В общем и целом, форма отражает функцию. Хрупкие задние конечности мохноногих вампиров указывают на то, что они идеально приспособлены к охоте на деревьях. Ведь для того, чтобы висеть на ветке, не нужны толстые и крепкие кости, так как на них будет оказываться нагрузка натяжением, а не сжатием.
Чтобы проверить гипотезу, что «висячий» образ жизни летучие мыши ведут из-за строения задних конечностей, в 1970-х годах исследователи сконструировали специальные тестовые модели. Мы же можем проверить эту гипотезу, вновь взяв макароны. Используя большой и указательный пальцы (на этот раз обеих рук), осторожно потяните концы экспериментального спагетти длиной в два дюйма. Если вы случайно не скрутили или не согнули изделие, вы должны удержать его без переломов[33]. Поздравляю, вы только что смоделировали силы растяжения, с которыми сталкиваются кости задних конечностей висящей летучей мыши.
Чтобы проверить гипотезу, что «висячий» образ жизни летучие мыши ведут из-за строения задних конечностей, в 1970-х годах исследователи сконструировали специальные тестовые модели. Мы же можем проверить эту гипотезу, вновь взяв макароны. Используя большой и указательный пальцы (на этот раз обеих рук), осторожно потяните концы экспериментального спагетти длиной в два дюйма. Если вы случайно не скрутили или не согнули изделие, вы должны удержать его без переломов[33]. Поздравляю, вы только что смоделировали силы растяжения, с которыми сталкиваются кости задних конечностей висящей летучей мыши.
Помимо хрупких задних конечностей, мохноногий вампир имеет ещё одну отличительную особенность. Она действительно делает этот вид совершенно уникальным среди всех других животных.
У большинства летучих мышей есть так называемая костная шпора, которая представляет собой костное или хрящевое разрастание пяточной кости. Поскольку задние конечности летучих мышей повернуты на 180 градусов от типичного состояния млекопитающего (представьте, что ваши колени обращены назад), костная шпора обычно обращена к срединной линии тела. Функция костной шпоры заключается в укреплении и выпрямлении тонкой мембраны (или уропатагия) между своими длинными лапками, что увеличивает аэродинамическую эффективность, предотвращая колебание во время полёта. Безусловно, среди 1 100 видов летучих мышей эти костные образования различаются по размеру и форме.
Также неудивительно, что у летучих мышей, не имеющих хвостовой перепонки, отсутствует костная шпора. По крайней мере, так я думал, пока не начал изучать сохранившиеся образцы скелета мохноногого вампира в Американском музее естественной истории, где работал научным сотрудником.
Когда я убедился, что между тремя видами вампиров существуют поведенческие различия («Белокрылый вампир не прыгает!»), я начал искать, могут ли они быть отражены в их анатомии. Сравнивая задние конечности трёх вампиров, я заметил, что у белокрылого костная шпора отсутствует, а у обыкновенного она имеет вид небольшой пластинки.
Скелет мохноногого вампира это совсем другая история. У этого вида вампира костная шпора эволюционировала в небольшой палец[34]. Чтобы убедиться в достоверности, я проверил несколько скелетов других мохноногих вампиров. И у каждого присутствовал этот лишний «палец».
Я начал искать любые упоминания костной шпоры в скелете мохноногого вампира. «Маленький, но хорошо развитый», это типичное описание, но не более того. Наконец я позвонил эксперту по летучим мышам вампирам Скотту Альтенбаху, вспомнив, что когда-то он содержал колонию этих рукокрылых. Скотт написал работу по передвижению четвероногих летучих мышей в 1970-х годах и трудился с нами в Итаке во время нашего проекта с силовой платформой в 1993 году.
Я хорошо помню наш разговор по потрескивающей междугородней линии.
Привет, Скотт! Ты когда-нибудь фотографировал, как мохноногий вампир лазает по веткам?
Да, но это были не ветви, а деревянные штыри.
Можешь проверить и сказать, использовали ли твои летучие мыши свои костные шпоры для захвата за ветку?
Что?
Я думаю, что мохноногие вампиры используют костные шпоры в качестве шестого пальца во время передвижения.
Долгая пауза.
Скотт?
Я пойду за фотографиями.
Положил трубку.
Моё предположение было похоже на историю с большим пальцем у панды (популяризованную в эссе Стивена Дж. Гулда). Как известно, большая панда (лат. Ailuropoda) питается бамбуковыми листьями, которые она снимает с ветвей с помощью своего большого пальца. Учёные, исследовавшие панд, обнаружили, что всё было не так, как казалось. Большой палец панды на самом деле был костным отростком запястья (лучевой сесамовидной костью), который в ходе эволюции значительно увеличился и приобрёл новую функцию срезать листья бамбука.
Как отметил Гулд, на примере с пандой мы видим, что в ходе эволюции часто уже существующие элементы скелета или организма могут приобрести новую функцию и адаптироваться под специальные нужды.
Спустя несколько минут я услышал, как Скотт вернулся, и вновь взял трубку.
Ты совершенно прав, Билл, у меня есть отличные снимки.
Прекрасно, ответил я. Сделай мне одолжение, отправь их мне.