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Le giraffe sono difficili da perdere. Negli zoo o nel loro habitat naturale, l'Africa centrale, sovrastano gli altri animali. Lo farei comunque! Dopotutto, la giraffa è l'animale terrestre più alto del pianeta. La lunghezza del collo della giraffa ha lasciato perplessi i ricercatori naturalisti per molti anni. Si sente spesso: "Dove hanno preso un collo così lungo?"

Osservando come un animale di tre metri (senza contare il collo!) allunga il collo, la cui lunghezza è di 2,5 metri, e poi tira fuori la lingua, lunga altri trenta centimetri, raggiungendo un ramo di acacia apparentemente inaccessibile, potresti pensare che le giraffe "si sono fatte crescere" un collo così lungo come risultato di lunghi esercizi. Ma una giraffa è davvero in grado di influenzare in qualche modo? Un cambiamento in una caratteristica non influisce sul corpo nel suo complesso? Diamo un'occhiata più da vicino alla giraffa...

La giraffa è un mammifero, e quindi la sua struttura anatomica dovrebbe essere simile per molti versi a quella degli altri mammiferi. Come la stragrande maggioranza degli animali, la giraffa ha sette vertebre cervicali. E se non avesse quei sette anelli tra le spalle e la base del cranio? L'enorme testa della giraffa deve rimanere sempre in alto. Quando una giraffa sta in piedi, quasi la metà dei suoi muscoli del collo da 225 libbre sono in tensione. E la massa muscolare è direttamente correlata al numero di articolazioni che deve sostenere. Se, ad esempio, ci fossero solo due articolazioni, sul cranio e sul petto, il peso dell'animale sarebbe molto inferiore e sarebbe necessaria meno energia per la sua vita. E se la mancanza di cibo comportasse un cambiamento nella struttura del collo, questo processo evolutivo non cambierebbe anche il numero delle vertebre cervicali e delle articolazioni? Naturalmente, il problema con un tale design sarebbe una perdita di flessibilità e un forte indebolimento della resistenza quando si colpisce la testa o il collo.

Al contrario, un collo con più articolazioni richiederebbe più energia e più massa muscolare. Ciò comporterebbe uno spostamento in avanti del baricentro del corpo della giraffa; di conseguenza anche la testa si allungherebbe in avanti e le zampe posteriori si solleverebbero da terra, ovviamente a condizione che le zampe anteriori siano in grado di resistere. Quindi sette vertebre cervicali sono un'eccellente soluzione progettuale.

Poiché la testa della giraffa è così alta, il suo enorme cuore deve essere in grado di pompare abbastanza sangue ricco di ossigeno al cervello (fino a un'altezza di 3 metri). Data l'elevata pressione sanguigna, ciò potrebbe causare seri problemi quando la giraffa abbassa la testa (ad esempio, all'abbeveratoio), se non fosse per lo straordinario sistema di arterie con pareti ispessite, varie valvole, una rete di minuscoli vasi (rete mirabile - "rete meravigliosa") e recettori , che valutano la pressione sanguigna. Con il loro aiuto, il flusso sanguigno nel collo della giraffa viene regolato in base alla pressione. Anche a coloro che considerano l’intero sistema semplicemente “un adattamento all’alta pressione nei vasi sanguigni”, la giraffa sembra essere una creatura unica.

La giraffa ha forse il cuore più forte del regno animale perché ha bisogno di una pressione sanguigna quasi doppia rispetto al normale per spostare il sangue dal collo al cervello. Con tale pressione, solo caratteristiche strutturali molto insolite salvano la giraffa dalle allucinazioni quando inclina la testa verso un abbeveratoio.

Non meno sorprendente è il fatto che il sangue della giraffa non si accumula nelle zampe e che la giraffa non sanguina dopo essersi ferita alla gamba. La risposta a questo segreto sta nella pelle molto forte e nei legamenti interni che garantiscono l'integrità dei vasi sanguigni e il normale flusso sanguigno. La struttura della pelle della giraffa è diventata oggetto di studi intensivi da parte degli specialisti della NASA in relazione allo sviluppo di nuove tute spaziali. Inoltre, tutte le arterie e le vene sulle zampe della giraffa si trovano molto in profondità e questo impedisce anche il sanguinamento. I capillari che si avvicinano alla superficie della pelle sono molto piccoli, e i globuli rossi di una giraffa sono tre volte più piccoli di quelli umani; Grazie a ciò, passano attraverso capillari stretti. Ovviamente, queste caratteristiche uniche dell'anatomia della giraffa sono correlate alla lunghezza del suo collo.

Ma non è tutto. I piccoli globuli rossi hanno una superficie relativamente ampia; assorbono l'ossigeno dai polmoni meglio e più velocemente. Ciò aiuta a fornire efficacemente ossigeno sia agli arti che alla testa.

I polmoni, lavorando in armonia con il cuore, forniscono ossigeno ai tessuti, ma la giraffa è unica in questo senso. I suoi polmoni sono otto volte più grandi di quelli di un essere umano e la sua frequenza respiratoria è tre volte inferiore.

