ЯК ШИЯ ЖИРАФИ СТАЛА ДОВГОЮ?

Довга шия жирафи, ще з часів Ламарка і Дарвіна, була приводом для з'ясовування стосунків між креаціоністами і еволюціоністами. Але ж як вона виникла насправді? Джерело ілюстрації: http://www.tolweb.org

Андрій М. ЗАМОРОКА

“…Вчені з легкістю можуть пояснити чому у жирафи довга шия, проте, чому саме у жирафи – цього не скаже ніхто, як би не намагався…”

Ден Сімонс
“Падіння Гіперіону”
1990

Чаруюча і ґрацильна зовнішність жирафів – цих непересічних мешканців африканської савани, – увібрала в себе усю витонченість і красу еволюції. А скільки списів було наламано довкола загадки походження їх довгої шиї, співставних, хіба лише, з еволюційною таємницею яскравого хвоста самця павича… І попри те, що то є хрестоматійний приклад еволюції зі шкільного підручника біології, але якоїсь ясності у самім механізмі та причинах її виникнення не було. Шия жирафи активно артикулювалася, у рівній мірі, як еволюціоністами, так і креаціоністами, арґументуючи, як не дивно, цілковито протилежні теорії… А уся проблема полягала у тому, що досі не було палеонтологічних знахідок, які б вказували на проміжні етапи еволюції жирафової довгошийості.

Ґрацильні жирафи у африканській савані - загадка еволюції... Джерело ілюстрації: http://www.garykramer.net

І хоча приклад шиї жирафи є хрестоматійним і розтиражованим в усіх сучасних підручниках з біології, повідаючи про різницю у теоріях еволюції Жана Батиста Ламарка і Чарльза Роберта Дарвіна, проте, для обох цих вчених “проблема” не була принциповою. І Ламарк, і Дарвін лише раз згадали про “жирафову проблему” у своїх працях, та й то, скидається, що мимохідь… Однак, цей, наче побіжний, еволюційний приклад у обох вчених був підхоплений їх наступниками і перетворився у справжню “ікону еволюції”.

Ось так жирафи п'ють воду... Джерело ілюстрації: http://www.garykramer.net

А, власне, у чому криється суть “жирафової проблеми”? Ламаркові візії еволюції полягали у тому, що тварини “тренували” окремі орґани свого тіла, а здобуті таким чином зміни успадковувались нащадками. Тобто, жирафа, за Ламарком, тягла-тягла свою шию, і витягла (хоча, певні інтенції теперішніх епіґенетичних візій успадкування у цьому все ж є – авт.)… Дарвін же заклав у свою еволюційну теорію поняття мінливості, спадковості і добору. Це означає, що довжина шиї різних особин у популяції жирафів відрізняється одна від іншої, ці ознаки, за норми, передаються потомству, однак, при дії екстремальних факторів середовища (наприклад, катастрофічна засуха, яка і є чинником природного добору – авт.), виживатимуть тільки ті особини, що мають можливість дотягуватись до зеленого листя на верхівках акацій.

А ось так жирафи пасуться на травичці... Джерело ілюстрації: http://commons.wikimedia.org

Дарвінівський сценарій еволюції виглядає цілком логічним, а головне підкріплений незліченними спостереженнями та експериментами. Однак, хоча харчова гіпотеза довгошийості жирафи і є загально прийнятою, та окрім неї існує ще ціла низка пояснень “жирафової проблеми”. Зокрема, вважається, що довга шия розвинулась як відповідь на ритуальні бої самців, котрі цими шиями обіймаються між собою і намагаються вдарити суперника у спину своїми маленькими рогами. Тобто, тут міг спрацювати статевий добір, аналогічно, як і у павичів – розкішний хвіст самця призначений виключно для приваблення самки. Існує ще візія, що довга шия жирафи розвилась як відповідь на еволюційне подовження ніг тварини (жирафи мають, направду, довгі ноги – авт.), відіграючи роль важеля для перенесення ваги тіла під час руху, а особливо бігу (жирафи бігають зі швидкістю близько 50 км/год. – авт.). З іншого боку, довга шия – необхідність дотягуватись до води і трави, стоячи на довгих ногах (жирафи харчуються не лише листям дерев, а й травою і низькорослими чагарниками також – авт.). А ще вважається, що довга шия виникла як пристосування для охолодження у спекотному кліматі, на кшталт, великих вух слона. Справа в тому, що шия жирафи сплющена з боків – пласка, – має велику площу поверхні, яка слугує радіатором, а повертаючи її ґранню до сонця, тварина мінімізує потрапляння променів на поверхню, уникаючи перегріву. Також припускають, що довга шия дозволяла її власникам вчасно помічати хижаків на значних відстанях, а відтак підвищувала шанси на виживання. Отож, існує цілий комплекс причин, з якими могла бути зв’язана довгошиїсть жирафів, однак, для еволюції, зрозуміло, важливим є тільки найбільш критичний.

