כשחושבים על ג'ירפות, הדימוי הראשון שעולה הוא הצוואר המרשים שלהן. ההסבר המקובל לאורך הצוואר נראה פשוט: הוא מאפשר להן להגיע לעלים העסיסיים בראשי עצי השיטה הגבוהים באפריקה. בעלים הצעירים בצמרות יש ריכוז גבוה יותר של חלבון גולמי מאשר בעשבים שמהם ניזונים בעלי חיים אחרים במרעה. בזכות כך ג'ירפות מתרבות לאורך כל השנה ושורדות תקופות בצורת טוב יותר ממינים נמוכים יותר.
אולם מחקר חדש שפורסם בכתב העת המדעי Journal of Experimental Biology מגלה כי לרגליים הארוכות של הג'ירפה תפקיד קריטי שלא זכה עד כה להכרה ראויה. פרופ' רוג'ר ס. סימור מאוניברסיטת אדלייד ופרופ' אדוארד סנלינג מאוניברסיטת פרטוריה מספרים באתר The Conversation כי הם גילו שהרגליים הארוכות מפחיתות באופן משמעותי את עומס העבודה על הלב - וחוסכות לבעל החיים כמות אדירה של אנרגיה.
הצוואר הארוך מגיע עם מחיר כבד. לבה של הג'ירפה חייב לייצר לחץ דם גבוה במיוחד כדי לשאוב את הדם כמה מטרים למעלה אל הראש. לחץ הדם של ג'ירפה בוגרת עומד בדרך כלל על למעלה מ-200 מ"מ כספית - יותר מפי שניים מזה של רוב היונקים. כתוצאה מכך, לבה של ג'ירפה במנוחה צורך יותר אנרגיה מאשר גופו של אדם במנוחה, ולמעשה יותר אנרגיה מלבו של כל יונק אחר בגודל דומה.
מה היה קורה עם רגליים קצרות?
החוקרים ביצעו סימולציה ייחודית: הם חישבו את עלות האנרגיה של שאיבת הדם עבור ג'ירפה בוגרת טיפוסית, והשוו אותה למה שהיה קורה בחיה דמיונית שמגיעה לאותו גובה בדיוק, אבל בדרך שונה - עם רגליים קצרות וצוואר ארוך הרבה יותר.
את היצור המדומה הזה הם בנו משילוב של גופו של אילנד אפריקני מצוי (יונק גדול ששוקל כמו ג'ירפה אך גובהו רק כ-1.5 מטר) עם צווארה של ג'ירפה, מוארך במיוחד. החוקרים כינו אותו "אלפה" (Elaffe - שילוב של Eland ו-Giraffe).
התוצאות היו דרמטיות: החיה הדמיונית הייתה צריכה להשקיע 21 אחוז מכל האנרגיה שהיא מפיקה ממזון רק כדי להפעיל את הלב - לעומת 16 אחוז אצל הג'ירפה האמיתית ורק 6.7 אחוזים אצל בני אדם.
מה ההבדל? הסוד הוא שבג'ירפה, הלב ממוקם גבוה יותר - בזכות הרגליים הארוכות. הלב נמצא בבית החזה, באזור הכתפיים, כחצי מגובהה של החיה. אצל ה"אלפה" הדמיוני, עם הרגליים הקצרות, הלב היה נמצא נמוך בהרבה. וכשהלב נמוך יותר, המרחק שהדם צריך לעבור כלפי מעלה - מהלב ועד לראש - גדול יותר. ככל שהמרחק גדול יותר, צריך לחץ דם גבוה יותר כדי להתגבר על כוח המשיכה. כל מטר של גובה דורש 77 מ"מ כספית נוספים של לחץ דם.
במילים פשוטות: ג'ירפה עם רגליים ארוכות יכולה להגיע לאותו גובה של עלים עם צוואר קצר יותר - וככה היא חוסכת בעבודה שהלב צריך לבצע. במהלך שנה, חיסכון אנרגטי של חמישה אחוזים מסתכם ביותר מ-1.5 טון מזון - מה שעשוי להוות את ההבדל בין חיים למות בסוואנה האפריקנית.
הגילוי מתיישב עם ממצאים קודמים. בספרו "How Giraffes Work", חושף הזואולוג גרהאם מיטשל שבאבולוציה של הג'ירפות, הרגליים הארוכות התפתחו לפני הצוואר הארוך. מבחינה אנרגטית, זה הגיוני: רגליים ארוכות מקלות על עבודת הלב, בעוד צוואר ארוך מכביד עליה.
עם זאת, האבולוציה של רגליים ארוכות הגיעה עם מחיר משלה. כדי לשתות, ג'ירפות נאלצות לפשק את רגליהן הקדמיות לצדדים - תנוחה שהופכת אותן לאיטיות ומסורבלות כשהן צריכות לקום ולברוח במקרה של סכנה. נתונים סטטיסטיים מראים שג'ירפות הן בעלות החיים שהכי סביר שיעזבו בור מים מבלי לשתות - בגלל רמת הערנות הגבוהה שלהן והפגיעות שלהן במהלך השתייה.
עד כמה ארוך יכול להיות צוואר?
עלות האנרגיה של הלב עולה ביחס ישר למרחק בין הלב לראש, ולכן חייב להיות גבול כלשהו. דינוזאור מקבוצת הזאורופודים, הג'ירפטיטן (Giraffatitan), מוצג במוזיאון הטבע בברלין כשהוא מתנשא 13 מטר מעל הרצפה. צווארו גבוה - 8.5 מטרים - מה שהיה מחייב לחץ דם של כ-770 מ"מ כספית אם היה מרים את ראשו בצורה אנכית כפי שמוצג במוזיאון - כמעט פי שמונה ממה שרואים ביונק ממוצע.
החוקרים טוענים שזה בלתי אפשרי מבחינה פיזיולוגית. עלות האנרגיה של הלב לשאיבת דם בלחץ כל כך גבוה הייתה עולה על עלות האנרגיה של כל שאר תפקודי הגוף ביחד. המסקנה: דינוזאורי הזאורופודים לא יכלו להרים את צווארם בצורה אנכית כפי שמוצגים במוזיאונים, ובמציאות כנראה החזיקו אותו באופן אופקי יותר, בדומה לדרך שבה ג'ירפות מחזיקות את צווארן רוב הזמן.
החוקרים מעריכים שהמרחק האנכי בין הלב לבין הראש הזקוף של ג'ירפות בוגרות - כשני מטרים מעל הלב - הוא ככל הנראה המקסימום שאי פעם התפתח אצל בעלי חוליות יבשתיים. גם היונקים הענקיים שכבר נכחדו - כמו ממותות ופרצרתריומים (יונקי ענק דמויי קרנף) - לא עברו את הגובה הזה, אפילו כשהתרוממו על רגליהם האחוריות.
טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו