Географические законы и некоторые факторы среды. Ходьба и бег у животных Почему у живущих южнее животных лапы

Ластоногие – очень, особенные и интересные животные, которые могут жить как на суше, так и в воде. Их лапы превратились на ласты, поэтому этих морских животных называют ластоногими. Они едят рыбу, кальмаров и ракообразных.

Чем отличаются морские котики от тюленей?

Морские котики и тюлени, − близкие родственники и очень похожие. Но у котиков есть ушки, а у тюленей их нет. Кроме того, морские котики очень ловко прыгают на своих ластах, а тюлени − ползают на животе.

Тюлени

Тюлени (Odobenidae) − замечательные охотники. У них хорошо развито зрение, потому, что большую часть времени они находятся под водой, где освещение очень плохое. Эти животные способны находить пищу даже в темноте. Тело ластоногих, за исключением головы, покрыто слоем жира толщиной 10 см, а в некоторых − и больше. В ластоногих − самое жирное молоко среди всех млекопитающих. Тюлени вовсе не пережевывают рыбу, а глотают ее целой. Если рыба очень большая, то ластоногие ее рвут на куски. Тюлени выдерживают температуру до -80С°.

Для чего тюленю нужны ласты?

Если на коже завелись блохи, морской котик чешется задними ластами, а тюлень − передними. В воде котик гребет преимущественно передними ластами, а обыкновенный тюлень − задними.

Морской заяц

фото: Már Höskuldsson’s

Самым усатым среди ластоногих является морской заяц (Erignathus barbatus). Его усы густые и кудрявые. Но в воде они становятся прямыми и очень длинными и помогают тюленю находить пищу на морском дне.

Морские слоны

фото Jim Frazee

Морские слоны (Mirounga) − гиганты из семейства тюленей. Их длина − около 6 м, а вес − более 3 тонны. Назвали так этих животных не только из-за их размеров, но и через нос, похожий на хобот, который висит у морских слонов на конце мордочки. Свой длинный хобот, длиной до 80 см, морские слоны используют как средство для запугивания. Во время опасности самец поднимает свой хобот вверх и над морем разносится его грозный рев. Морской великан очень неуклюжий на суше, зато прекрасно плавает и глубоко ныряет. Он способен погружаться за едой на глубину до 1400 метров.

Гренландский тюлень

фото Steve Arena

Когти гренландского тюленя (Pagophilus groenlandicus) − надежная защита от врагов. Они очень острые. Раны, которые наносит это животное, долго не заживают.

Морж

фото Allan Hopkins

Моржи (Odobenus rosmarus) встречаются в арктических регионах мира. Сегодня существует три подвида. Тихоокеанские моржи (Odobenus roasmarus divergens) живут преимущественно в Беринговом море. В теплые летние месяцы они могут путешествовать до моря Бофорта и Восточно-Сибирского моря. Атлантические моржи (Odobenus rosmarus rosmarus) находятся в восточной и западной части Атлантического океана. Лаптевские моржи (Odobenus rosmarus laptevi) встречаются в море Лаптевых. Моржи населяют районы Арктики, которые в основном состоят изо льда. Моржи предпочитают участки с мелкой водой, чтобы они могли легко получить доступ к пище. Этот медленный морской млекопитающий проводит большую часть своего времени в воде или вокруг нее.

Морж является одним из крупнейших ластоногих. Это животное известно своими массивными бивнями, которые на самом деле являются просто увеличенными зубами. Эти клыки могут пробиваться через 20 см льда. Они могут вырасти до 90 см, но средний размер составляет примерно 50 см. Самцы крупнее самок, весом до 1200-1500 кг, а самки − от 600 до 850 кг.

Морской леопард

фото V Maxi Rocchi

Морской леопард (Hydrurga leptonyx) − самый кровожадный хищник среди ластоногих имеет репутацию наиболее лютого и грозного тюленя, так как питается не только большой рыбой и пингвинами, но и нападает на других тюленей.

Тюлень-хохлач

У самца хохлача (Cystophora cristata) есть на голове огромный кожный мешок. Он умеет так сильно раздуть свой хохлатый мешок, что иногда за ним не видно даже головы животного.