Реконструкція вимерлих представників родини Жирафових, приналежних до двох еволюційних гілок: довгошиїх та короткошиїх. Джерело ілютрації: https://ferrebeekeeper.wordpress.com

Позаяк, у родині Жирафових (Giraffidae Gray, 1821) існує лише два сучасні види: Жирафа мережевна (Giraffa camelopardalis (Linnaeus, 1758) та Окапія Джонстона (Okapia johnstoni (P.L. Sclater, 1901), а близько двох десятків відомо у викопному стані, то родина ця є цілком реліктова. Слід зауважити, що Окапія і Жирафа таки дуже різняться за зовнішнім виглядом – перша більш нагадує газель із короткою шиєю та ногами. Понад те, еволюційна лінія Окапії вважається дуже древньою, яка існує, щонайменше, 20 мільйоноліть, заразом будучи близькою до спільного предку із Жирафою. Тобто, у живих, на нині, залишились лише вихідна форма у якості Окапії, та кінцева еволюційна форма – Жирафа. Прогалина між цими крайніми формами становить близько 10-15 мільйоноліть, які заповнені низкою викопних видів родини Жирафових. Еволюція жирафів протікала за ґенеральною лінією від короткошийого предку, на кшталт, Окапії, і до теперішньої довгошийої Жирафи. У цій послідовності, за останні 20 мільйоноліть, існувала низка видів як із видовженими, так із нормальними шиями.

Окапія Джонстона - один з двох сучасних видів родини Жирафових. Джерело ілюстрації: http://www.arkive.org

Палеонтологи виводять еволюційне дерево родини Жирафових від маленької, завбільшки із середню собаку, істоти Продремотерія видовженого (Prodremotherium elongatum Filhol, 1877), щоправда, який належав до вимерлої родини Мозаїкомеридів (Mosaicomerycidae). Найдревнішими викопними знахідками Жирафових, наразі, вважаються останки Кантумерикса (Canthumeryx sirtensis Hamilton, 1973), який замешкував Східну Африку та Арабію понад 20 мільйоноліть тому. Власне, від спільного предку з Кантумериксом розпочалась диверґенція двох еволюційних гілок Жирафових: короткошиїх та довгошиїх. Сучасну Окапію та низку близьких, проте, вимерлих, видів (наприклад, Африканокерикс (Afrikanokeryx leakeyi Harris, Solounias & Geraads, 2010) залічують до базальної групи Жирафових, які не стосуються, а ні лінії короткошиїх, а ні – довгошиїх. На ранніх стадіях розходження довгошиїх і короткошиїх Жирафових, у їх спільного предку уже існували ознаки видовження шийних хребців. Проте, подальша еволюція у двох лініях Жрафових протікала за різними стратеґіями: короткошиї – набули масивних рис, через загальне збільшення розмірів тіла, а довгошиї – стали ґрацильними зі значним видовженням шиї.

Будова третього шийного хребця сучасних і вимерлих представників Жирафових показує етапи еволюції довгошийості. Джерело ілюстрації: Danowitz and all, 2015

У короткошиїх Жирафових, включаючи Окапій, Жирафокериксів (Giraffokeryx Pilgrim, 1910), Браматеріїв (Bramatherium Falconer, 1845) і Сільватеріїв (Sivatherium Falconer & Cautley, 1836), трапилось вторинне вкорочення шийних хребців, що добре видно зі співвідношення їх довжини і товщини. Слід сказати, що Сільватерії і Браматерії були тваринами масивними заввишки 3 метри і важили до 1,5 тони, тому нічого дивного немає, що їх хребці були товстими. Стосовно вторинного вкорочення шийних хребців, у порівнянні із Кантумериксом, у вчених існує дві думки: перша – усі чотри перелічені вище роди мали спільного предка, у якого відбулось вкорочення шийних хребців; а друга – вкорочення відбулось незалежно у кожної із еволюційних ліній, як наслідок конверґенції – впливу на них однакових умов проживання. Єдиної думки з цього приводу, на сьогодні, немає.

Ось так, схематично, виглядає еволюційне дерево родини Жирафових і поступове видовження шиї тварин. Джерело ілюстрації: Danowitz and all, 2015

У довгошиїх Жирафових, на відміну від короткошиїх, видовження хребців простежувалось у тому ж керунку, що намітився у древнього Кантумерикса. У ранніх представників цієї еволюційної гілки – Самотеріїв (Samotherium Forsyth Major, 1888) та Палеотраґусів (Palaeotragus Gaudry, 1861) – виявлено помітне, проте, не надмірне, як у Жирафи, видовження передньої частини хребців. Тоді як у пізніх представників довгошиїх Жирафових, в основному видів рожу Жирафа, продовжилось подовження передньої частини хребців, а також відбулось видовження їх задньої частини. У цьому відношенні проміжною ланкою до сучасної Жирафи мережевної, вважають вимерлу Жирафу сівалійську (Giraffa sivalensis (Falconer & Cautley, 1843), у якої були не усі риси притаманні для видовження задньої частини хребців шиї. Зокрема, основна кісткова маса тіла хребців Жирафи сівалійської була сконцентрована у їх середній частині із незначним зміщенням до задньої. А у сучасної Жирафи мереживної – цілковито зсунена до задньої частини.

Загалом, еволюція довгої шиї жирафи відбувалась за типово дарвінівською моделлю – поступово зі зміною проміжних ланок. На перших етапах видовжувались передні частини шийних хребців, а відтак – задні, що дало можливість розвинутись таким звичним, для нас, довгошиїм жирафам.

Слідкуйте за публікаціями Станіславівського натураліста у соціальних мережах: Facebook, Google+, Вконтакті та Livejournal

Інші статті за цією темою:

admin Written by:

Be First to Comment

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *

+ 61 = 67