Еще немного о том, как двигаются животные

Большинство рыб плавает головой вперед, но есть и исключения. Рыба-нож, обитающая в реках Центральной Африки, может плыть хвостом вперед. У нее сжатое с боков ножевидное тело, спинных плавников нет, вдоль всего брюшка тянется только один длинный узкий плавник. Рыба эта ведет ночной образ жизни, у нее хорошее зрение и обоняние. Отправляясь на охоту, она плывет, как и все рыбы, головой вперед, но, столкнувшись с врагом, немедленно «включает задний ход» и скрывается в зарослях.


В Южной Америке и Западной Азии живут пресмыкающиеся — амфисбены. Они занимают промежуточное положение между ящерицами и змеями. С виду амфисбены похожи на земляного червя и достигают длины 25—30, а иногда и 70 см. Селятся они в подземельях муравейников и термитников и питаются хозяевами жилища и их личинками. Удивительно, что даже самые воинственные муравьи не трогают своих заклятых врагов. Подземный ход амфисбены проделывают в два приема: сначала они раздвигают землю головой, а затем прижимают ее затылком к потолку. Когда амфисбена пробирается в подземном туннеле, по ее телу от головы к хвосту пробегает волна, которая, наталкиваясь на неровности почвы, толкает животное в обратном направлении. Такое движение возможно потому, что кожа амфисбены свободно прилегает к телу и образует как бы подвижный мешок.


Тропический плоский червяк бипалий (Bipalium), родственник наших планарий, легко ползает по наклонным плоскостям и даже по вертикальной поверхности. Движения обеспечиваются, с одной стороны, змеевидным изгибанием тела, а с другой — работой ресничек, покрывающих брюшную поверхность червя. Бипалий гребет ресничками, как веслами, в собственном слизистом потоке, который выделяет подошва его тела.


Полуводные пауки-амфибии Dolomedes способны передвигаться с огромной скоростью как по суше, так и по поверхности воды, подобно клопам водомеркам. Почувствовав, что на поверхность воды упала добыча (какое-нибудь мелкое насекомое), паук способен развить скорость до 0,75 м/с. Направление движения к добыче он корректирует, воспринимая мелкие волны, производимые бьющимся в воде насекомым.


Взрослые поденки совсем не едят: ротовые органы у них плохо развиты или вовсе редуцированы, а их кишечник не переваривает пищу, а служит «аэростатическим баллоном». Он наполнен воздухом и облегчает поденке ее грациозный парящий полет. На конце брюшка поденок имеются две или три длинные хвостовые нити. Заполненный воздухом кишечник, большие крылья и длинные хвостовые нити позволяют поденкам исполнять роль «воздушного планктона» и, не прилагая больших усилий, медленно планировать в воздухе.

Жуки прыгают по-разному: кому как нравится. Щелкуны, например, имеют особую упругую зацепку на груди. Когда эта зацепка резко вылетает из паза-защелки, жук совершает прыжок. Жуки-горбатки и некоторые листоеды (блошки Altica) прыгают с помощью сильных задних ног, как кузнечики. Так же прыгают некоторые мелкие жуки-тенелюбы (Melandryidae). А есть и такие жуки, которые прыгают, резко разгибая средние ноги.


У крошечных ногохвосток есть прыгательная вилочка. Она находится на заднем конце брюшка и в спокойном состоянии подогнута под тело, где удерживается специальной зацепкой. Быстро расправляя ее, ногохвостки совершают резкие прыжки, спасаясь от врагов. Приземляясь, они не скользят, даже оказавшись на гладком стекле, — в передней части брюшка у них есть особый вырост, выделяющий липкую жидкость и способный присасываться даже к скользкой поверхности. Это своего рода «тормозная колодка».


Плавание многих простейших осуществляется за счет работы ресничек. Реснички — нитевидные структуры, которые закреплены в наружном слое цитоплазмы клетки с помощью особого тельца. Биение ресничек можно разделить на две фазы: рабочий удар и возвратное движение. Во время рабочего удара ресничка остается прямой и жесткой и изгибается только у основания, в то время как при возвратном движении она изгибается по всей длине от основания до вершины. Благодаря этому относительно много жидкости перемешается при рабочем ударе ресничек и относительно мало при возвратном движении. В результате биение ресничек создает ток жидкости в направлении рабочих ударов. Сама инфузория плывет, естественно, в противоположном направлении.