Морские котики

В Мировом океане обнаружено восемь различных видов морских котиков (Arctocephalinae) . Только один из этих видов морских котиков встречается в северном полушарии, а остальные семь − находятся в южном. Они проводят большую часть своего времени, купаясь в открытом океане и охотясь за едой. Морские котики питаются рыбой и планктоном, но также склонны к охоте на кальмаров и угрей. Часто эти ластоногие стают добычей крупных водных животных, таких как акулы, касатки, морские львы, а иногда и взрослых морских леопардов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

«Выступающие части тел теплокровных животных (уши, ноги, хвосты) в холодном климате меньше, чем в теплом».

Объяснение: чем больше уши и хвосты, тем больше поверхность тела, через которую уходит тепло. Для северных животных это не выгодно, поэтому уши и хвосты у них маленькие. Для южных родственников - наоборот, удобно иметь большую поверхность, чтобы хоть как-то охлаждаться.

Объяснение: когда организм увеличивается в размере, растет его объем и растет его поверхность - все растут, но с разной скоростью . Поверхность отстает - растет медленнее, чем объем , поэтому у больших северных зверей поверхность относительно маленькая. Это нужно им все для того же - чтобы отдавать меньше тепла.

Пример: полярный волк - самый крупный из всех волчьих, белый медведь - из всех медведей, росомаха - из всех куньих, лось - из всех оленей, глухарь - из всех тетеревиных.

А почему же такие большие звери, как слон и бегемот, живут на юге?

Потому, что там достаточно растительности, чтобы они могли прокормиться. - Но при этом им очень жарко. Бегемот постоянно сидит в воде, слон охлаждается с помощью своих громадных ушей. (Мамонты, жившие в умеренном климате, размера были такого же, как современные слоны, но при этом имели нормального размера уши и шерсть, как положено млекопитающим.)

Экология

Руки для человека - одни из самых важных частей тела . С помощью рук мы делаем практически все, даже общаемся. Однако человек не единственное существо на планете, обладающее ловкими руками и пальцами. Конечности животных, которые принято называть лапами , могут немало удивить. Предлагаем вам узнать о самых необычных лапах в животном мире.

Удивительные животные

Угрожающий Ай-Ай

Ай-ай – удивительное существо, обитающее на Мадагаскаре, которое умеет «показывать средний палец» так, как никто на свете. Ай-ай или руконожка – мелкий примат, которого можно назвать самым странным из всех приматов . Он обладает уродливыми костлявыми лапами с длинными пальцами и когтями, чем напоминает героев сказок про вампиров и оборотней.

Более того, средний палец руконожки несколько больше остальных и заметно выпячивается. С его помощью зверь стучит по деревьям в поисках пустот в коре , где могут прятаться вкусные насекомые, которыми он питается. Если ай-ай находит лакомство, он прокусывает древесину и с помощью своего зловещего длинного пальца цепляет добычу.

Руконожки, несмотря на свою угрожающую внешность, совершенно безобидны для всех, кроме насекомых, впрочем, жители Мадагаскара относятся к этим животным очень недружелюбно, считая встречу с ними дурным знаком. Если ай-ай будет замечен вблизи поселка, его тут же убьют, так как считается, что в противном случае на деревню обрушится несчастье.

Летающая лягушка Хелен

В 2009 году, путешествуя по лесу недалеко от вьетнамского города Хошимин, биологи наткнулись на удивительную лягушку. Эта лягушка длиной около 9 сантиметров , как оказалось, относилась к неизвестному науке новому виду летающих лягушек, которые известны своей способностью перепрыгивать с одного дерева на другое и парить в воздухе с помощью особых лап с перепонками.

Биолог Джуди Роули , которая обнаружила эту лягушку во Вьетнаме, дала ей название летающая лягушка Хелен в честь своей матери Хелен Роули .

Самые удивительные животные

Многопалый крот

Кроты – очень милые животные, за исключением, пожалуй, крота звездорыла , который обитает в США и Канаде. У кротов имеются удивительные конечности , которые им просто необходимы для того, чтобы путешествовать под землей.

Крупные плоские передние лапы работают как лопаты, а длинные когти на пальцах позволяют рыть подземные норы и туннели , в которых кроты находят убежище и пищу.

В 2011 году исследователи Университета Цюриха предположили, почему лапы крота так хорошо копают землю: у кротов имеется один дополнительный палец – серповидный запасной большой палец.

