Zsiráfok belülnézetből

A zsiráf minden bizonnyal az afrikai szavanna egyik legkecsesebb állatfaja, aki maga is megtapasztalta a természetes kiválasztódás kegyetlen valóságát, azt, hogy csak az erősebb marad életben. A zsiráfnak számos különleges tulajdonsága fejlődött ki, amelyek segítségével fennmaradhat ebben a veszélyes környezetben.

Az állatvilág leghosszabb nyaka
A zsiráf legszembetűnőbb tulajdonsága a hosszú nyaka. A nyak tetejétől végigfutó izomszövet minden bizonnyal a zsiráf legfontosabb szalagja. Szép sárga színű. Ez azt jelenti, hogy szinte kizárólag rugalmas rost alkotja. Célja, hogy a nyakat emelje. A nyak természetes helyzete 55 fokban tér el a függőlegestől. Így tökéletes az egyensúly a szalag feszülése és a fej között, ami lenyomja a nyakat, ameddig tudja. Amikor a zsiráf így tartja a fejét, az semmi erőkifejtést nem igényel tőle. Ám amikor iszik, ez a sok izom mind összehúzódik, és behajlítja a szalagot. Amikor befejezi az ivást, a fej két másodperc alatt ír le egy négy méteres körívet. És mindez a szalagok feszülésén múlik.

Meglepő, de nem a fej magasban tartása, hanem a lehajtása igényel izommunkát. A rugalmas szalag energia-befektetés nélkül tér vissza a kiindulási helyzetébe. De vajon hogyan alakult ki a zsiráf hosszú nyaka?

A biológusok még mindig vitatkoznak ezen. Régóta magától értetődőnek látszott, hogy a hosszú nyak célja a hozzáférés a magas fákon lévő levelekhez. Ezt azonban csak nemrég próbálta igazolni Elissa Cameron ökológus, akinek mérései szerint a zsiráfok a legtöbb levelet abból a magasságból szedik, ami a többi állat feje fölött van. Ám nem csak a magasban táplálkoznak. Az alacsony bokrokat és a lombkorona mélyét is hosszú nyakukkal érik el.

Speciális táplálkozás – napi 12 órában
A több táplálék megszerzése valószínűleg jelentős szerepet játszott a zsiráf nyakának evolúciójában. A levelek elérése azonban csak az első lépés. Valahogy le kell szedni őket a tüskés ágakról. A szájból a több mint 30 centiméter hosszú nyelv nyúl ki és gyűjti össze a leveleket.

A zsiráf öreg ágakat, kicsi és nagy leveleket nem szed le. Túlnyomórészt akáciával táplálkozik. Muszáj olyannak lennie, hogy hozzáférjen ahhoz a táplálékhoz, amelyet nagy tövisek védenek. A feje is sajátos alakú. A hátsó része nagy, az elülső része viszont vékony. Így jut be a lombkoronába. Kinyújtja a nyelvét, és nagyon finoman megfogja vele a leveleket. Utána az alsó fogaival a szájpadlásához szorítja őket, majd hátrahúzza a fejét, és így letépi az egész ágat. Minden levél a szájban végzi.

Az állat úgy nyeri ki a lehető legtöbb tápanyagot az akáciából, hogy rág, csócsál, rág, rág, összekeveri nyállal, lenyeli, majd visszaöklendezi, és elölről kezdi, tehát nagyon fontosak a fogak tulajdonságai. A rágófelszínek élesek, és nem csak őrölnek, vágnak is. A fogakon lévő félhold alakú felszíni barázdák szétvágják a leveleket. A levéldarabkák aztán a barázdák közti lyukacskákba kerülnek, és összepréselődnek.

A zsiráf naponta 12 órát tölt evéssel és rágással. Bár hatalmas állat, a zsiráf táplálékot feldolgozó belei meglepően vékonyak. A gyomra négyüregű, amely a belekben folytatódik. A zsiráf belei hosszúak és vékonyak, mert lassan emésztenek. Minden tápanyagot felszívnak a táplálékból. Mivel ezek az állatok nagyon száraz vidéken élnek, nem engedhetik meg maguknak a vízvesztést sem. Nagyon hatékonyan hasznosítják újra a vizet: nyálként újra lenyelik, és az egész kezdődik elölről.