Ленивцы ведут очень медлительный образ жизни. Свое время они обычно проводят на деревьях, повиснув вниз головой. В результате у них развились длинные крепкие когти, способные удерживать их на ветвях в висячем положении, а шерсть на брюхе разделилась пробором и растет в направлении от брюха к спине. Благодаря этому во время тропического дождя вода скатывается по шерсти и зверь не намокает.


У белух, в отличие от большинства дельфинов других видов, нет спинного плавника. Вместо него у этих животных имеется небольшой, но очень прочный спинной киль из плотной соединительной ткани. Такое строение тела связано с тем, что эти морские животные обитают в зоне высоких северных широт, где плавник мог бы повредиться при продвижении подо льдом. Напротив, прочный спинной киль помогает белухам вспарывать лед, если им необходим доступ к воздуху.


Калан внешне несколько напоминает речную выдру, но у него короче хвост и задние лапы. Широкие и плоские задние лапы напоминают ласты и хорошо приспособлены для плавания. Калан любит плавать на спине и способен развивать скорость до 3 км/ч.


Мех калана по шелковистости и густоте опушения не имеет себе равного в мире. Ученые подсчитали, что на один остевой волос в шкуре приходится 70 пуховых волосков. Прослойка воздуха в пышном волосяном покрове позволяет зверю легко держаться на воде (масса самцов может достигать 45 кг) и прекрасно защищает от переохлаждения.


Подушечки задних лап скалистых валлаби имеют зернистую фактуру, подобно покрышкам для бездорожья. Они менее сужены к концу и изгибаются дугой под задней частью. Такое строение лап необходимо этим кенгуру для сохранения равновесия при передвижении по россыпям камней среди скал, где они обитают.


Многим околоводным животным, таким как выхухоль, ондатра, норка или выдра, чтобы добывать пищу в воде, нужно уметь хорошо нырять. С этой целью связан целый ряд физиологических изменений и приспособлений в организме животных. Например, речной бобр может задерживать дыхание в течение 12—15 минут, выхухоль и ондатра — 12, утконос — до 10, нутрия —до 8, а вот собака — максимум только на 4 минуты. Дополнительные резервы кислорода, необходимые для длительного ныряния, обеспечиваются у околоводных животных благодаря увеличению содержания кислорода в крови, повышению в ней количества гемоглобина и в мышечной ткани — миоглобина.


По-особенному прыгают муравьи. Например, австралийские муравьи мирмеции (Myrmecia) используют для прыжка не ноги, а челюсти. Муравей упирается широко раздвинутыми мощными челюстями в землю, сокращает мышцы и резко освобождает челюсти. Они, как пружина, отбрасывают его на несколько десятков сантиметров, что помогает избежать столкновения с врагом.


Безлегочные пещерные саламандры Северной Америки, обитающие на вулканических склонах с изобилием каменной крошки, обладают замечательной способностью сворачиваться кольцом и скатываться в таком виде со склонов. Это поведение является способом зашиты от хищников — скатываясь вниз, словно небольшие камешки, саламандры становятся сравнительно незаметными для врагов.


Бобры — отличные пловцы, идеально приспособленные к водному образу жизни. Отталкиваясь от воды задними ногами, пальцы которых соединены плавательными перепонками, они развивают скорость до 10 км/ч. Передние довольно маленькие лапы бобра лишены перепонок, зато вооружены длинными сильными когтями для копания. Плавая, бобр сжимает передние лапы в кулачки и отталкивает ими всякие помехи. Передними лапами он носит ветки и глину, прижимая их к груди и нижней челюсти. Кеда бобр ныряет, все отверстия в его теле автоматически «задраиваются», как люки подводной лодки: уши и ноздри смыкаются, точно клапаны, а рот плотно закрывается особыми кожными выростами, однако резцы остаются снаружи, чтобы ими можно было пользоваться под водой. Прозрачные пленки прикрывают глаза, точно контактные линзы, защищая их от плавающего мусора. Широкий уплощенный хвост бобра служит рулем под водой и подпоркой на суше, когда животное сидит столбиком. Большие легкие и печень обеспечивают бобру такие запасы воздуха и обогащенной кислородом крови, что он может не выныривать целых пятнадцать минут. Плавать и трудиться в ледяной воде бобр может благодаря толстому слою подкожного жира и густой прекрасной шерсти, которую он содержит в образцовом порядке, постоянно расчесывая. Гребнями ему служат раздвоенные когти на задних лапах (по одному на каждой). Смазывая мех маслянистым секретом парных желез, расположенных около анального отверстия, бобр добивается того, что его мех становится водонепроницаемым.

На лапах у европейской норки есть перепонки, которые помогают
им превосходно плавать и нырять.

