Идеальный шар в мире асимметрии: кто из животных самый круглый и почему таких почти нет
Животные поражают разнообразием форм и размеров — от тощих палочников до заплывших китов. Круглые создания встречаются куда реже, причём в океане они попадаются чаще, чем на суше. Так кто же из зверей самый круглый, и почему шарообразность в природе — такая редкость?
На первый взгляд наземные круглые животные не кажутся чем-то из ряда вон выходящим. Мелкие млекопитающие вроде кроликов и пищух часто выглядят почти сферическими, когда сидят и распушают мех. Но Крис Лоу, эволюционный биолог из Вашингтонского университета в Сиэтле, утверждает: эта форма по большей части иллюзия. «Физически они далеко не так круглы, как кажутся», — пояснил он в беседе с Live Science.
У сферы самое низкое соотношение площади поверхности к объёму среди всех геометрических тел, а это идеально для сохранения тепла. По словам Лоу, способность сворачиваться или сжиматься в шар может быть критически важна для выживания мелких животных, которые теряют тепло гораздо быстрее крупных. Сворачивание в клубок даёт и защиту: броненосцы и ежи, оказавшись в опасности, превращаются в ощетинившиеся колючками или прикрытые бронёй шары, оставляя хищнику лишь самые неуязвимые части тела. Но стоит взглянуть на скелет этих якобы круглых созданий или на их форму в расслабленном состоянии, и никакой сферы мы не увидим.
Причин, по которым идеально круглые существа почти не встречаются на суше, несколько. Быть постоянно сферическим значило бы лишиться возможности забиваться в узкие щели — а это ключевая тактика спасения от хищников. Гравитация тоже вносит свою лепту: обширная ничем не поддержанная округлая масса создаёт колоссальную нагрузку на организм. Чересчур раскормленные кошки и собаки часто страдают от болезней суставов именно по этой причине.
«Будучи круглым, ты, скорее всего, потеряешь в подвижности, и хищникам не составит труда тебя сцапать», — говорит Лоу. Впрочем, есть исключения: жуки достаточно малы, чтобы гравитация не слишком им мешала, а твёрдый панцирь в сочетании с выпуклой формой делает их неудобной добычей. Дождевые лягушки раздуваются в шар, чтобы хищник не мог вытащить их из укрытия. Если считать животных, которые круглы лишь время от времени, то первое место на суше могут занять мокрицы-броненосцы. Если же нет — главные претенденты среди наземных обитателей это дождевые лягушки и жуки вроде божьих коровок, хотя и они далеки от идеальной сферы.
Морские шары: когда округлость помогает выжить
В море быть круглым немного проще. Более того, иногда это становится залогом выживания. Карли Э. Коэн, биомеханик из Friday Harbor Labs в Вашингтоне, изучает пинагоровых — рыб, которых она характеризует как «весьма круглых». Эти луковицеобразные создания обладают присосками из эмали на брюхе, позволяющими им намертво прикрепляться к поверхности на дне океана. Тело пинагоровых покрыто бронёй — тоже из эмали. По словам Коэн, округлость играет ключевую роль в удержании рыбы на месте: изгиб тела в сочетании с зубчатой бронёй изменяет обтекание таким образом, что поток воды прижимает рыбу ко дну, а не смывает в толщу воды.
Хотя гравитация работает и под водой, выталкивающая сила уравновешивает её, и эффект тяжести ощущается куда слабее. Пинагоровые двигаются вполне сносно, пусть и медленнее более обтекаемых соседей. А их круглая форма в сочетании с непривлекательной внешностью делают их, как и рыб-шаров, крайне неудобной добычей — проглотить такое существо целиком почти невозможно. «Нет хорошего способа съесть яблоко целиком; приходится откусывать. А эта штука ещё и бронированная — укусить её очень трудно», — поясняет Коэн.
Симметрия как секрет идеального шара
Несмотря на сферичность, пинагоровые всё же не забирают награду за самую круглую форму. Как и большинство животных, они обладают двусторонней симметрией: тело делится на две зеркальные половины вдоль одной плоскости. Но есть существа с радиальной симметрией, устроенные по кругу вокруг центральной точки и имеющие сразу несколько плоскостей симметрии. Иглокожие — морские звёзды, морские ежи и плоские ежи — обладают пятилучевой симметрией. Лоран Формери, биолог-эволюционист из Океанологической обсерватории Баньюль-сюр-Мер во Франции, говорит, что учёные до сих пор не вполне понимают преимущества такого устройства и почему среди современных животных она встречается только у иглокожих.
Однако Формери полагает, что деление на пять сегментов вместо двух даёт иглокожим лучшее сенсорное восприятие. У них децентрализованная нервная система: вместо мозга — распределённая сеть нейронов, а фоторецепторы покрывают всю кожу. «Они — как один большой ползущий глаз и мозг, принимающий информацию отовсюду. Их способ взаимодействия со средой совершенно иной, нам трудно такое представить», — замечает он.
Благодаря такой организации радиально-симметричные животные чувствуют хищника с любого направления и легко меняют ведущий сегмент тела, чтобы резко сменить курс при охоте. Если не считать игл, некоторые виды морских ежей почти идеально сферичны. Как и у пинагоровых, их форма в сочетании с колючками превращает их в крайне неудобную трапезу. Губки же лишены симметрии вовсе, поэтому способны принимать самые причудливые очертания; один из видов, называемый «губка — шар смерти», напоминает лампу-спутник со множеством усеянных крючками сфер на концах тонких «рук».
Именно морские ежи рода Histocidaris — например, Histocidaris purpurata и Histocidaris formosa — ближе всех в животном мире подбираются к идеальной сфере, что делает их главными кандидатами на звание самого круглого существа на планете.
Источники: материал подготовлен на основе публикации Live Science, интервью с Крисом Лоу (Вашингтонский университет), Карли Э. Коэн (Friday Harbor Labs) и Лораном Формери (Океанологическая обсерватория Баньюль-сюр-Мер). Использованы фотоматериалы Chris Rogers, Satoru S, feathercollector, MWCPhoto, Volgi archive и иллюстрация Marilyn Perkins / Future.
