Развитие органов чувств, их особенности и функционирование непосредственно связаны со свойствами среды жизни, которую они «исследуют». У организмов в водной среде возник, например, такой орган, как «боковая линия». Рыбы используют ее для улавливания импульсов от движения воды. Водным животным присуще «химическое чувство», определяющее изменение химизма среды. У наземных животных это чувство разделяется на вкус и обоняние. Для многих млекопитающих, особенно для тех, которые ведут ночной образ жизни, наиболее важным чувством оказывается именно обоняние.
1
Биотоп