Sok oxigén kell…
A zsiráf teste meglepően kicsi a hosszú nyakához és lábaihoz képest. A létfontosságú szerveknek persze még az ilyen kis mellkasba zsúfolódva is el kell valahogy látniuk a nagy testet. A gond az, hogy az ekkora állatnak rengeteg oxigénre van szüksége. Az ember egy légvétellel fél liter levegőt szív be. Egy zsiráfnak 30-szor ennyire van szüksége. A másik nehézséget az okozza, hogy a levegő nagyon hosszú légcsövön keresztül jut a tüdőbe. Ez további 3 liter levegőt jelent, amit még be kell szívnia, mielőtt egyáltalán bármi bejut a mellkasba.

A Channel ajánlata: Óriások belülnézetből A legtöbb természetfilm, már csak praktikus okokból is, a tárgyalt állatoknak elsősorban a viselkedését tárja elénk, anélkül, hogy megmutatná, mi folyik „odabenn”. A National Geographic rendhagyó sorozata most szikét ragad, és felboncol négy nagy termetű állatot, testfelépítésük és evolúciójuk eddig homályban maradt titkai után nyomozva. Csatlakozzon a rendhagyó expedíciókhoz egy elefánt, egy krokodil, egy zsiráf és egy húszméteres bálna belsejébe! Az aktuális epizód megtekinthető a National Geographic Channelen. Mikor? Február 19-én (pénteken) 15 órakor

Mi történik akkor, amikor a zsiráf fut? Ennek az állatnak nagyon sok energiájába kerül a futás. Olyankor gyorsabban lélegzik, de hamar el is fárad, mivel nem egy atléta. Az viszont máig rejtély, hogyan képes több levegőt venni, mivel a bordák nagyon merevek, nem lehet őket úgy felemelni, mint az emberek bordáit. Ez valószínűleg összefügg a belek fel-le történő mozgásával a rekesz ellenében, amikor ügetnek. Amikor a mellső lábuk földet ér, a belek mind a rekeszizomnak ütköznek, és kinyomják a levegőt a tüdőből. Amikor pedig a hátsó lábukra helyeződik a testsúly, a belek hátracsúsznak, a rekesz ezáltal könnyen összehúzódik.

A kezdetektől napjainkig
A zsiráf evolúciója úgy 55 millió évvel ezelőtt kezdődött. A zsiráfok nyúlnagyságú ősei akkoriban sűrű erdőkben éltek. 28 millió év elteltével leszármazottaikhoz, a Pecora csoport első tagjaihoz jutunk. Lábaik megnyúltak, és két ujjon jártak. Hosszú arcorruk a levelek lecsipegetését szolgálta.

8 millió évvel később felbukkant a Sivatherium. A mai zsiráf unokatestvérének tekinthető állat elefánt nagyságúra nőtt. Vastag, zömök nyaka és nagy szarvai voltak. 7 millió évvel ezelőtt jelent meg a Bohlinia, amely nagyjából 2 méteres magasságot ért el. Alakja és mérete a mai zsiráféhoz volt hasonló.

Fotó: Michael Nichols

Az afrikai zsiráfok szép foltos mintázatának titka talán magyarázatot ad a nyak evolúciójára. A foltok elsősorban a rejtőzködést szolgálják, ám a folt alatt jól fejlett kis érrendszer is található. Minden folthoz egy viszonylag nagy ér fut, amely kis ágakat bocsát a folt közepébe. Ha a zsiráfnak nagyon melege van, több vért juttat a foltba. Így adja le a felesleges hőt. Hőkamerán keresztül nézve egyértelmű a foltok különleges tulajdonsága. Minden folt hőablakként működik, és ha kell, hűti az állatot. Minél hosszabb a nyak, annál több folt fér el rajta. A zsiráf magas, vékony testalkata ideális a hűtéshez, miközben a forró afrikai Nap sugarai alatt táplálkozik. Ez fontos tényező lehetett az állat sajátos nyakának kialakulásában.