Una respirazione così lenta è necessaria affinché la trachea nervata di quattro metri non venga danneggiata dalle intemperie quando si spostano enormi masse d'aria. Perché una giraffa ha polmoni così grandi? Dopo l'inspirazione, nessun animale è fisicamente in grado di espirare completamente. Il problema della giraffa è complicato dal fatto che la lunga trachea crea un volume molto grande di aria di "spazio morto", più di quanto una persona possa inalare contemporaneamente. Per compensare ciò, è necessario aumentare il volume dei polmoni, quindi l'aria nello "spazio morto" costituirà una piccola parte dell'aria totale nelle vie respiratorie. E questo problema fisico è stato risolto con successo nel corpo della giraffa.

Il miracolo della nascita della giraffa porta l'impronta indelebile del design intelligente. Un neonato nasce cadendo da un'altezza di un metro e mezzo, poiché la madre non può accovacciarsi sulle gambe semipiegate, e sdraiarsi a terra significa inevitabilmente diventare preda di un leone o di un altro predatore. Inoltre, la testa del cucciolo, come quella di altri animali, è sproporzionatamente grande, il che complica il parto. Ma la cosa principale è che questa testa è collegata al corpo da 70 chilogrammi attraverso un collo lungo e fragile. E se un neonato cade prima con la testa, quando il corpo cade dall'alto, il cucciolo gli romperà inevitabilmente il collo; e se il suo corpo è in avanti, allora si romperà comunque il collo sotto il peso del peso del corpo, quando sarà già uscito, ma la sua testa non lo ha ancora fatto. Tuttavia, c'è una via d'uscita da questa situazione: una giraffa appena nata ha i fianchi molto stretti sulle zampe posteriori e il collo è abbastanza lungo in modo che la testa corra lungo il corpo fino ai fianchi. Così, le zampe posteriori escono per prime, il neonato vi si appoggia, la sua testa è sorretta dai fianchi, e il collo, grazie alla sua estrema flessibilità, rimane intatto.

Un tale miracolo diventa possibile solo con una combinazione di caratteristiche strutturali rigorosamente definite e proprio questa lunghezza del collo. Pochi minuti dopo il neonato è già in posa aggraziata tra le gambe della madre. Nei quattro anni che intercorrono tra la nascita e la maturità, il collo della giraffa cresce da un sesto a un terzo dell'altezza totale dell'animale. Grazie a questa caratteristica, la giraffa acquisisce rapidamente la capacità di sporgersi verso l'acqua stando in piedi sulle sue lunghe zampe. Nel primo anno di vita una giovane giraffa si nutre quasi esclusivamente del latte materno, e questo non è difficile.

Dal punto di vista ecologico la giraffa si inserisce perfettamente nel suo ambiente. Gli alberi a crescita rapida creano troppa ombra e quindi distruggono l’erba che serve da cibo per altri animali della savana, quindi tali alberi devono essere “potati”. Inoltre, gli erbivori hanno bisogno di una “sentinella” in grado di individuare silenziosamente i predatori della famiglia dei felini nell’erba alta. La giraffa è perfetta per questo ruolo non solo per la sua altezza, ma anche per le sue eccellenti caratteristiche visive e comportamentali. Dopo aver avvertito gli altri animali della minaccia con diversi colpi di coda, esce senza paura incontro al pericolo. L'altezza enorme, la pelle dura, la forza mortale degli zoccoli posteriori e l'andatura rapida rendono la giraffa adulta una preda molto poco attraente per qualsiasi predatore.

Naturalmente, il collo della giraffa è diventato lungo non perché i suoi antenati dovessero costantemente cercare le foglie. Allora, come è andato tutto?

Durante il primo Neogene si ebbe un fiorire di specie grasse, tquando raggiunsero il maggior numero di specie e distribuzione geografica. Molti di loro (specie) si distinguevano già per le loro grandi dimensioni e il fisico potente. A causa del cambiamento climatico nel Pleistocene, la maggior parte delle giraffe si estinse, lasciandone solo duespecie temporanee: giraffa e okapi. Avevano ancora il collo corto, ma col tempo, grazie alle mutazioni delle giraffe, il loro collo è diventato

si allungherà offrendo una serie di vantaggi.

Secondo una versione, scritta dallo zoologo Rob Siemens, i colli lunghi sono il risultato dei combattimenticolli. Un maschio con un collo più lungo aveva maggiori probabilità di vincere e, di conseguenza, riceveva più “attenzioni” da parte delle femmine, con conseguente più prole.

Alla versione di Siemens va anche aggiunto che il collo lungo dava un vantaggio nella ricerca del cibo; potevano strappare le cime degli alberi, il che significa che trovavano più cibo per se stessi e avevano maggiori possibilità di sopravvivere, soprattutto nei periodi in cui c'era cibo. era scarso edovette competere con altri erbivori: antilopi, zebre e molti altri. E ognuno di loro deve cenare al proprio “piano”.

È scomodo per una giraffa cogliere l'erba a bassa crescita, ma può facilmente raggiungere le cime degli alberi e a tale altezza non ha concorrenti (anche le giraffe spesso preferiscono).Si muovono per migliorare il propriosicurezza con branchi di antilopi o zebre. Anche qui hanno bisogno di un collo lungo per evitare la competizione per il cibo) La giraffa mordicchia raramenteerba tozza, preferendo solo germogli succulenti e ricchi di umidità. Ottenendo tutto il liquido necessario dal cibo, le giraffe possono trovarsi piuttosto lontano dalle fonti d'acqua.

