Кости: внутри и снаружи

А как насчет копыт, когтей и ногтей? Все перечисленное – потенциально опасное оружие и прекрасное средство защиты, но костью не является. Это роговые образования из кератина – еще одного волокнистого белка, имеющего определенное сходство с коллагеном. В кератиновой сети нет кристаллов кальция, поэтому по сравнению с костью кератин более гибкий и легкий. Тонкая сеть кератина присутствует, например, в коже, что делает ее надежным защитником наших драгоценных косточек. Намного толще слой кератина, который покрывает кость в черепашьем панцире, птичьем клюве и коровьих рогах.

Некоторое недопонимание может вызвать китовый ус – по-английски whalebone, «китовая кость». Он имеется у некоторых видов этих животных и нужен, чтобы отфильтровывать вкусный криль из большого объема морской воды. Китовый ус состоит из кератина – из этого же вещества образованы наши волосы и ногти, и в XIX веке из его длинных гибких полосок делали каркасы для воротников, корсеты, кнуты и спицы для зонтиков. Сегодня корсеты, кринолины и костюмы укрепляют сталью, пластиком и тростником, однако необходимые детали по-прежнему называют косточками.

Южные (на фото) и горбатые киты используют китовый ус, чтобы отфильтровывать пищу из большого объема воды. По-английски китовый ус иногда называют китовой костью, но состоит он из кератина – из этого же вещества образованы волосы и ногти. Из настоящих челюстных костей южных китов эскимосы делают каркасы для своих жилищ

Национальный музей естественной истории, Париж, Франция

Живая кость, в отличие от находящегося на виду кератина, скрыта от глаз, но есть два исключения. Первое и самое очевидное – оленьи рога. Самцы лосей, северных оленей и других представителей оленьего семейства отращивают рога, а затем сбрасывают их – как правило, раз в год. Рога выходят из черепа – обычно из области под хрящевыми колпачками на кончике особых выростов лобной кости – и растут быстрее любой другой кости млекопитающих. Молодые рога покрывает тонкий слой бархатистой кожи, богатой кровеносными сосудами, которые поставляют необходимые для стремительного роста рогов питательные вещества. Когда процесс роста завершается, кожа высыхает, и животное сдирает ее с рогов. Лишенная крови и питания кость отмирает. Роскошные рога будут выставлены на всеобщее обозрение до тех пор, пока остеокласты – разрушающие кость клетки – не отсоединят их от черепа. Сброшенные рога являются превосходным источником кальция для живущих на земле мелких зверьков, которые обгладывают их, чтобы порадовать свое сердце.

Второе исключение – чешуйчатая кожа некоторых пресмыкающихся, лягушек и ряда млекопитающих. Эти особые костные пластинки называют остеодермой – это слово образовано из сочетания слов «кость» и «кожа». Остеодерма образует подобие гибкой брони – огромный гребень на спине стегозавра, бугристую кожу ядозуба и впечатляющий щит броненосца. Крокодилы нашли остеодерме еще два способа применения. Когда в прохладный денек крокодил лежит на берегу, его окостеневшая кожа, имеющая отличное кровоснабжение, собирает солнечный свет и греет внутренности владельца. В жару тепло начинает течь по остеодерме в обратном направлении. Еще крокодилы умеют полностью погружаться под воду и задерживать дыхание. В таких случаях остеодерма замедляет накопление углекислого газа и закисление крови, служа временным источником «хороших» ионов и обменивая их на «плохие» ионы из крови.

Я упомянул остеодерму для полноты картины. Она обеспечивает защиту, а у крокодилов участвует в терморегуляции, но не выполняет опорную функцию. Поэтому давайте вернемся к скелету.

Вы когда-нибудь видели червяка толщиной пять сантиметров? Нет, конечно, потому что таких червей не бывает. А вот змеи достигают таких размеров, хотя их тело тоже цилиндрическое. Возникает вопрос: почему змеи бывают большими и страшными, а червяки нет? Если раздавить большого червя – я отнюдь не призываю вас это делать, – раздастся хлюпающий звук. Если же вы наступите на толстую змею, она может укусить вас, но вы услышите хруст множества ломающихся ребер. Костный скелет поддерживает массу тела змеи, позволяя ей быстро передвигаться. Кости служили опорой даже динозаврам, размер туловища которых равнялся половине длины футбольного поля, а рост – высоте четырехэтажного здания. У червей нет жесткого внутреннего каркаса. Они не могут эффективно сопротивляться гравитации и потому обречены на скромное существование. Некоторые лишенные костей обитатели морей и океанов, например медузы, могут вырасти до внушительных размеров, но от гравитации их оберегает вода. Помимо скелета существует несколько других успешных способов создания опоры. Эти конструкции не позволяют живым организмам вырасти до размеров динозавра, но вполне заслуживают упоминания.