Этот большой палец не имеет двигательного сустава, крот опирается на него во время копания, что дает его лапам-лопатам дополнительную силу. Исследования показали, что кость этого пальца развивается из костей запястья на стадии эмбриона несколько позже, чем кости остальных пальцев. Кроты действительно имеют не 5, а 6 пальцев на лапах!

Липкий геккон

Гекконы могут похвастаться удивительными лапками, которые позволяют им цепляться практически за любую поверхность . Линии на подошвах их лапок покрыты волосками, которые называются щетинками , которые тоже покрыты щетинками.

Последние структуры настолько мелкие, что позволяют гекконам прилипать к поверхности, по которой они перемещаются. Они позволяют усилить силу Ван-дер-Ваальса , слабую электрическую силу, которая удерживает многие вещи вместе, включая большинство органических веществ.

Поскольку в организме теплоотдача происходит через поверхность тела, терморегуляция животных в сильной степени зависит от соотношения величины поверхности и массы тела. Более крупные организмы обладают относительно меньшей поверхностью на единицу массы. Тогда становится понятным, почему у близких видов одного рода или у подвидов одного вида более крупные животные встречаются в холодных частях ареала.

В северном полушарии увеличение размеров животных наблюдается по мере продвижения к северу, в южном - к югу. Это обобщение, сделанное еще в 1847 г. К.. Бергманном, получило название правила Бергманна. Примеров, иллюстрирующих правило Бергманна, можно привести много. Так, длина черепа у подвидов дикого кабана из Южной Испании около 32 см, из Польши - приблизительно 41 см, из Белоруссии - 46 см, из Сибири - до 56 см. То же наблюдается у волков, медведей, лисиц, косули, зайца и у других зверей. Самые крупные бурые медведи обитают на северо-востоке Сибири и Аляске. Наиболее мелкие зайцы-русаки живут в Испании, а самые крупные - в средней полосе СССР у северной границы своего ареала. Это правило касается и птиц. К примеру, длина крыла (показатель общих размеров) у рогатых жаворонков из Канады 111 см, из Калифорнии - только 97 см; европейская иволга значительно крупнее своих родичей из Афганистана и Индии. Очень характерен пример с пингвинами. Наиболее мелкий - галапагосский пингвин, живущий в тропическом поясе, ростом всего около 50 см. В умеренном климате Огненной Земли встречается гребенчатый пингвин, достигающий 65 см. На антарктическом же побережье обитает самый крупный из пингвинов - императорский - высота его 120 см и более. Однако из правила Бергманна есть исключения, которые часто объяснимы. Во-первых, это перелетные птицы. В зимнее время они мигрируют в более теплые края и не испытывают действия очень низких температур. Во-вторых - мелкие зверьки (грызуны, насекомоядные), живущие в норах, где микроклимат сравнительно мягче. Наконец, это островные животные, подчиняющиеся специфическим закономерностям.

Следует сказать, что В. Г. Гептнер (1936) обратил внимание на очень интересную закономерность, которая развивает правило Бергманна: на материках есть центры максимальной и минимальной величины видов. В Палеарктике центром максимальной величины животных является Чукотка, а минимальной - Алжир. В Неарктике - соответственно Аляска и Флорида. Развивающим и дополняющим правило Бергманна является подмеченная зоологами особенность в строении зверей, обитающих в холодных областях земного шара. Оказалось, что у гомойотермных животных подвиды одного вида или близкие виды одного рода имеют более короткие хвосты, уши и конечности, чем их ближайшие сородичи из теплых районов. Лапы и шеи у животных-северян тоньше и уже. Это явление названо правилом Аллена. Биологический смысл его тот же: сокращение поверхности тела относительно его массы и, следовательно, уменьшение теплоотдачи. Правило Аллена убедительно иллюстрируется размерами ушей и ног зайцев. У среднеазиатских зайцев-песчаников длинные ноги и уши, в то время как европейские русаки и тем более северные беляки сравнительно коротконоги и короткоухи. Еще более показателен пример с лисицами. В условиях жаркого климата Северной Африки обитает самая мелкая и вместе с тем самая длинноухая лисица - фенек, в наших тундрах живет низкорослый с короткими ушами и мордой полярный песец. Европейская лисица представляет нечто среднее между ними.