Proprio come sostengonozoologi del Wildlife Research Center in Sud Africa e dell'Università americana del Wyoming, il vantaggio degli animali dal collo lungo è che possono vedere più lontano (le giraffe possono vedere i loro alti parenti fino a una distanza di un chilometro), aumentando così la propriaLa maggiore sicurezza, oltre al collo lungo, migliora la termoregolazione grazie all'aumento della superficie corporea.

Bene, va bene, ma oltre ai vantaggi ci sono anche degli svantaggi, come un predatoreE? Dopotutto, con un collo lungo, una giraffa è più vulnerabile. Le giraffe possono correre veloci e, in caso di necessità urgente, raggiungere una velocità di galoppo di 55 km/h, ovvero su brevi distanze possono superare un cavallo da corsa.

È anche interessante notare che questi, a prima vista, sono ingombranti e scomodigli animali della bassa marea possono anche saltare, superando anche barriere alte 1,85 m. Ebbene, se devi scontrarti faccia a faccia con un nemico, allora si difende in modo abbastanza efficace con forti colpi di zoccoli anteriori, capaci di schiacciare il cranio di chiunque. nonad un cauto aggressore.

A causa delle sue dimensioni, la giraffa ha pochi nemici naturali, e dai pochi predatori che osano attaccarla, si difende abbastanza efficacemente con forti colpi degli zoccoli anteriori, capaci di schiacciare il cranio di qualsiasi neofita.all'attaccante disonesto.

Fantastico, abbiamo capito il collo, ma per quanto riguarda la circolazione sanguigna, soprattutto in relazione alla fornitura del cervello, con questo o quel collo?

Le giraffe hanno un cuore particolarmente forte. Passa 60 litri di sangue al minuto, pesa 12 kg e crea una pressione taletre volte superiore a quello dell’uomo.
Tuttavia, non sarebbe in grado di sopportare il sovraccarico provocato dall'improvviso abbassamento e sollevamento della testa della giraffa. Per garantire che tali movimenti non causino la morte dell'animale, ricoverarloIl corpo della giraffa è più spesso e ha una densità di cellule sanguigne doppia rispetto a quella umana. Inoltre, la giraffa è dotata di speciali valvole di intercettazione nella grande vena giugulare che interrompono il flusso del sangue in modo da mantenere la pressione nell'arteria principale che rifornisce il cervello.

Pubblico regionale per bambini "Società dotta di studenti "Ricerca"
Istituzione educativa statale municipale "Goryacheklyuchevskaya
scuola secondaria del distretto municipale di Omsk di Omsk
regione"
XX Convegno Scientifico e Pratico Comunale degli Scolari
Istituzione educativa senza scopo di lucro "Ricerca" del distretto municipale di Omsk
Argomento: "Perché una giraffa ha il collo lungo"
Lavoro didattico e di ricerca
Direzione scientifica "È interessante"
Eseguita:
Studente di 1a elementare
MKOU "Scuola secondaria Goryacheklyuchevskaya"
Rykovskaja Taisiya Petrovna
Consulente scientifico:
insegnante della scuola elementare
MKOU "Scuola secondaria Goryacheklyuchevskaya"
Krasilnikova Olga Viktorov
1

Omsk 2013
Contenuto
Introduzione………………………………………………………………………………………. 3
1.Chi è una giraffa?………………,……………...…………… 5
2. Amici e nemici della giraffa……………………………….6
3. Cose interessanti sulle giraffe……………...……………………………………….7
4. Allora perché la giraffa ha il collo lungo?................................... ....................................8
Conclusione…………………..……………
Elenco dei riferimenti……..………………………........10
2

introduzione
Recentemente, insieme ai miei genitori, mentre ero in vacanza in Tailandia, ho visitato
zoo aperto a Bangkok, dove ho visto e ho anche dato da mangiare a cose molto interessanti
animale - giraffa. La prima cosa che mi ha subito sorpreso e cosa non dovrei
Ho dovuto distogliere lo sguardo, era il lungo collo delle giraffe. (Diapositiva 2)
Raccogliere fiori è facile e semplice
Bambini piccoli
Ma a colui che è così alto,
Non è facile cogliere un fiore! ­
Mi sono ricordato delle poesie di S. Marshak. Ho deciso di scoprirlo: perché una giraffa ne ha bisogno
collo lungo, non dà fastidio all'animale?
Ho chiesto ai miei genitori, mi hanno consigliato di provare a trovare la risposta da solo.
a questa domanda. Ho chiesto ai miei compagni di classe se qualcuno di loro sapeva:
perché la giraffa ha il collo lungo? Non lo sapevano con certezza, ma lo presumevano
giraffa dal collo lungo:
per la bellezza;
strappare le foglie dagli alberi ad alto fusto; Le ossa del collo della giraffa sono lunghe.
Ho deciso di trovare io stesso la risposta a questa domanda.
Lo scopo del mio lavoro: cercare di scoprire il motivo del collo così lungo della giraffa;
Nel processo di ricerca nel mio lavoro, ho impostato quanto segue
compiti:
1. studiare lo stile di vita delle giraffe e il loro habitat;
2. imparare fatti interessanti sulle giraffe;
3

3. impostare il valore del collo lungo per l'animale;
4. trarre una conclusione: quanto ha bisogno di un collo lungo una giraffa? (Diapositiva 3)
Ipotesi: se leggo libri e altro materiale sulle giraffe, allora posso farlo
scoprire perché ha il collo lungo.
Metodi di ricerca:
letteratura enciclopedica, sondaggio.
osservazioni,
conversazione,
studio scientifico,
5. Oggetto di studio: stile di vita della giraffa. (Diapositiva4)
4