Наблюдения показали, что некоторые животные, например соболь, зимой оставляют много следов около буреломов. Дело в том, что по занесенному снегом валежнику зверьку легче бегать: он меньше проваливается. Так, на заснеженной поверхности земли соболь вязнет на глубину 9 см, а на валежине — не более чем на 5 см. Во второй половине зимы плотность снега, покрывающего бурелом, увеличивается и соболь вязнет еще меньше: лишь на 2—3 см. К тому же в местах скопления валежника соболю легче спрятаться, а температура воздуха здесь на 6—9° выше, чем у поверхности земли. Недаром за сутки соболь пробегает по бурелому примерно 25% пути, в среднем составляющего 6 км.

Передвигаясь по рыхлому снегу, соболь задние лапы ставит точно в отпечатки передних. А по насту он перемешается иначе: задние ноги выкидывает вперед, как заяц.


Снежные козы — полорогие копытные животные, которым нет равных при передвижении по очень крутым горным склонам. Успешно совершать головокружительные прыжки им помогают опушенные подошвы копыт и чрезвычайная подвижность двух составляющих их пальцев. Тело коз несколько уплощено, а ноги короткие, но крепкие и мускулистые. Это позволяет животным с комфортом располагаться даже в небольших и скальных нишах и щелях.

Китообразные относятся к наиболее быстроходным водным обитателям и превосходят по скорости рыб, которыми они питаются. Рекордсменом среди усатых китов считается сейвал, который, по некоторым данным, способен развивать скорость 65 км/ч. Но эти данные — результат лишь приблизительной оценки во время китобойного промысла, при этом точных замеров никто не проводил. Мелкие китообразные животные в особых случаях могут показывать преувеличенную («ложную») скорость хода. Например, дельфины, оседлав корабельные волны и двигаясь за быстроходным судном, достигают скорости 65 км/ч. Но это не является их естественной скоростью. Американские ученые опытным путем установили, что максимальная скорость, например, малайских продельфинов — 40,6 км/ч. Однако с такой стремительностью дельфины могут двигаться очень недолго (в условиях опыта — лишь секунды). Возможно, еще быстрее перемещаются косатки, нападающие даже на быстроходных дельфинов. По наблюдениям с судна, замерявшего быстроту хода китообразных некоторых видов, максимальная скорость косаток в течение 20 минут менялась от 38 до 55 км/ч. Последняя цифра, видимо, и находится на грани гидродинамических возможностей представителей отряда китообразных.


Испуганное стадо дельфинов белобочек может развить скорость до 45—55 км/ч, при этом животные совершают огромные пологие прыжки в воздухе. Наибольшая скорость афалин при плавании такая же, как у белобочек.


Кашалоты в поисках излюбленного корма — головоногих моллюсков — могут нырять на глубину до одного километра и охотиться там в течение одного-полутора часов. Задерживать так долго дыхание под водой удается им благодаря тому, что эритроциты их крови обладают свойством связывать кислород в значительно больших объемах, чем у наземных обитателей. Но, что очень важно, этим свойством обладают не только эритроциты крови кашалотов, но и содержащийся во всех мышцах их тела мышечный белок — миоглобин.


Исследования нырятельных способностей желтобрюхих морских змей (Pelamis platurus) показали, что эти животные проводят под водой 80% времени, причем не только у поверхности. Средняя глубина погружения составляет примерно 17 м. Каждое ныряние продолжается в среднем около 35 минут, но ученые наблюдали и погружения, которые длились более полутора часов и даже более двух часов. Это кажется невозможным, поскольку количества кислорода, содержащегося в организме змеи, недостаточно для снабжения органов в течение столь долгого времени. Поднявшись на поверхность, животное проводит здесь несколько минут и снова ныряет, явно не успевая пополнить запасы кислорода. Ответ на загадку, по мнению американского физиолога Дж. Грэма, заключается в том, что во время погружения снабжение организма кислородом осуществляется в основном за счет кожного дыхания. Исследования показали, что, находясь у поверхности, змея получает 33% необходимого кислорода через кожу, а на глубине — много больше. При погружении змея быстро уходит под воду почти под прямым углом к водной поверхности. Достигнув максимальной глубины, она начинает очень медленно всплывать, что занимает наибольшую часть времени пребывания под водой. Только вблизи поверхности этот процесс резко ускоряется и движение происходит практически по вертикальной траектории. Резкая перемена давления, неизбежная при нырянии, может сопровождаться «запиранием» легких. Тогда кровь или вовсе не поступает в дыхательный аппарат, или, попав туда, не входит в соприкосновение с легочным газом, так как легкие под давлением сильно сжимаются. По мере постепенного подъема давление уменьшается, так что змея получает достаточное и все увеличивающееся количество кислорода. Этот запас используется весьма избирательно: в первую очередь на снабжение наиболее жизненно важных органов, что достигается переменой положения тела и характера сердечной деятельности. Этому способствует и трехкамерное устройство сердца желтобрюхой морской змеи.