Конечно, все приспособления нельзя сводить к реакции только на температуру. Существенно в этом смысле влияние климата в целом, что подтверждается так называемым правилом Глогера. Согласно этому правилу, у подвидов одного вида или у ближайших видов одного рода гомойотермных животных, обитающих в районах с различным климатом, разная окраска. У форм из теплых и влажных частей земного шара она более темная и насыщенная. Это обусловлено накоплением в организме пигментов эумеланинов. У форм же из сухих и жарких областей преобладает светлая (рыжая, желто-коричневая) окраска, так как в тех климатических условиях в покровах животных концентрируются другие пигменты - феомеланины. Вот почему у пустынных животных особая, гармонирующая с субстратом окраска, так называемая пустынная окраска. Примеров, иллюстрирующих правило Глогера, очень много. По существу, вся пустынная фауна нашей Средней Азии и Казахстана подчиняется этому правилу.

Зависимость величины, размеров выступающих частей тела и окраски животных от географического распространения представляет собой явление географического изоморфизма. Оно выражается в том, что у животных определенных стран общий характер сложения и окраски. Лучше всего это иллюстрируют пустынные обитатели Азии, Африки и Австралии, которые при всем различии своего систематического положения имеют сходный облик.

Подчеркнем еще раз, что перечисленные закономерности проявляются внутри вида, реже внутри рода, но среди близких видов.

Кроме указанных факторов среды, в жизни наземных животных важную роль играет свет. Однако непосредственная зависимость здесь, как это наблюдается у растений, отсутствует. Тем не менее, она есть. Это выражается хотя бы в существовании дневных и ночных форм. Следует отметить, что играет роль не само по себе освещение, а сумма света. В тропическом поясе этот фактор особого значения не имеет в силу своего постоянства, но в умеренных и околополярных широтах положение меняется. Как известно, длина светового дня там зависит от времени года. Только длинным полярным днем (продолжительность его несколько недель) можно объяснить тот факт, что перелетные птицы Крайнего Севера успевают за короткое время вывести и выкормить птенцов, поскольку пищей им служат насекомые, а они деятельны круглые сутки.

Изобилие света продвигает на север границы жизни многих видов. Короткий же зимний день не позволяет даже холодолюбивым птицам получить достаточное количество корма для компенсации энергетических затрат, и они вынуждены откочевывать на юг.

Мощным фактором, регулирующим жизненный цикл ряда животных, служит длина светового дня. Явление фотопериодизма, в объяснение которого существенный вклад внес советский зоолог А. С. Данилевский, обусловливает развитие определенного количества поколений у насекомых в течение года, а также возможность расширения ареалов животных в другие широтные пояса.

Фотофильность или фотофобность животных может быть показателем отношения их к климату. Так, многие пустынные формы открыто появляются лишь в сумерках или ночью не потому, что они "убежденные фотофобы", а, видимо, из-за того, что ночью в воздухе больше водяных паров. Иначе говоря, в жарких и сухих районах "дневной" и "ночной" климат различен. Это позволяет обитать там и настоящим ксерофилам, и животным, требующим более высокого увлажнения.

К существенным климатическим факторам нужно отнести и ветер. На земном шаре есть места, где он дует постоянно и с большой силой. Это особенно характерно для морских побережий и островов. Здесь, как правило, нет летающих насекомых - бабочек, мух, мелких пчел, ос, в то время как на близко расположенном материке они обитают. Отсутствие этих насекомых влечет за собой и отсутствие летучих мышей, питающихся ими. Для океанических островов типичны бескрылые насекомые, что уменьшает для них степень риска оказаться в море. Таким образом, ветер в известной мере определяет состав фауны.

В свою очередь трубконосые птицы - альбатросы, буревестники, фрегаты - приурочены к районам с постоянными ветрами. Эти птицы способны парить над водой, используя воздушные потоки и не тратя мускульных усилий на передвижение.

Характер субстрата, т. е. грунта, также играет важную роль в жизни сухопутных животных. При этом имеет значение не только химизм почвы, но и ее физические свойства. Наблюдается зависимость распространения животных от наличия солей в почве. Наиболее чувствительны к засолению почв членистоногие. К примеру, жуки рода Bledius , как и многие жужелицы, обычно встречаются только на засоленных почвах. Такие животные относятся к галофильным. Многие животные чувствительны и к типу горных пород. На известковых скалах, например, обитают моллюски, раковина которых построена из извести.