Chi è una giraffa?
La giraffa è un animale che vive nelle savane africane. Loro vivono
nelle mandrie. Molto tranquillo. (Diapositiva 5)
La sua enorme altezza raggiunge i 6 metri e quasi la metà di questa altezza ricade
collo. Quando ho dato da mangiare alle banane della giraffa, mi sono piaciute soprattutto quelle nere,
ciglia folte e lunghe.
Le giraffe sono erbivori. Il loro collo lungo e flessibile glielo consente
si nutrono di foglie dalle cime degli alberi e degli alti cespugli - ad un'altezza dove
non hanno rivali. (Diapositiva 6)
Per bere l'acqua, la giraffa deve assumere strane pose.
A volte allarga le zampe anteriori e inclina la parte anteriore
il busto e il collo in avanti e talvolta le gambe semplicemente si piegano. (Diapositiva 7)
Le giraffe dormono in una posizione altrettanto interessante. Gettano indietro il collo e si sdraiano
testa sulla coscia posteriore. (Diapositiva 8)
Ho provato a disegnare io stesso una giraffa e l'ho vista così (Diapositiva 9)
5

Amici e nemici della giraffa.
Le giraffe hanno pochi nemici, poiché i predatori possono attaccarle
solo leoni, e anche allora in gruppo. Altri abitanti pascolano volentieri con le giraffe
savane: antilopi, zebre, struzzi. Le giraffe, a causa della loro elevata crescita,
Con una vista eccellente, sono in grado di vedere da lontano un predatore furtivo.
Purtroppo anche l’uomo è un serio nemico per la giraffa. Lui
Uccido giraffe per la carne da molto tempo.
6

3. Cose interessanti sulle giraffe.
Mentre leggevo della giraffa, ho imparato molti fatti interessanti sull'animale. Qui
alcuni di quelli:
1. La giraffa è l'animale terrestre più alto del pianeta.
2. La lunghezza della lingua di una giraffa è di circa 50 centimetri. Può usarlo per pulire
le tue orecchie.
3. La giraffa ha un cuore molto grande, che pesa 12 chilogrammi.
4. Le giraffe possono riposare stando in piedi, a volte mettendo la testa tra due
rami per non cadere.
Una giraffa può restare senz'acqua più a lungo di un cammello. (Diapositiva 10)
7

Allora perché una giraffa ha un collo così lungo?
Come puoi vedere, la giraffa è un animale molto interessante. Ma comunque, perché dovrebbe
un collo così lungo. Non è facile con lei: è scomodo strappare l'erba, bere o dormire
difficile.
Non è facile essere una giraffa. Non è una cosa facile...
La testa della giraffa è lontana dal corpo.
Come vive, mio ​​Dio? Mi sento dispiaciuto per lui...
Come fa a lavarsi il collo al mattino così a lungo? –
Yuri Beridze dice scherzosamente nella sua poesia. Esplorare lo stile di vita
giraffa, ho imparato questo:
1. Il lungo collo della giraffa le permette di mangiare le foglie sulle cime degli alberi, e così via
ottieni vegetazione incontaminata alla massima altitudine. (Diapositiva 11)
2. Un collo lungo, che significa alta altezza, aiuta a notare i nemici da lontano.
(Diapositiva 12)
3. Il collo della giraffa e le gambe forti sono un'ottima arma contro
predatori. Anche i leoni. Quando si caccia una giraffa, prestare sempre attenzione,
avvicinarsi a lui in gruppo. (Diapositiva 13)
4. Anche con un collo lungo, una giraffa non può ottenere cibo da terra, la lunghezza delle sue gambe
sempre più lungo del collo. La giraffa deve costantemente posizionare le gambe come
il più largo possibile per accorciarsi e raggiungere, ad esempio, l'acqua.
8

Se il collo della giraffa fosse corto, dovrebbe sdraiarsi a pancia in giù e bere
acqua stando sdraiati. (Diapositiva 14)
Ma si scopre che in natura esistono anche "giraffe" dal collo corto - okapi
(“giraffe della foresta”). Vivono solo nelle foreste del Congo, dove c'è molta vegetazione e non possono
devi allungare il collo in alto. Ma ci sono pochissimi okapi. Solo 20 asili nido nel mondo
può vantarsi di avere un animale così raro. (Diapositiva 15)
Conclusione
Dopo aver imparato così tanto sulla giraffa, sono giunto alla conclusione che il collo lungo della giraffa lo è
Questo non è un errore della natura, ma un eccellente adattamento dell'animale alle condizioni
vita. Senza il collo lungo avrebbe meno cibo e più nemici.
Ho condiviso le mie osservazioni e conclusioni con i miei compagni di classe -
Ora sanno anche perché la giraffa ha il collo lungo. (Diapositiva 16)
9

Bibliografia
1. Alfred Brehm "La vita degli animali". – M: Eksmo, 2011;
2. V. D. Ilyichev, O. L. Silaeva “Giraffe” // Biologia. 815.4.2003.
№14 (688);
3. S. Marshak “Allo zoo”
4. http://www.portalslovo.ru;
5. http://ru.wikipedia.org;
6. http://www.