Bivalyerős szív
Ahogy a nyak egyre hosszabb lett, a többi szerv is kénytelen volt vele lépést tartani. Nagyon erős szív kell ahhoz, hogy az ilyen magasan lévő fejbe vért pumpáljon. A perikardium, vagyis a szívburok, amely a szívet borítja, erős, rostos zsák. Fontos, hogy a szív ebben legyen, mert ez biztosítja a folyamatos nedvesítést. Ennek köszönhetően a szív anélkül húzódik össze és ernyed el, hogy kiszáradna vagy szétdörzsölődne. A szív jobb oldala pumpálja a vért a tüdőbe. A másik oldal az agyba pumpálja a vért. A gravitáció ellenében dolgozik. A zsiráf esetében ez másfél méteres magasságot jelent, ehhez pedig nagy nyomást kell kifejteni. Ez a kamra falának megvastagításával hozható létre. A nagy izomtömeg mellett a belső térfogat egész kicsi. A vér befolyik, az izom egy kicsit összehúzódik, és már ki is préselte a vért.

A zsiráfnak a legnagyobb a vérnyomása a Föld összes állata közül. A kamrafal vastagsága leginkább a nyak hosszától függ. Tizenöt centiméternyi nyak további fél centiméter vastagodást jelent. Igen látványos ez a szerkezet, amely azért alakult ki, hogy az állat magasan lévő fejébe pumpálja a vért. Ugyanakkor a test más részeibe is kell vért juttatni, le a lábakba is. A nagy méret és magasság komoly problémákhoz vezet.

Hogy a vér ne gyűljön össze

Vajon a zsiráfok hogyan akadályozzák meg, hogy a vér összegyűljön a lábukban? Az állat bőre nagyon vastag. Annyira szorosan fogja közre a zsiráf lábát, hogy ott bent semmi nem tud összeesni, a vért pedig kiszorítja. A vénák nem tágulnak ki, mert a bőr tökéletes külső nyomást képez. A bőr úgy működik, mint egy egészségügyi harisnya. Szó szerint leszorít mindent. A nagy nyomás miatt nem távozhat folyadék az erekből, mert a bőr egyszerűen megakadályozza. Ahogy az állat öregszik, a bőre és az erek fala egyre vastagabb lesz. Ezzel a mechanizmussal a zsiráf úrrá lesz a nyak és a lábak növekedésével járó egyre nagyobb nyomáson.

A beépített gumiharisnya segít megelőzni a dagadt bokát. Ám akad még egy rejtély. Hogy lehet az, hogy a Föld legnagyobb vérnyomású állatának agya nem durran szét minden alkalommal, amikor lehajol inni?

Amikor a zsiráf lehajtja a fejét, a magas vérnyomáshoz hozzáadódik a gravitáció is. Mi védi meg az agyat a károsodástól? És nem csak az agyról van szó, hanem a nyelvről, az arcizmokról, a szemről, a bőrről, és a többiről. Mindezeknek valahogy ellen kell állniuk a várnyomás és a gravitáció kombinációjának.

Az agyalapon egy nagyon fontos kis képlet található: egy érhálózat, amely nem képes összeesni. A vérnyomás attól esik le, hogy a vérnek egy nagy ér helyett sok kis éren kell átfolynia. Ennek a tompító mechanizmusnak köszönhetően amikor az állat feje a föld felé közelít, az agyat nem fenyegeti veszély a magas vérnyomás miatt. Ám amikor a fej lent van, a vér vissza szeretne jutni a szívbe, de a gravitáció miatt visszafolyik az agyba. Ezt pedig senki sem szeretné.

A Vena jugularis az az ér, amely visszaszállítja a vért az agyból a szívbe. Tele van billentyűkkel, amelyek megakadályozzák, hogy a vér visszafolyjon az agyba. Amikor a vér megpróbál visszafolyni, megreked a billentyűnél.

Nem csak a nyak hosszú

A zsiráfnak van egy másik testrésze, amelynek evolúciója szintén szélsőséges: a láb. Első ránézésre a zsiráf elülső lába az emberi láb elnagyolt változatának tűnik, mégis sokban különbözik attól.

A zsiráf valódi lábfejét igazából csak egy pár ujj alkotja. Valaha a zsiráfok elődeinek még öt ujja volt. Később azonban elvesztették a külső ujjaikat, és most csak két ujjon lépkednek, amelyek csontjai felnőttkorra összenőnek, mintha egy csont lenne. Belül a csont nagyon vaskos. Nagyon erősnek kell lennie, hogy elbírja az állat súlyát. Ezen kívül a zsiráf jól meg is tudja vele rúgni a támadó oroszlánokat.

