حکیم مهر: دانشمندان کشف کرده‌اند که راز زنده ماندن زرافه‌ها در دشت‌های خشک آفریقا تنها در گردن بلندشان نیست. پژوهشی تازه نشان می‌دهد پاهای بلند این حیوان نه تنها برای رسیدن به برگ‌های درختان اقاقیا مفید است، بلکه در کاهش فشار مورد نیاز قلب برای رساندن خون به مغز نقش مهمی دارد. بلندی پا‌ها با نزدیک‌تر کردن قلب به سر، مصرف انرژی را پایین می‌آورد و به زرافه کمک می‌کند در برابر خشکسالی و کمبود غذا مقاوم‌تر باشد.
به گزارش حکیم مهر به نقل از آنا، «ساینس آلرت» (ScienceAlert)، اگر تا به حال از خود پرسیده‌اید چرا زرافه‌ها گردنی به این بلندی دارند، پاسخ ظاهرا روشن است: این ویژگی به آنها اجازه می‌دهد تا به برگ‌های آبدار و تازه بالای درختان بلند اقاقیا (acacia trees) در آفریقا دسترسی پیدا کنند.
تنها زرافه‌ها قادرند مستقیما به این منبع غذایی دست یابند، در حالی که پستانداران کوچک‌تر باید در نزدیکی سطح زمین برای یافتن غذا با یکدیگر رقابت کنند. این منبع غذایی انحصاری به نظر می‌رسد به زرافه‌ها امکان می‌دهد در تمام طول سال تولید مثل کنند و در دوره‌های خشکسالی بهتر از گونه‌های کوتاه قد زنده بمانند.
اما این گردن بلند بهایی سنگین دارد. قلب زرافه باید فشار کافی برای پمپاژ خون به ارتفاع چند متر تا بالای سرش ایجاد کند. فشار خون یک زرافه بالغ معمولا بیش از ۲۰۰ میلی‌متر جیوه یعنی بیش از دو برابر بیشتر پستانداران است.
در نتیجه، قلب یک زرافه در حال استراحت، بیش از کل بدن یک انسان در حال استراحت انرژی مصرف می‌کند و در واقع نسبت به قلب هر پستاندار دیگری با اندازه مشابه، انرژی بیشتری به کار می‌گیرد.
با این حال، همان‌طور که پژوهشگران در پژوهشی تازه که در مجله «زیست‌شناسی تجربی» (Journal of Experimental Biology) منتشر شده نشان داده‌اند، قلب زرافه در نبرد خود با نیروی گرانش، یاران ناشناخته‌ای دارد: پاهای بسیار بلند این حیوان.
با «اِلافه» آشنا شوید
در پژوهش جدید خود، پژوهشگران هزینه انرژی لازم برای پمپاژ خون در بدن یک زرافه بالغ معمولی را محاسبه کردند و آن را با هزینه انرژی در یک حیوان خیالی مقایسه نمودند که پا‌هایی کوتاه‌تر ولی گردنی بلندتر داشت تا بتواند به همان ارتفاع از درختان دسترسی داشته باشد.
این حیوان خیالی ترکیبی بود از بدن یک گاو کوهی آفریقایی (African eland) و گردن یک زرافه و پژوهشگران آن را «اِلافه» (elaffe) نامیدند.
نتیجه نشان داد این حیوان فرضی باید ۲۱ درصد از کل بودجه انرژی خود را صرف تامین انرژی قلب خود می‌کند، در حالی که این عدد در زرافه واقعی ۱۶ درصد و در انسان تنها ۶.۷ درصد است.
با بالا بردن موقعیت قلب نسبت به سر از طریق داشتن پاهای بلند، زرافه در عمل حدود ۵ درصد از انرژی دریافتی از غذا را صرفه‌جویی می‌کند. این صرفه‌جویی در طول یک سال معادل بیش از ۱/۵ تن غذا است؛ مقداری که می‌تواند تفاوت میان مرگ و زندگی را در علفزار‌های گرمسیری و نیمه‌گرمسیری آفریقا رقم بزند.
«اِلافه» خیالی با پایین تنه یک گاو کوهی و گردن کشیده زرافه (استل میهیو/دانشگاه پرتوریا)
عملکرد بدن زرافه چگونه است؟
در کتاب «عملکرد بدن زرافه چگونه است»، جانورشناس «گراهام میچل» نشان می‌دهد که نیاکان زرافه‌ها قبل از تکامل گردن‌های بلند، پاهای بلندی داشتند.
از دیدگاه انرژی، این موضوع منطقی است: پاهای بلند کار قلب را آسان‌تر می‌کند، در حالی که گردن‌های بلند آن را دشوارتر می‌سازد.
با این حال، تکامل پاهای بلند نیز بهایی داشته است. زرافه‌ها هنگام نوشیدن آب ناچارند پاهای جلویی خود را باز کنند و بدن را خم نمایند؛ همین امر باعث می‌شود برخاستن و فرار در صورت حمله شکارچی برایشان دشوار و کند باشد.
بر اساس آمار، زرافه‌ها بیش از هر پستاندار شکارشونده دیگری احتمال دارد که بدون نوشیدن آب، گودال آب را ترک کنند.
گردن تا چه اندازه می‌تواند بلند باشد؟
هزینه انرژی مورد نیاز قلب مستقیما متناسب با ارتفاع گردن افزایش می‌یابد، بنابراین باید محدودیتی برای آن وجود داشته باشد. به عنوان نمونه، یک دایناسور خزنده‌پا به نام جیرافاتیتان (Giraffatitan) که در موزه تاریخ طبیعی برلین به نمایش گذاشته شده، ۱۳ متر از زمین ارتفاع دارد.
گردن این دایناسور ۸/۵ متر طول دارد، که برای رساندن خون به سرش به فشاری حدود ۷۷۰ میلی‌متر جیوه نیاز خواهد داشت؛ یعنی تقریبا هشت برابر بیشتر از میانگین فشار خون پستانداران امروزی.
این میزان فشار عملا غیرممکن است؛ زیرا انرژی لازم برای پمپاژ چنین خونی از کل انرژی مصرفی بقیه بدن بیشتر می‌شد.
بنابراین، دایناسور‌های خزنده‌پا (Sauropod dinosaurs) نمی‌توانستند سر خود را آن‌قدر بالا ببرند بدون آن‌که دچار بی‌هوشی شوند. در واقع، بعید است هیچ جانور خشکی‌زی در تاریخ زمین توانسته باشد از نظر ارتفاع از یک زرافه نر بالغ فراتر رود.