Forum
.zoologist.ru
10

Ho visto per la prima volta una giraffa nel suo habitat naturale nel Parco Nazionale di Arusha in Tanzania, e sono rimasto stupito dalla testa giallo-marrone che scivolava con grazia ad un'altezza apparentemente impossibile sopra le cime degli alti alberi di acacia. Questo è successo 11 anni fa, ed è più o meno il motivo per cui la giraffa rimane uno dei miei animali preferiti. Ma la giraffa mi è cara non solo per le mie impressioni africane.

Come biologo e professore evoluzionista, ho dedotto Giraffa camelopardalis sul palco durante le lezioni - non letteralmente - come esempio di come la selezione naturale abbia prodotto una creatura che, da un lato, si è adattata in modo impressionante alla sua peculiare nicchia ecologica, e dall'altro, un esempio di "goffo, dispendioso e inetto "il processo di evoluzione, per usare le parole di Darwin. A volte si suggerisce che queste sviste siano il risultato di mutazioni o errori evolutivi. Ma in realtà nascono a causa della storia: il fatto che in qualsiasi momento della storia la selezione naturale non ha altra scelta se non quella di lavorare con ciò che già esiste. Più chiaramente di altri animali, le giraffe riflettono il fatto che gli organismi non sono stati creati da zero (o se lo erano, allora il Grande Creatore era molto inetto). Piuttosto, sono stati messi insieme attraverso tentativi ed errori dai loro predecessori storici.

Le giraffe occupano da tempo un posto speciale nel cuore degli evoluzionisti, ma per una ragione diversa: come esempio di come distinguere l'evoluzione darwiniana dall'evoluzione lamarckiana. Tuttavia, si scopre che la storia non è così semplice; in effetti, niente di semplice riguardo a questi animali sorprendenti e strani. Uno sguardo più attento alla loro vita privata ha gettato l'accoppiamento sotto sospetto, insieme alla masticazione, quando si tratta della loro straordinaria anatomia, sollevando domande che hanno alimentato il dibattito nella comunità di giraffologia di oggi (certamente piccola).

Cominciamo con il più ovvio. L'elevata statura della giraffa crea una serie di difficoltà che sono state risolte con l'aiuto di notevoli adattamenti. Pompare il sangue due metri sopra il cuore fino alla testa imponente dell'animale richiede una pressione eccezionalmente alta, tre volte il livello sistolico dell'uomo. Per evitare che le loro arterie scoppino, le giraffe necessitano di speciali strutture di supporto all’interno dei loro vasi sanguigni.

In un’altra direzione, per evitare che il sangue si accumuli nei piedi, che si trovano all’estremità di gambe molto lunghe, le giraffe hanno sviluppato un tipo di calza compressiva che gli esseri umani usano dopo un intervento chirurgico o per prevenire la trombosi venosa profonda durante i lunghi voli. 1 L'invenzione delle giraffe sono le pareti dei vasi sanguigni altamente elastiche in combinazione con un'estesa rete capillare. Riducendo la perfusione del fluido nei tessuti circostanti, questi progetti mantengono il sangue della giraffa nei vasi a cui appartiene e non nei tessuti circostanti. Questi animali hanno un altro sistema di compressione appositamente adattato nel collo che impedisce che troppo sangue affluisca alla testa quando si chinano per bere, cosa che non fanno molto spesso poiché ottengono la maggior parte dell'acqua dalle foglie che mangiano usando il loro linguette molto flessibili da 45 cm.

Sebbene i colli delle giraffe siano eccezionalmente lunghi, in realtà sono inferiori alle loro gambe, poiché quei colli colossali sono, che ci crediate o no, troppo corti. Per raggiungere la pozzanghera, la giraffa che beve deve allargare le gambe. E, a proposito, lo stesso meccanismo per controllare il flusso dei fluidi funziona nella direzione opposta nel collo della giraffa, quando la giraffa smette di bere e alza la testa, consentendo a un rivolo relativamente piccolo di sangue di scorrere verso il basso in modo che l'ipossia cerebrale non avviene. 2

Il nome "giraffa" deriva dalla parola araba "zarafah", che significa "camminatore veloce", e le giraffe usano le loro lunghe gambe per camminare velocemente, anche se le loro lunghe gambe a leva e le colonne del collo leggermente oscillanti e bilanciate verticalmente sembrano che si stiano muovendo lentamente. Per ragioni non chiare, ma presumibilmente dovute a una biomeccanica veramente simile a quella delle giraffe, quando le giraffe hanno bisogno di muoversi rapidamente, non galoppano né saltano come quasi tutti gli altri quadrupedi, che in questi casi sollevano da terra sia le zampe anteriori che quelle posteriori. Invece, sollevano le gambe anteriori e posteriori dallo stesso lato allo stesso tempo, alternando sinistra e destra – anziché avanti e indietro – in un modo chiamato “ambio”. In realtà è molto efficace ed elegante, più goffo che goffo una volta che l'osservatore si abitua alla novità. (A proposito, anche i cammelli vanno all'ambio, 3 il che potrebbe spiegare il nome della specie di giraffa in latino camelopardali, a causa dell'antica credenza secondo cui le giraffe sono metà cammello e metà leopardo, quest'ultimo a causa della colorazione notevolmente maculata e simile a una piastrella.)

Ora riguardo a quel collo straordinario. Quante ossa ci sono nel collo di una giraffa? Risposta: sette (secondo uno studio del Journal of Zoology del 1999 - otto), 4 è lo stesso numero degli esseri umani, solo la giraffa è enorme e ogni vertebra cervicale è lunga in media 25 centimetri. E il topo? Anche sette, anche se – sorpresa – tutte molto piccole. Topo.

