Арифметические проблемы эволюции

Гигантские рептилии, обезьяны и прочие чудища на экранах - это, конечно, вымысел. Но могли бы они в принципе существовать? А если могли, то почему природа не создала существ произвольных размеров?

Простой расчет показывает, что пути у природы весьма ограничены. Оставим в стороне великанов из сказок и тех же фильмов в десятки раз выше человека и рассмотрим более скромную пропорцию: два к одному. Каково было бы человеку ростом чуть более трех метров и с пропорциями тела, как у обычного индивида? Тогда его вес будет в 8 раз больше, скажем 640 кг, однако поперечные сечения костей и мышц только в 4 раза больше.

Чтобы заиметь силу мышц и прочность скелета, соответствующие весу, нашему великану придется раздаться вширь в полтора раза (точнее, в корень из двух раз). Тогда площади сечений удвоятся и организм легко потянет 640 кг. Ба! Да только после накачки мышц вес великана не останется прежним, а удвоится: 1280 кг. Придется ему раздаться еще раз, после чего получится 2560 кг опять при той же половине от мощности мышц, необходимой для бодрости и ловкости.

Наш великан уже превратился в колобок, но ни капли не продвинулся к цели. И никогда не продвинется. Такова элементарная арифметика. А если бы она была иной, то слоны, бегемоты, носороги и медведи поражали бы нас своей элегантностью и тонкими талиями.

Лишний рост порождает такие проблемы, которые принципиально не могут быть решены, потому что одни характеристики растут по квадратичной кривой, а другие - по кубической.

Это не значит, что трехметровый точно человек вообще (источник не известен) не мог бы существовать. Но большинство его систем жизнеобеспечения будут давать половину нужной мощности. Так, мышцы сердца учетверили бы силу, но крови-то надо гонять в 8 раз больше. Избыточного тепла выделяется в 8 раз больше, но поверхность тела увеличилась непропорционально и не может эффективно отдавать все лишнее тепло. Аналогично полным людям чаще бывает жарко, они больше потеют.

Чтобы как-то понять настроение великана, как бы наиболее вероятно обычному человеку надо взвалить на себя мешок весом 80кг и таскать его всюду: на работу, в постель, в туалет. Впрочем, граждане, располневшие до 160 кг, хорошо знают, что это такое, и какие болезни наваливаются чуть ли не на каждую часть тела.

Впрочем, и 10 кг жира - это приговор многим достоинствам тела. Компенсировать их ничем нельзя.

Есть и быть может другие проблемы у великанов. Нервные сигналы быстрее не стали, но путь их увеличился. Значит, все реакции замедлились. Умнее от роста тоже не становятся. Зато еды понадобится уйма, на которую трудно будет заработать немощным телом.

И это все при скромной пропорции два к одному. При десятикратном отношении великан просто упал бы и никогда не смог подняться на ноги. Самое большее, он сумел бы слегка подрыгать конечностями.

Проблемы размера конечно конечно хорошо известны строителям. Вдвое более высокое здание - это не два прежних, поставленных друг на друга, оно всегда требует новых конструкторских решений.

И тем не менее, в дикой природе большой рост и вес организма может иметь свои преимущества. На слона никто случайно не наступит, а медведь и без всякой ловкости подомнет под себя любого хищника. Поэтому природа наряду с прочими инструментами взяла на вооружение большие размеры животных.

Самым крупным животным является голубой кит: до 100 тонн. Самое крупное наземное животное: 5-тонный слон.

Из вымерших крупнейшие динозавры (брахиозавры) весили 80 тонн. По одной версии они вели полуводный образ жизни, плавая в мелких водоемах. Так что им, как и китам, не нужно было много мышц для передвижения. Однако, обнаружены четкие отпечатки ног, которые вряд ли можно оставить в воде. К тому же, дыхание на глубине 5 м требовало бы от конечно грудной клетки (источник не известен) непомерно большой работы. Загадка остается нерешенной.

Есть великан, который точно жил на суше. Это балухитериум - родственник современного носорога из олигоцена. Вес 30 тонн, рост 5 метров. Как же он не упал, если даже трехметровый человек был бы на грани существования? Прежде всего, четыре ноги качественно меняют картину. Пара обнявшихся рядовых граждан имеет вес вдвое больше, чем у одного, но не испытывает никаких новых проблем в борьбе с земной гравитацией. При четырех точках опоры организм намного устойчивее и не требует массы мышц, как у человека, работающих на поддержание равновесия при прямохождении. Не нужно носорогу прыгать по деревьям, да и вегетарианская пища никуда не убегает.