Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации

Объем или вес животного – хороший показатель количества его клеток. У крупных животных клетки не крупнее обычного, их просто больше. Каждая из этих клеток – и у мыши, и у слона – должна получать кислород и другие жизненно необходимые вещества. У блохи клеток меньше, чем у слона, и все они недалеко от воздуха, кислороду легко попасть в клетки. У взрослого человека около 30 триллионов клеток, и лишь крошечная их доля – клетки кожи, контактирующие с воздухом. Хотя поверхность кожи человека гораздо больше, чем у блохи, на нашей внешней поверхности расположена меньшая доля клеток, мы возмещаем этот недостаток, отращивая себе большую внутреннюю поверхность, которая соприкасается с воздухом. На этом принципе построены легкие, внутри которых сложная система разветвляющихся трубок и трубочек, заканчивающихся крошечными камерами – альвеолами. У вас примерно 500 миллионов альвеол, и, если их расправить, они покроют почти целый теннисный корт. Вся эта поверхность внутри вас соприкасается с воздухом и насыщена кровеносными сосудами. Даже насекомые, которые гораздо меньше, увеличивают площадь поверхности, соприкасающуюся с воздухом, при помощи системы внутренних разветвляющихся воздуховодов – трахей. Все тело насекомого – одно большое легкое.

Кровеносные сосуды в легких ветвятся бесконечно, обеспечивая огромную площадь внутренней поверхности, необходимую, чтобы забирать кислород из легких и распределять его по всем клеткам тела, например, мышечным, где кислород нужен для медленного сгорания, на котором работают мышцы. Кровеносные капилляры обеспечивают гигантскую внутреннюю поверхность для сбора и распределения питательных веществ и снабжают клетки всем необходимым. Обычной клетке нужно находиться примерно на расстоянии 0,05 мм от ближайшего капилляра, то есть в пределах двух-трех диаметров клетки. Капилляры собирают питательные вещества из кишечника, который сам по себе тоже обеспечивает большую внутреннюю площадь поверхности – тоже почти с теннисный корт. Представьте себе, какой огромной длины кишечник свернут внутри вас, и сравните его длину с кишечником дождевого червя – просто трубкой, которая тянется от одного конца червя до другого. Ваши почки снабжены бесчисленными тоненькими трубочками, суммарная площадь поверхности которых опять же огромна, и в этих трубочках кровь фильтруется и очищается от отходов. Если вытянуть в длину все ваши кровеносные сосуды, большинство которых – крошечные капилляры, их можно обмотать вокруг экватора три с лишним раза. Это дает колоссальную площадь поверхности соприкосновения клеток с кровью. Многие большие органы в вашем организме – не только легкие и кишечник, но и печень, почки и так далее – всеми силами стараются повысить рабочую площадь доступа крови к клеткам. В сущности, все изгибы и закоулки кораллового рифа, складки и трещинки древесной коры и бесчисленное множество листьев в лесу – способ несоизмеримо увеличить площадь поверхности, которая необходима живой материи, чтобы жить.

Из этого отступления можно сделать вывод, что название главы – “Если нужно быть большим и все равно летать, увеличь поверхность тела” – применимо не только к полету, но и к дыханию, кровообращению, пищеварению, выведению отходов и вообще ко всему, что происходит внутри животного, а не только к тому, что мы видим снаружи. Но вернемся к полету.

Как мы уже выяснили, чем больше площадь поверхности животного по сравнению с его весом, тем медленнее оно падает в воздухе и тем легче ему обеспечить себе подъемную силу, необходимую для полета. Очевидно, что крылья дают много дополнительной поверхности, для чего бы ни служили – для взмахов или парения. У летучих мышей и птеродактилей это тонкие полотнища кожи. Тонким полотнищам нужен каркас – из костей или чего-то равноценного. Эволюция склонна к оппортунизму и обычно модифицирует что-то уже существующее, а не отращивает нечто совершенно новое. В теории можно себе представить крылья, растущие из спины, как на изображениях ангелов, но для этого пришлось бы отрастить новые кости для их каркаса. Может быть, в нашем распоряжении уже есть какие-то кости, которые можно использовать как каркас для летательных поверхностей? Как мы еще увидим, существуют ящерицы, которые парят на кожаных перепонках, натянутых по бокам, и эти перепонки заимствуют для поддержки ребра. Но более профессиональные летуны – летучие мыши, птицы и птерозавры – пользуются передними конечностями, которые уже снабжены подходящими костями и мышцами, дающими простор для модификаций.