Foto dettagliata del collo di una giraffa. Foto: Mike Taylor e Matt Wedel

Probabilmente la cosa più nota del collo della giraffa (almeno tra i biologi) è la particolarità dei suoi nervi, in particolare del nervo laringeo ricorrente sinistro, che invia impulsi alla laringe dell'animale. Dimentica per un momento che le giraffe sono probabilmente i più silenziosi tra i grandi mammiferi, emettono suoni, anche se debolmente. Nessuno sa perché siano così insinuanti, anche se è chiaro che la loro laringe ha la stessa innervazione di base (la connessione tra gli organi e il sistema nervoso - ca. Novità) come in altri mammiferi più rumorosi, sebbene l'impulso percorra una distanza maggiore. Forse ha qualcosa a che fare con il loro collo lungo, o semplicemente non hanno niente da dire. In ogni caso, i muscoli della loro laringe - come la nostra - sono stimolati dal nervo laringeo, e qui abbiamo uno degli esempi più sorprendenti di progettazione estremamente folle in zoologia.

I nervi laringei, comunemente presenti nei vertebrati, si diramano dal nervo vago più grande, che svolge un ruolo importante nel sistema parasimpatico dei vertebrati, che invia segnali a tutti i principali organi interni, inclusi il cuore e il sistema digestivo. In tutti i mammiferi, i nervi laringei ricorrenti si diramano dal nervo vago a livello dell’arco aortico, dove l’aorta, che originariamente ascendeva dal cuore con le sue arterie carotidi ramificate che riforniscono il collo e la testa, si tuffa indietro per fornire sangue al resto del corpo. il corpo. L'arco aortico fa un'ansa di 180 gradi, il che non è un problema per il nervo laringeo ricorrente destro, che si trova sul lato "destro", evita la curva dell'aorta e va dritto alla laringe lungo la trachea. Tuttavia, il suo compagno sinistro deve piegarsi attorno all'arco aortico dal basso prima di dirigersi verso la laringe. Questo è un po' anatomicamente scomodo, ma non è un grosso problema per la maggior parte dei vertebrati, compresi gli esseri umani, poiché questa curva aggiunge solo pochi centimetri al percorso.

Questo è sia un dilemma interessante per gli animali dal collo lungo che un chiaro esempio di evoluzione. Tra i pesci moderni e presumibilmente tra i pesci antenati dei moderni mammiferi, i nervi laringei ricorrenti (sinistro e destro) correvano in linea retta dal cervello alle branchie lungo il cuore. Nei primi mammiferi dal collo corto, tutto era quasi uguale, solo il ramo sinistro, che passava sotto la parte piegata dell'arco aortico, era leggermente più lungo e più curvo. Ma in quelle creature che si sono evolute fino ad avere il collo lungo, il povero nervo laringeo ricorrente sinistro ha dovuto fare una deviazione davvero assurda durante lo sviluppo embrionale: uscire dal cervello, andare a testa in giù per passare sotto quell'arco aortico sempre retratto, poi risalire per infine raggiungere la laringe.

Nel caso delle giraffe, questo adattamento incongruo richiede ora un nervo lungo 4,5 m (2,3 m andata e ritorno), anche se se corresse in linea retta, la lunghezza totale sarebbe di 15 cm. Perché le giraffe si sono evolute dai loro antenati diretti, che a loro volta si sono evoluti dai loro, e così via fino all'antenato comune, il pesce, la cui lunghezza dei nervi laringei ricorrenti era del tutto ragionevole. (E a proposito, non sprecare tutta la tua pietà per le giraffe: c'erano altri discendenti vertebrati di pesci - in particolare dinosauri sauropodi - i cui colli di 13,7 metri richiedevano nervi molto più lunghi: circa 27,5 metri! In un recente rapporto tecnico - nel diario Acta Paleontologica Polinica, per la precisione - questa assurdità venne definita “monumento dell'inefficienza 5)

1. Hargens, A. R., Millard, R. W., Pettersson, K. e Johansen, K. Emodinamica gravitazionale e prevenzione dell'edema nella giraffa. Natura 329, 59-60 (1987).
2. Mitchell, G. e Skinner, J.D. Come le giraffe si adattano alla loro forma straordinaria. Transazioni della Royal Society of South Africa 48, 207-218 (1993).
3. Dagg, A.I. Come si muove un cammello (La locomozione del cammello (Camelus dromedarius)). Giornale di Zoologia 174, 67-78 (1974).
4. Solounias, N. L'anatomia unica del collo della giraffa. Giornale di Zoologia 247, 257-268 (1999).
5. Wedel, M.J. Un monumento all'inefficienza: il presunto decorso del nervo laringeo ricorrente nei dinosauri sauropodi. Acta Paleontologica Polonica 57, 251-256 (2011).<.sub>

Miracoli dell'evoluzione usando l'esempio della giraffa. Parte 2

È tutto molto imbarazzante finora. Ma perché le giraffe moderne hanno sviluppato colli lunghi così problematici? Qui le giraffe ci aiutano a distinguere l'evoluzione darwiniana dall'evoluzione lamarckiana. Lamarck credeva che il collo delle giraffe diventasse lungo perché i loro antenati lo allungavano. Secondo Darwin, le prime giraffe differivano l'una dall'altra per la lunghezza del collo e quelle con collo più lungo si riproducevano con maggiore successo. Secondo il concetto di Lamarck di “ereditarietà delle caratteristiche acquisite” – non molto diverso dal “usalo o buttalo via” – gli organi si ingrandiscono quando vengono utilizzati e si restringono quando non lo vengono. Quasi tutti concordano sul fatto che le prime giraffe avessero un collo non molto diverso da quello degli altri ungulati.

