Невозможное длинношеее

В старом анекдоте человек, впервые увидевший в зоопарке жирафа, растерянно восклицает: «Не может быть!» Примерно так же относятся к жирафу физиологи. Ещё известный датский физиолог Август Крог (1874—1949), получивший в 1920 году Нобелевскую премию за исследования роли капилляров в кровообращении, в одной из своих работ заметил, что интересно было бы изучить кровеносную систему жирафа. Почему у него не отекают ноги? Ведь при таком росте на капилляры в ногах давит очень высокий столб крови. И как кровь доходит до головы, которая на три метра выше сердца?

Крог поставил вопрос, но не занялся его изучением. Физиологи вспомнили о ногах жирафа только в середине ХХ века, когда появились скоростные реактивные истребители и начались первые разработки космических кораблей. При быстром наборе высоты кровь отливает к ногам пилота, он может потерять сознание, поэтому инженеры создали противоперегрузочный костюм. В момент перегрузки в нижнюю часть комбинезона нагнетается воздух, ткань плотно обжимает ноги и таз, предотвращая отлив крови от головы. Оказалось, что у жирафа роль такого костюма играет толстая шкура ноги. Вдобавок хорошо развиты мышцы ног, выдавливающие кровь вверх. В кровеносных сосудах ног имеются клапаны, не допускающие переполнения сосудов кровью. И конечно, кровоснабжение мозга обеспечивает мощное сердце. Оно весит более 11 килограммов и поставляет мозгу около 56 литров крови в минуту при частоте пульса в покое 170. Давление — как у тяжёлого гипертоника: 240—260 на 160 миллиметров ртутного столба. А при беге (жираф развивает скорость до 64 километров в час) пульс и давление достигают прямо-таки фантастических величин. Любопытно, что после прохождения вверх по длинной (около двух метров) сонной артерии кровь снижает своё давление до 120 на 75, примерно под таким же давлением она поступает к мозгу человека и крупных млекопитающих с обычной шеей. Всё же, если жираф лежит, ему нельзя быстро встать, иначе кровь отольёт от мозга. Другая проблема возникает, когда он наклоняется, чтобы попить из реки. Голова оказывается ниже сердца, перепад давлений усиливается. Могут полопаться кровеносные сосуды мозга. В этом случае возрастает давление спинномозговой жидкости, омывающей спинной и головной мозг, оно не позволяет крови переполнить мозг. К счастью, жирафу часто пить не приходится, он потребляет всего около 10 литров воды в неделю, а остальное добывает из сочных листьев.

Есть проблемы и с дыханием. В длинной и широкой трахее, проходящей в шее, при каждом выдохе остаётся три литра отработанного воздуха. При вдохе он возвращается в лёгкие, изрядно разбавляя свежий воздух. Поэтому жирафу приходится дышать чаще, чем, например, человеку, у которого трахея гораздо короче. И всё же содержание кислорода в крови предельно низкое. Жить в горах, где воздух разрежен, жираф не мог бы.

Но ради сбора листьев и плодов с высоких деревьев — пищи, за которую с ним никто не конкурирует, жираф вынужден терпеть все неудобства своей длинной шеи. Раз до сих пор не вымер — значит, приспособился.

Фото Натальи Домриной (Намибия, май 2007 года; Ботсвана, май 2008 года).