В строении копыт северного оленя имеется одна деталь приспособительного свойства: нижняя их поверхность не плоская, а вогнутая, с заостренными краями. Благодаря этому несколько увеличивается опорная поверхность и улучшается сцепление с уплотненным, обледенелым, скользким снегом, а именно таким и бывает снег в местах обитания северного оленя. Увеличение опорной поверхности и снижение весовой нагрузки облегчает передвижение. У некоторых животных такое приспособление проявляется только в определенное время года. Например, густое оперение, сплошь закрывающее лапы у белой и тундряной куропаток, и плотная длинная шерсть на лапах у зайца-беляка появляются зимой и помогают животным передвигаться по снегу. Недаром американцы называют зайца-беляка «лыжный» заяц (snow-shoes rabbit). У тех птиц и зверей, которые обитают в более южных районах, нет такой необходимости приноравливаться к жизни на снегу. Для сравнения: у зайца-беляка весовая нагрузка составляет не более 17 г на квадратный сантиметр, а у его более южного родственника русака — 22—24 г; у белой куропатки — 12 г, тогда как у серой, несмотря на ее меньшие размеры, — даже 40 г.

Большую часть необходимого ему жира белый медведь получает, добывая разными способами жирных полярных тюленей. К концу мая, когда в Заполярье подтаивает паковый лед и от его кромки начинают откалываться большие льдины, медведи сотни километров плывут на этих льдинах, точно на плотах, в поисках тюленей. А поскольку им не хватает ловкости и быстроты, чтобы справиться со своей сильной добычей в воде, они переплывают с одного ледяного поля на другое, пока не находят тюленей, выбравшихся на лед отдохнуть под теплыми лучами солнца. Известны случаи, когда медведи вплавь преодолевали примерно 50 км, чтобы добраться до богатых охотничьих угодий. Взрослый белый медведь съедает за один раз от 7 до 23 кг мяса. Чтобы удовлетворить такой гигантский аппетит, он вынужден покрывать огромные расстояния, особенно в летние месяцы, когда дрейфующие льды рассеиваются по обширным пространствам.


Лапы белого медведя служат ему мощными веслами во время плавания, а также прекрасным орудием, чтобы бороться во время охоты на льду. Они обеспечивают ему выживание в тяжелейших арктических условиях. Лапы снабжены длинными изогнутыми когтями, так что медведь способен удержать добычу одной передней лапой, а другой в это время нанести сокрушительный удар. Когда он плывет, передние лапы с плавательными перепонками помогают ему развить такую скорость, что 100 м он способен проплыть за 36 секунд. Подошвы всех четырех лап этого зверя покрыты шерстью, которая сохраняет тепло и помогает ему уверенно ступать по скользкому льду. Эти природные мягкие «сапоги», кроме того, приглушают шум его шагов, когда он выслеживает добычу.


Проводя много времени у воды, лоси стали отличными пловцами. Чуть не в недельном возрасте мать начинает приучать лосенка плавать. Крупный взрослый лось способен плыть со скоростью около десяти километров в час (максимальная скорость, которую развивают бобры и выдры) на протяжении двух часов, обгоняя даже опытного гребца в легком каноэ. Лоси могут часами разыскивать в воде нежные листья, корешки и клубни водных растений, иногда держа голову под водой больше минуты, а затем с громким фырканьем поднимая ее в каскаде брызг с пучком мокрой зелени во рту. Они удивительно ловко могут находить под водой любимый корм и иногда, если лакомство оказывается на большой глубине, даже ныряют за ним. Известны случаи, когда лоси ныряли за кормом на глубину более пяти метров.

Кабарга — великолепный прыгун. По маневренности прыжков у кабарги нет соперников. Она способна на полном скаку изменить направление движения под углом 90° или же резко изменить направление бега на противоположное, практически моментально набирая прежнюю скорость.

Несмотря на грузное телосложение, зубры могут довольно быстро бежать на протяжении дистанции 100—200 м. Они прекрасно прыгают: до 4—4,5 м в длину и более двух метров в высоту.

Кулан — одно из самых быстроногих копытных животных. Испуганные куланы скачут со скоростью 70 км/ч.


