Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации - Ричард Докинз

Кетцалькоатль задал верхний предел размеров, при которых возможно летать при помощи мышечной силы. Думается, он предпочитал парить, стартуя откуда-нибудь с высоты и подолгу оставаясь в воздухе, а если ему требовалось взлететь с земли, это, вероятно, было нелегко. Похоже, кетцалькоатль пользовался мощными передними конечностями, чтобы набрать высоту. Интересно, как такая длинная шея выдерживала в полете вес массивной головы? Недавние исследования показывают, что кости шейных позвонков были в основном полыми, а от трубки, по которой проходил спинной мозг, расходились укрепляющие распорки вроде спиц на велосипедном колесе.

Мы не знаем, могли ли эти гигантские кожистые древние аэронавты махать крыльями или только взлетали и парили. Это важное различие, и к нему мы еще вернемся в последующих главах.

Кстати, летать – не единственное, что дается труднее, если становишься больше. Ходить и даже стоять тоже труднее. Сказочных великанов изображают похожими на людей нормального сложения, просто уродливых и пропорционально больших размеров. Но если бы кости десятиметрового великана были как у нормального человека, только пропорционально увеличенные, они сломались бы под его весом. Такой исполин весил бы не в 5 раз больше даже высокого двухметрового человека, а в 125 раз больше. Чтобы великан не превратился в груду окровавленных обломков, кости у него должны были бы быть несоразмерно толще обычных человеческих. Подобно костям слонов и больших динозавров, они должны были быть толстыми, как древесные сучья, такими толстыми, что выглядели бы непропорционально короткими.

Размер для животного – один из тех параметров, которые легче всего менять в ходе эволюции, причем в любую сторону. Как мы видели, животные, перебирающиеся на остров, за эволюционное время нередко становятся крупнее – это феномен островного гигантизма. Но при других обстоятельствах новоприбывшие обитатели островов становятся меньше – это островная карликовость. Так произошло с миниатюрными, ростом в метр, слонами, которые когда-то жили на Крите, Сицилии и Мальте. Должно быть, они были просто очаровательны. Существует правило Фостера, гласящее, что животные, которые раньше были маленькими, обычно после переселения на остров становятся крупнее, а животные, которые раньше были крупными, – мельче. Предполагают, что животные, на которых охотятся (обычно они маленькие), становятся крупнее в отсутствие хищников. А крупные животные становятся меньше, поскольку небольшая площадь острова ограничивает их пищевые ресурсы.

Эволюционные изменения размеров не могут быть просто изменениями масштаба в ту или иную сторону. Меняются и пропорции – согласно математическим законам, изученным нами на примере кубиков. Меняется весь облик животного. Те, кто уменьшается, становятся худыми и длинноногими. А у животных, размеры которых растут, конечности становятся толще. С изменениями абсолютного размера должны измениться все пропорции – кости, сердце, печень, легкие, кишечник и все прочие органы, как мы узнаем далее. И все это по тем же математическим причинам, с которыми мы познакомились в начале этой главы.

Вернемся к названию главы. Если ты совсем маленький, вроде феи или мошки, летать проще простого – легчайший ветерок подхватит и унесет, словно паутинку или пушинку. Если и нужны крылья, то скорее чтобы рулить, а не чтобы взлететь с земли.

Феи из Коттингли могли себе позволить довольно маленькие крылья, которыми можно махать без особых мышечных усилий. Фею из “Питера Пэна” зовут Динь-Динь – Tinkerbell. Очаровательная деталь: самое маленькое летающее насекомое мимарида по-английски называется fairyfly – “мушка-фея” (на самом деле она оса), а латинское название одного из видов мимарид – Tinkerbella папа (вспомним, что Нэной звали собаку, которая нянчила детей семейства Дарлинг в “Питере Пэне”). “Перышки” мимариды Tinkerbella папа тоненькие, как паутинки, – это, строго говоря, крылья, но насекомое пользуется ими скорее как веслами, чтобы “грести” в воздухе, где оно парит, чем для обеспечения подъемной силы. Крылья у других видов мимарид больше похожи на обычные. Мимариды на сегодня самые маленькие из известных нам летающих животных. Таким крошкам не составляет никакого труда оставаться в воздухе, наоборот, им бывает трудно спуститься на землю.

МИМАРИДА TINKERBELLA

На иллюстрации в самом начале этой главы показано, как мимарида пролетает сквозь игольное ушко.

Размах крыльев у нее примерно 0,25 миллиметра.

Хорошо, когда ты маленький. Но что, если тебе по каким-то причинам надо быть большим и все равно летать? Есть много веских причин быть большим, даже при высоких экономических затратах. Мелкие животные рискуют быть съеденными, не могут ловить крупную добычу. Соперников из своего же вида, например в брачных играх, легче запугать, когда ты крупнее. Тогда надо найти другой способ оторваться от земли. Это и подводит нас к следующей главе.

Глава 5

Если нужно быть большим и все равно летать, увеличь поверхность тела

В предыдущей главе было показано, что мелкие животные автоматически получают относительно большую поверхность тела по сравнению с весом, поэтому полет дается им легко. Мы убедились в этом на примере математических расчетов с участием детских кубиков. Площадь поверхности мы измеряли в количестве краски, которая нужна, чтобы ее покрыть. Или количеством ткани, которая нужна, чтобы ее одеть. Если ангел имеет ту же форму, что и фея, но в 10 раз выше, площадь кожи, покрывающей ангела, будет в ю2, то есть в 100 раз больше, в то время как объем и вес – уже в 1000 раз больше.

БЕЛКА-ЛЕТЯГА

Лучше было бы назвать ее белкой-парашютисткой или белкой-дельтапланеристкой. Патагий – кожная перепонка, натянутая между лапами, – увеличивает площадь поверхности животного и позволяет ему благополучно планировать с дерева на дерево.

Но какое отношение площадь поверхности имеет к полету? Чем больше поверхность, тем больше площадь, которая может ловить воздушные потоки. Возьмите два одинаковых воздушных шарика, надуйте один так, чтобы у него была большая площадь поверхности, а другой оставьте вялым резиновым мешочком. Сбросьте их одновременно с Пизанской башни. Который упадет на землю первым? Недонадутый, хотя он не тяжелее (а на самом деле даже немного легче). Естественно, если бы вы бросали их в вакууме, они бы упали на землю одновременно (если уж говорить начистоту, в вакууме надутый шар взорвался бы, но суть вы уловили). Я пишу “естественно”, но до Галилея это было бы для всех неожиданностью. Это он доказал, что даже перо и пушечное ядро ударились бы о землю одновременно, если бы их бросили