Кураторы научно-популярного проекта «Элементы» на своем сайте в разделе «Детские вопросы» пытаются дать ответы на вроде бы детские вопросы, на которые чаще всего не знают ответа большинство взрослых. Дождь публикует несколько таких статей.
И утка, и курица относятся к выводковым птицам. Их птенцы — утята и цыплята — рождаются опушёнными, зрячими и с первых минут жизни готовы следовать за матерью.
Главная задача мамы-утки — перевести своих детей в безопасное место. Как правило, это водоём, где птенцы могут найти корм, а также при нападении хищника нырнуть под воду и потом укрыться в зарослях камыша. Хотя утки водоплавающие птицы, они нередко строят гнёзда на удалении от воды. Например, обычная в городах кряква откладывает яйца в гнёзда, построенные на пустырях, а также в старые вороньи гнёзда в кронах деревьев. После появления на свет птенцы должны добраться до воды, нередко — за несколько километров, в том числе сквозь густые заросли травы. Потерявшийся утёнок обречён на гибель. Только следуя друг за другом по пятам, голова к хвосту, гуськом утята способны не потерять друг друга. Также гуськом или плотным табунком утята вслед за матерью преодолевают пространства открытой воды и рассредоточиваются, только достигая края камышей.
В отличие от утки, курица не водит своих птенцов на большое расстояние. Она ведёт выводок по траве, показывая птенцам доступный им корм. Окружая курицу или следуя за ней рассеянной группой, цыплята кормятся и знакомятся с окружающим миром. При этом они попискивают, давая знать о своём местоположении и маме, и своим собратьям. Замешкавшись за спинами братьев и сестёр, цыплята могут остаться голодными, и потому редко бегают гуськом, друг за другом.
Белый цвет берез не дает им никаких особенных преимуществ, иначе белых деревьев было бы больше. Тем не менее белый цвет в природе встречается довольно часто и используется, к примеру, для привлечения внимания опылителей к цветам или для маскировки животных зимой. Обычно белая окраска создается не за счет белого пигмента, а из-за воздушных пустот между клетками организма. Например, белые лепестки цветов состоят из прозрачных клеток, в которых нет никаких особенных пигментов. Но между этими прозрачными клетками есть пустоты, заполненные воздухом, из-за которых лепесток кажется белым. По этим же причинам выглядит белым снежный сугроб, состоящий из отдельных прозрачных снежинок.
Этот способ создания белого цвета, однако, не подходит для коры деревьев, которая должна быть плотной, чтобы выполнять защитную функцию. Поэтому кора белая только у берез — обладательниц редкого пигмента белого цвета под названием бетулин. Чем больше этого пигмента содержится в коре дерева, тем светлее оно выглядит. Пока не до конца понятно, зачем бетулин нужен березам. У него есть много интересных функций, в том числе фунгицидная. Так что, скорее всего, бетулин образуется в коре берез для защиты коры от грибков, а белый цвет эти деревья получают в качестве бесплатного приложения.
Бетулин помимо берез есть только у небольшого числа растений, но это не означает, что остальные растения не изобрели других способов позаботиться о себе. Ведь помимо бетулина у растений образуется огромный спектр защитных веществ, действующих и на грибки, и на простейших, и на бактерии — например, знаменитые фитонциды, которыми богаты лук и чеснок. Распространены и яды, защищающие растения от травоядных животных, — например, рицин клещевины и атропин белены. В общем, растения изобрели много разных способов постоять за себя, и бетулин берез — только один из них.
К другим интересным особенностям бетулина относится его способность запускать апоптоз клеток некоторых типов опухолей, уменьшать размер атеросклеротических бляшек, а также способствовать уменьшению веса у людей с ожирением. Исследованиям свойств бетулина, полезных для медицины, посвящены сотни научных работ. Так что белый цвет берез — это не единственное интересное следствие попыток этих деревьев защититься от грибковых инфекций.
У человека на руках и ногах по пять пальцев, потому что именно столько пальцев было у обезьян, от которых мы произошли, а обезьяны унаследовали пятипалые конечности от своих предков, и так далее, вплоть до древних амфибий, живших более 300 миллионов лет назад. По-видимому, общий предок всех современных наземных позвоночных имел пятипалые конечности. Иными словами, пятипалая конечность — это примитивное, исходное строение конечности для всех наземных позвоночных. У большинства видов, включая человека, это строение сохранилось по сей день.
У некоторых позвоночных произошло уменьшение числа пальцев или даже полная их утрата иногда вместе с самими конечностями. Обычно это происходило у тех животных, которым по каким-то причинам некоторые пальцы начинали мешать, становились «лишними». Например, у предков лошадей на среднем пальце развилось большое копыто, сам палец сильно увеличился, а остальные пальцы стали не нужны, они только мешали росту среднего пальца и постепенно исчезли. У предков человека, видимо, не возникало таких ситуаций, чтобы какие-то пальцы стали «лишними». Поэтому они все и сохранились.
Вопрос, стало быть, сводится к тому, почему у общего предка всех современных наземных позвоночных конечность была именно пятипалой. Ученые на сегодняшний день считают, что никаких специальных причин для этого не было. Пятипалая конечность не имеет каких-то принципиальных конструктивных преимуществ по сравнению с четырех- или шестипалой. По-видимому, пятипалость закрепилась в эволюции позвоночных чисто случайно.
Среди древнейших ископаемых четвероногих, как выяснили палеонтологи, были формы с другим числом пальцев: например, у ихтиостег было по семь пальцев на задних ногах (передние не сохранились), у акантостег было по восемь пальцев на передних лапах и как минимум столько же — на задних. Ноги произошли от плавников рыб, пальцы — от лучей этих плавников, а число плавниковых лучей у тех рыб, от которых произошли наземные позвоночные, было изменчивым.
По всей видимости, у древнейших наземных четвероногих число пальцев на ногах тоже варьировалось. Случайно получилось так, что именно пятипалые формы дали начало всему разнообразию современных четвероногих, а животные с иным числом пальцев вымерли. Но они вымерли, скорее всего, не потому, что у них было неудачное число пальцев, а по каким-то совершенно иным причинам, в связи с какими то другими, более существенными «недостатками» своего строения. В принципе, вполне могло «повезти» не пятипалым, а, скажем, семипалым древним амфибиям. И тогда, может быть, у людей сейчас было бы по семь пальцев на руках.