Ma Lamarck e i suoi seguaci immaginarono che queste giraffe raggiungessero foglie sempre più alte sulle cime degli alberi della savana (e le giraffe infatti si nutrono dai rami), e che i loro colli si allungassero, proprio come i muscoli crescono con l'uso, finché i loro discendenti acquisirono i colli più lunghi. Il punto di vista di Darwin è leggermente diverso e più accurato: con la crescente concorrenza per la vegetazione frondosa, le prime giraffe con colli leggermente più lunghi erano in grado di nutrirsi leggermente meglio raggiungendo foglie a crescita alta.

Pertanto, hanno prodotto più figli, i cui colli, a loro volta, sono diventati più lunghi di quelli dei loro genitori. Pertanto, la selezione naturale ha favorito colli più lunghi, nonché adattamenti necessari come la capacità di generare e sopportare una pressione sanguigna molto elevata impedendo al contempo il deflusso del sangue nelle gambe, oltre ad inevitabili svantaggi come il percorso tortuoso del nervo laringeo ricorrente sinistro.

Ma la storia non finisce qui. Esiste un’altra spiegazione concorrente del motivo per cui le giraffe hanno il collo così lungo, e riguarda la selezione sessuale. Innanzitutto una piccola digressione. Anche se molte persone credono il contrario, non esiste alcuna differenza fondamentale tra la selezione naturale e la selezione sessuale. La selezione naturale si verifica ogni volta che avviene la riproduzione differenziale, in cui alcuni geni hanno più successo nel trasmettere copie di se stessi alle generazioni future. La selezione sessuale implica competizione per ottenere e acquisire compagni ed è naturale come altre forme di selezione come cercare cibo, evitare predatori, dormire quando si è stanchi o grattarsi quando si ha prurito. Il fatto è semplicemente che la selezione sessuale a volte produce tratti - l'esempio classico è la coda del pavone - che sono ecologicamente svantaggiosi ma che sono comunque selezionati positivamente perché il loro contributo complessivo alla forma fisica attraverso la competizione con lo stesso sesso o l'attrazione del sesso opposto è maggiore del perdite dirette che riguardano semplicemente la sopravvivenza.

Si scopre che le giraffe maschi sono più viziose che affettuose: durante la carreggiata, combattono usando le loro teste pesanti e forti attaccate a colli lunghi e flessibili - risulta qualcosa come una stella mattutina o un flagello medievale. E più lungo è il collo, più potenti saranno i colpi. Pertanto, l'ipotesi - nota come ipotesi del "collo di accoppiamento" - afferma che i colli lunghi furono selezionati perché aiutavano i maschi a vincere i combattimenti tra loro. Inoltre, le femmine potrebbero aver preferito i maschi dal collo più lungo, in parte perché la loro prole avrebbe avuto il collo più lungo. Di conseguenza, i nuovi maschi competerebbero con maggiore successo con altri maschi e sarebbero più attraenti sessualmente per le femmine della loro generazione. In un modo o nell’altro, i geni maschili per la lunghezza del collo e i geni femminili per la scelta dei compagni dal collo più lungo sarebbero stati trasmessi. 6 Questa è una variante di ciò che gli ecologisti comportamentali chiamano “ipotesi della progenie sessuale”, che si applica anche all’evoluzione delle code del pavone e ad altri tratti maschili apparentemente strani. Secondo questa ipotesi, il collo lungo delle femmine di giraffa sarebbe un effetto concomitante della selezione sessuale tra i maschi.

Si tratta di un’idea controversa e non è stata ancora detta l’ultima parola. 7 A sostegno dell'ipotesi dei "colli di accoppiamento" c'è la scoperta che i maschi con il collo più lungo in realtà hanno più successo nel combattimento tra loro e, inoltre, le giraffe preferiscono effettivamente colli più lunghi nei potenziali compagni, dando un altro significato al termine necking significa "baciare un vestito vestito" partner sul collo” - ca. Novità). Inoltre, la maggior parte del foraggiamento delle giraffe avviene all'altezza delle spalle anziché a livello del collo. Inoltre, le giraffe sono due metri più alte degli altri animali mangiatori di foglie, suggerendo che la competizione per il foraggiamento non è la principale forza trainante dell’evoluzione altitudinale. D'altro canto, può darsi che in tempi di scarsità di cibo valga la pena di crescere ulteriormente e, inoltre, di solito le parti più nutrienti del fogliame di una pianta si trovano proprio in alto, negli apici in crescita. 8

Tuttavia, non c'è motivo di pensare che il successo nella ricerca del cibo e il successo nel sesso si escludano a vicenda nella loro possibile influenza evolutiva. Questa prospettiva è ancora un altro esempio di come questi giganti allampanati, dalle gambe lunghe e dal collo lungo incarnano la diversità della vita scavata dall’evoluzione. Allo stesso tempo, può essere difficile immaginare che una creatura incredibile come una giraffa faccia sesso, per non parlare del fatto che ne sia stata modellata. Ma lo stesso vale per pensare al sesso tra i nostri genitori, eppure il fatto che siamo qui suggerisce che loro, come le giraffe, lo hanno fatto almeno qualche volta.