Однако чаще химизм почвы оказывает на животных опосредованное влияние, в частности, через кормовые растения. Роль пищевого фактора в жизни животных общеизвестна. Без пищи не обходится ни один из организмов, поскольку за счет питательных веществ они получают энергию и материал для построения собственного тела. Как уже говорилось, животные в целом существуют за счет растений. Гетеротрофы используют только готовые органические соединения. Следует отметить, что видовое разнообразие растений и животных на суше создает ряд отличий, характерных именно для наземных экосистем.

Наиболее древний способ передвижения - ходьба или неторопливый бег, при котором животное опирается на всю поверхность стоп и кистей (или большую их часть). Поэтому такой способ перемещения именуется стопохождением. Он не отличается особой быстротой, но гарантирует устойчивость и манёвренность. При стопохождении в каждый момент движения приподнятой оказывается только одна конечность, а три другие служат опорой, и обеспечивают равновесие.

Последовательно переставляя конечности левой и правой половины тела, животное движется вперёд. Стопохождение, сохранилось у многих насекомоядных: (ежи, землеройки), грызунов (мыши, полёвки, сурки) и у некоторых хищных (медведь). Почти так же, как у стопоходящих, устроены лапы зверей, лазающих по деревьям, например белок. Только пальцы у них длиннее, а у многих хорошо развиты и когти.

Пальцехождение и фалангохождение

А как быть животным, обитающим на открытых пространствах? Ведь им необходимо быстро бегать, чтобы спасаться от хищников или, наоборот, догонять жертву. Из современных млекопитающих наиболее приспособлены к бегу виды копытных, обладающие особым строением кисти и стопы. Но прежде чем сформировалась такая конечность, как, например, у антилоп или лошадей, их предки перешли от опоры на всю стопу к опоре на фаланги пальцев, т. е. к пальцехождению.

С одной стороны, пальцехождение позволяет вырабатывать большую скорость, а также двигаться прыжками. Но с другой - площадь опоры на поверхность земли уменьшается и возрастает физическая нагрузка на фаланги пальцев (в этом легко убедиться, пройдясь на цыпочках), а значит, появляется риск вывихнуть пальцы. Поэтому приходится жертвовать подвижностью суставов ради их большей прочности: фаланги пальцев стали более короткими, потеряли подвижность, а кости пясти и плюсны, напротив, сильно удлинились.

Среди современных млекопитающих пальцеходящими являются представители группы хищных, например кошки и собаки. Об эффективности этого способа передвижения свидетельствует то, что самое быстрое на Земле млекопитающее - гепард, развивающий скорость до 110 км/ч , относится к пальцеходящим.

Почему гепард бегает быстро, но не долго?

В отличие от пальцеходящих бегунов копытные млекопитающие способны бежать не только быстро, но и долго. Это возможно благодаря более прочному строению конечности и наличию роговых копыт. Копытные опираются на самые концы пальцев, покрытые копытами, предохраняющими от ранений о твёрдую почву или камни. Поэтому бег пальцеходящих хищных - это сочетание быстроты и манёвренности, а бег их потенциальных жертв - травоядных копытных - сочетание быстроты и выносливости.

У наземных млекопитающих задние конечности, как правило, всегда лучше развиты по сравнению с передними. Например, у зайцев эта разница очень существенна. Обычно они перемещаются короткими прыжками, отталкиваясь как передними, так и задними лапами. При быстром беге зайцы совершают длинные прыжки. Задние лапы во время движения они выносят далеко вперёд относительно передних, которые в этот момент служат опорой телу. Основная нагрузка при беге ложится именно на задние конечности.

Рикошетирующий бег

Очень редко передние конечности вообще перестают использоваться в качестве опоры в процессе бега. Ярким примером «двуногого» способа перемещения прыжками служат кенгуру. Этот способ передвижения называется рикошетирующим бегом.

Одновременно отталкиваясь сильными задними лапами и используя хвост в качестве руля и противовеса, кенгуру способны совершать один за другим огромные прыжки, отскакивая от земли («рикошетируя») подобно теннисному мячу. Крупные виды кенгуру перемещаются прыжками длиной 6-12 метров развивая при этом скорость до 40 км/ч. Правда, они не могут долго бежать с такой скоростью и быстро устают.