Животные и континенты (Популярная зоогеография)

Зоогеография — наука не молодая. Период ее больших открытий и бурного развития приходится на вторую половину XIX века. С тех пор родилось много новых научных дисциплин, пытающихся по-новому проникнуть в сущность жизни. Тем не менее зоогеография остается и по сей день одной из замечательных наук, столь же привлекательных, как сами животные в природе, как прекрасны далекие экзотические материки. Это мое глубокое убеждение, и я хотел бы высказать его читателям, показав те законы, которые существуют в животном мире, и картину размещения животных на поверхности нашей планеты.

Среди множества познанных и познаваемых наукой законов природы мне хотелось бы остановиться лишь на некоторых, прежде всего требующих ответа на вопрос «почему?».

Жизнь возникла в воде — в океане. Первые животные тоже произошли в океане, где они образовали разнообразные типы. Лишь значительно позднее некоторые из них вышли на сушу и постепенно ее заселили. Самые древние остатки животных, известные науке, — это остатки морской фауны. Среди всех больших групп, а точнее, типов животного царства, заселяющих сушу, нет ни одного, который не имел бы своих «представителей» в море. В то же время некоторые типы животных оказываются исключительно морскими: например, оболочники (Tunicate) и иглокожие (Echinodermata) — морские ежи, морские звезды, кубышки, офиуры и морские лилии. Кишечнополостные — это также обитатели морей, а те несколько видов пресноводных гидр (Hydra) или медуза (Aurelia aurita) из полупресного Балтийского моря служат лишь исключением, подтверждающим правило.

Животные, завладевшие сушей, оказались в очень разнообразной природной среде. В процессе приспособления к условиям жизни они образовали огромное число видов. Достаточно привести в пример одних лишь насекомых — абсолютных рекордсменов в этом отношении, представленных восемьюстами тысячами видами, известными науке в настоящее время. Это число столь велико, что его трудно в полной мере даже представить себе. Каждый известный вид имеет по крайней мере одно научное название, выраженное всегда двумя словами, означающими род и собственно вид. Итак, одни лишь названия насекомых составляют свыше 1,5 миллиона слов.

Среди множества факторов и условий, формирующих жизнь на Земле, вода и суша больше других различаются по своей плотности и влажности, вследствие чего различия между животными, обитающими в воде и на суше, наиболее существенны.

Плотность среды. Различная плотность среды, в которой животное живет и перемещается, оказывает самое непосредственное влияние на его внешний вид и строение.

Плотность воды приблизительно в 773 раза больше плотности воздуха. И соответственно вода оказывает большее сопротивление движущемуся в ней предмету. Поэтому каждое активно плавающее животное должно иметь обтекаемую форму, подобную той, что у рыб. Тело должно быть закруглено или слегка заострено спереди, постепенно сужаться к спине и заостряться к хвосту и в общей схеме не должно иметь никаких длинных отростков, шипов и рогов. Если какое-либо водное животное не соответствует упомянутым требованиям, то оно не может быть хорошим пловцом. На суше таких ограничений нет. Даже самые быстроногие, такие, как копытные млекопитающие, могут иметь довольно причудливые формы тела: длинную шею, большие рога, как у оленей, длинные, тонкие ноги — самое совершенное средство передвижения на суше.

Каждое полезное приобретение обычно стоит организму какой-нибудь потери. Большинство свободно перемещающихся водных животных почти ничего не весит. Достаточно вспомнить закон Архимеда. Водное животное расходует свою энергию лишь тогда, когда движется. Когда оно не плывет, то может оставаться с совершенно расслабленными мышцами, в состоянии полной неподвижности. Мы, жители суши, не можем даже себе этого представить. Чувство невесомости в воде испытывают аквалангисты и ценят его как одну из радостей подводного спорта. Воздух же не дает животному почти никакой опоры. У наземного животного, даже если оно просто стоит, в напряжении находятся многочисленные группы мышц. Как при движении, так и в состоянии неподвижности оно должно выдерживать на своей шее вес головы, а на ногах — тяжесть всего тела и для этого расходовать много энергии. Поэтому всем сухопутным животным требуется относительно большее количество энергии, чем жителям вод. Для пополнения же запаса энергии наземное животное потребляет относительно больше пищи, а значит, расходует и больше кислорода. Обмен веществ его более интенсивен, а система дыхания и кровообращения достигает высокого совершенства.

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.