A hosszú végtagok furcsának és feleslegesnek tűnnek, ám a zsiráf hatalmas területet jár be, így már van értelme a hosszú nyak lábaknak. A zsiráfok kétféleképpen járnak. Az egyik az úgynevezett poroszkálás, amikor az azonos oldalon lévő lábak összehangoltan, együtt mozognak. Ám amikor gyorsabban akarnak futni, galoppoznak. Ilyenkor az elülső és a hátsó lábak mozognak együtt, ugyanabba az irányba. Akár 50 km/órás sebességre is felgyorsulhatnak, ami elég mellbevágó. Sokkal gyorsabbak, mint mi, de ami még fontosabb, gyorsabbak, mint az oroszlán.

Azt gondolhatnánk, hogy a zsiráfok a külsejük és a foltjaik miatt nagyon feltűnőek. Valójában azonban remekül rejtőzködnek. A néhány tagból álló zsiráfcsapatot általában különböző korú és méretű egyedek alkotják. Ám amikor mozognak, mindenkinek lépést kell tartania a többiekkel. A borjak sem maradnak le, mert elképesztően hosszúak a lábaik, és teljes összhangban mozognak az anyjukkal.

Méretes újszülöttek
A fiatal zsiráfok életének kezdete csupa veszély. A zsiráfborjak 15 hónapig fejlődnek az anyaméhben, ezután szédítő mélységből zuhannak alá a külvilágba. Hamar elkezdik használni cölöpszerű lábaikat. 30 perc múlva már fel is állnak. Ekkor vannak kitéve a legnagyobb veszélynek. Az újszülöttek több mint fele 6 hónapon belül elpusztul, leginkább az oroszlánok miatt.

Fotó: Jeff Smith

Az újszülött zsiráfban a legszembetűnőbb, hogy milyen nagy. Nehéz elképzelni, hogy fér el egy ekkora állat az anyaméhben, ebben a viszonylag kicsi csomagban. Egy egyed átlagosan 3 méter hosszú. A lábai aránytalanul hosszúak a testéhez képest, mintegy másfél méter hosszúságúak. Egy felnőtt állat lába két méter, tehát a lábnak már csak fél métert kell nőnie. A nyak hossza születéskor a láb 70 százaléka, de végül hosszabb lesz, mint a láb. Egyelőre olyan magasnak kell lennie, hogy elérje a tőgyet. A rövid nyak–hosszú láb kombináció ehhez ideális.

Ám egyéb érdekességek is vannak. Amikor a borjú megszületik, a patáit puha anyag borítja az éles részeken. Ez védi meg a méhet a sérülésektől. És természetesen a szarvak is már születéskor is az állat fején vannak. Ám ekkor még teljesen lazák, nem kapcsolódnak a koponyához. Amikor a kicsi áthalad a szülőcsatornán, a feje áramvonalas lesz. A szarvak a fejhez simulnak, majd nem sokkal a születés után felegyenesednek. Ezután egy hosszú folyamat során a koponyához rögzülnek, amint azt a felnőtt egyedeken látjuk. Hogy a zsiráf miért születik egyáltalán szarvval, azt máig nem tudjuk, mivel egyetlen másik állat sem születik így. Egy újszülött zsiráfnak ez teljesen haszontalan szerv.

Az anya nem vállalja a kockázatot, hogy lefekszik, és úgy eteti a borját, mert így könnyen a ragadozók célpontja lenne. Ez a finoman kiegyensúlyozott állat a lehető legkevesebb időt tölti ivással vagy fekve alvással. A zsiráfok igazából ritkán alszanak 5 percnél többet egyszerre.

Quo vadis zsiráf?
Ha az állat megbotlik és elesik, minél magasabbról történik ez, annál veszélyesebb. Habár az esés halálos is lehet, a zsiráfok egyáltalán nem olyan érzékenyek. A hosszú, nehéz nyak több problémát okoz, mint amennyit megold. Az ivás, a lélegzés, a vér agyba juttatása, de még a felállás is gond. Vajon a haszon tényleg felülmúlja a költségeket? Vajon a zsiráf látványos evolúciójának lesz következő fejezete? Valószínűnek látszik, hogy ez az állat elment a legvégsőkig. Nem sok idő múlva testalkatának hátrányai felülmúlják az előnyeit, és ekkor az egész faj összeomlik, mint ahogy minden faj, ami teljesen kimerítette a környezete nyújtotta lehetőségeket.

Kapcsolódó cikk:
Miért hosszú a zsiráf nyaka?