6. Simmons, R.E. & Scheepers, L. Vincere per il collo: selezione sessuale nell'evoluzione della giraffa. Naturalista americano 148, 771-786 (1996).
7. Mitchell, G., Van Sittert, S.J., & Skinner, J.D. La selezione sessuale non è l'origine del collo lungo nelle giraffe. Giornale di Zoologia 278, 281-286 (2009).
8. Cameron, E.Z. & du Toit, J.T. Vincere per il collo: le giraffe alte evitano di competere con quelle più basse. Il naturalista americano 169, 130-135 (2007).
9. Simmons, R.E. & Altwegg, R. Colli accoppiati o animali in competizione? Critica delle idee sull'evoluzione della giraffa (Colli per sesso o browser concorrenti? Una critica delle idee sull'evoluzione della giraffa). Giornale di zoologia 282, 6-12 (2010).

Autore: David P. Barash è un biologo evoluzionista e professore di psicologia all'Università di Washington. Il suo libro più recente si intitola Biologia buddista: l’antica saggezza orientale incontra la moderna scienza occidentale.
Originale: Nautilus.

I biologi stanno ancora testando diverse ipotesi per spiegare la lunghezza del collo delle giraffe.

Il collo della giraffa incuriosisce le persone da molto tempo. Una delle spiegazioni più famose del motivo per cui le giraffe hanno un collo lungo è stata proposta dall'eccezionale naturalista e naturalista francese Jean-Baptiste Lamarck: secondo lui, i loro colli erano allungati dagli sforzi costanti per raggiungere le foglie sulle cime degli alberi.

Charles Darwin e Alfred Russell Wallace, i fondatori della teoria evoluzionistica, concordavano sul fatto che tutto dipendeva dalle foglie degli alberi, ma gli sforzi personali delle giraffe non avevano nulla a che fare con questo. In ogni generazione di animali, a causa della variabilità naturale, compaiono individui con il collo più lungo o più corto, e quelli con il collo più lungo ottengono un vantaggio: si nutrono meglio, raggiungono rami più frondosi, e quindi si sentono meglio e si riproducono meglio, passando alla generazione successiva. generazione sono quelle varianti dei geni del "collo", con l'aiuto dei quali il collo si allunga. Questo è uno degli esempi più famosi di come funziona la selezione naturale e in questa forma, insieme agli alberi ad alto fusto, le giraffe si sono fatte strada in tutti i libri di testo.

Ma sono solo le foglie inaccessibili la ragione? Nel 1949 Chapman Pincher, giornalista e scrittore con la passione per la zoologia e la genetica, cercò di collegare, per così dire, il lungo collo delle giraffe con le loro lunghe gambe. È abbastanza ovvio che è più facile scappare dai predatori con le gambe lunghe, ma come ha suggerito Pincher, con tali gambe è difficile bere se c'è acqua sotto i piedi (e in natura nessuno porterà acqua alle giraffe ' bocca). Questa ipotesi ha guadagnato una certa popolarità, ma col tempo i paleontologi hanno trovato antenati fossili delle giraffe moderne che avevano gambe lunghe e collo corto e che per milioni di anni non hanno avuto problemi con l'acqua.

Secondo un'altra versione, un collo lungo era necessario principalmente alle giraffe maschi: un maschio con un collo più lungo poteva sconfiggere più facilmente il suo avversario in un combattimento per una femmina, o le femmine semplicemente per qualche motivo preferivano i maschi con il collo più lungo. In altre parole, la lunghezza del collo delle giraffe era una caratteristica su cui agiva la selezione sessuale (non parleremo delle caratteristiche della selezione sessuale, ma consiglieremo un ottimo articolo su questo argomento di Boris Zhukov in Science and Life).

Infine, alcuni esperti ritengono che un collo lungo protegga dal surriscaldamento. È noto che l'equilibrio della temperatura dipende dal rapporto tra la superficie del corpo e il suo volume. Maggiore è la superficie, più velocemente il calore esce; maggiore è il volume del corpo, maggiore è la quantità di calore trattenuta al suo interno. Per un animale di grandi dimensioni che vive in un clima caldo, è importante eliminare il calore in eccesso per evitare il surriscaldamento. Si può presumere che il lungo collo, insieme alle lunghe zampe delle giraffe, aumenti la superficie del corpo rispetto al volume, aiutandole a raffreddarsi. Ma per capire se questo è vero o no, è necessario misurare con precisione la superficie e il volume della giraffa.

Questo è esattamente ciò che hanno fatto i ricercatori dell'Università di Pretoria con diverse giraffe dello Zimbabwe. In un articolo su Giornale degli ambienti aridi si dice che la superficie corporea delle giraffe non sia, in media, più grande di quella di altri animali di massa corporea simile, per cui l'ipotesi del “collo di frigorifero” sarebbe da scartare.

Tuttavia, gli autori dell'opera descrivono un altro trucco che può salvare le giraffe dal surriscaldamento: stando con la testa direttamente verso il sole, riducono l'area del corpo illuminata dai suoi raggi - il sole semplicemente non colpisce la collo. Le giraffe infatti spesso stanno in questa posizione, ma probabilmente hanno dovuto cercare una posizione meno “calda” dato che hanno sviluppato un collo lungo.