Пятнистые олени — прекрасные пловцы. Они способны переплывать с острова на остров или с материка на остров, преодолевая расстояние 10—12 км.


Зимой за сутки харза может преодолеть расстояние до двадцати километров, а при отсутствии снега и больше. Зверь утопает в рыхлом снегу, так как весовая нагрузка на опорную поверхность лап составляет от 30 до 60 г/см2, что намного больше, чем у других куньих.


Основное средство защиты от врагов у зайцев — быстрый бег. Скорость бега у русаков может составить 80 км/ч.


Летяг довольно часто причисляют к белкам, однако это неправильно. Летяги относятся к отдельному семейству. Название свое они получили благодаря замечательному умению планировать с дерева на дерево. В этом им помогает ряд приспособлений и в первую очередь кожистые, покрытые шерстью перепонки, расположенные по бокам туловища между передними и задними лапками. Когда летяга планирует с дерева на дерево, она широко расставляет лапы и перепонки растягиваются. Меняя натяжение перепонки, зверек получает возможность маневрировать во время полета. Хвост также участвует в «управлении полетом», а кроме того, выполняет роль тормоза. Интересно, что перед посадкой летяга принимает вертикальное положение и прицепляется к стволу дерева всеми четырьмя лапами. Кроме того, она умеет ловко и быстро лазать по деревьям, цепляясь за неровную поверхность коры короткими, круто изогнутыми и острыми коготками. Очень забавно выглядит зверек, когда перебирается по тонким веточкам, подвешиваясь к ним снизу. А вот на земле летяга чувствует себя неуверенно и поэтому редко спускается вниз. Максимальная «дальность полета» летяг — 50—60 м.


Большие трубконосы с их необыкновенно широкими крыльями способны совершать в воздухе восхождения «свечой», подъемы «серпантином», облеты отдельно торчащих травинок и прочие сложные маневры, доступные разве что ушанам и ночницам Наттерера.


Песцы хорошо плавают и по спокойной воде без труда переплывают небольшие протоки и реки. Хвост и спину при этом песцы держат над поверхностью воды.


У каракалов, обитающих в Каракумах, на стопах лап вырастают густые щетки из жестких волос — своеобразное приспособление к передвижению по сыпучему песку пустыни. У каракалов, живущих в каменистых пустынях Устюрта, таких щеток нет.

Рысь — отличный прыгун: она способна совершать прыжки длиной четыре метра и более. А вот бегает она не очень хорошо. Во время охоты рысь преследует свою жертву в среднем на дистанции не более 60—80 м, после чего прекращает погоню. В состязании с зайцем чаше выигрывает последний.


Чернозобая гагара может пробыть под водой не более двух минут, но за это время достает дна на глубине до 50 м или проплывает до 300 м. Главным двигателем, рулем поворота и средством управления глубиной погружения служат гагарам перепончатые лапы.


У птенцов птиц турако, или бананоедов на крыльях имеются когти. Зачем? Этими когтями птенцы цепляются за ветви, когда, покинув гнездо и еще не умея летать, они путешествуют по деревьям.


Несмотря на более мелкие размеры, нанду бегают лишь немного медленнее, чем африканские страусы. Они способны развивать скорость до 60 км/ч. Как и страусы, они неплохо плавают и без труда преодолевают реки.


Наблюдения за полетом морских колониальных птиц тупиков показали, что в воздухе они кружат над своей колонией всегда в одном и том же направлении. Такой полет с сохранением общего для членов стаи направления движения снижает опасность столкновения птиц.

Пингвины — удивительные птицы. Летать и бегать они не могут, но плавают и ныряют прекрасно. Вода — их стихия, и здесь они чувствуют себя не менее привольно, чем, например, тюлени. А по суше пингвины передвигаются неуклюже, переваливаясь с одной ноги на другую и держа свое мешковатое тело вертикально. При необходимости они падают брюхом на лед и быстро скользят по нему, помогая себе и крыльями, и лапами. Крыло пингвина превратилось в эластичную ласту, которая благодаря сращению костей в локтевом суставе находится все время в полурастянутом состоянии и во время плавания под водой вращается в плечевом суставе наподобие винта.


Быстрее всех пингвинов плавает императорский пингвин, способный развить под водой скорость до 14 км/ч. Но обычная его скорость примерно 10 км/ч. Королевский пингвин плавает медленнее: обычно со скоростью 8,6 км/ч. Скорость очкового пингвина, обитающего у берегов южной Африки, не превышает 7,4 км/ч, а малый пингвин плавает со скоростью всего 2,5 км/ч.