اگر تا به حال از خود پرسیده‌اید چرا زرافه چنین گردن بلندی دارد، پاسخ ظاهراً روشن است: این ویژگی به آن‌ها اجازه می‌دهد تا به برگ‌های آبدار و خوش‌طعمِ درختان بلند اقاقیا در آفریقا دسترسی پیدا کنند.
به گزارش انتخاب و به نقل از sciencealert؛ تنها زرافه‌ها هستند که می‌توانند مستقیماً به این برگ‌ها برسند؛ در حالی‌که پستانداران کوتاه‌تر مجبورند در سطح زمین برای غذا با یکدیگر رقابت کنند. این منبع غذایی انحصاری به زرافه‌ها امکان می‌دهد در تمام طول سال تولیدمثل کنند و در دوره‌های خشکسالی، بهتر از گونه‌های کوتاه‌تر زنده بمانند.
اما این گردن بلند بهایی سنگین دارد. قلب زرافه باید آن‌قدر فشار خون تولید کند که بتواند خون را تا ارتفاع دو متری به سمت سر پمپ کند. فشار خون زرافه بالغ معمولاً بیش از ۲۰۰ میلی‌متر جیوه است — بیش از دو برابر بیشتر از اغلب پستانداران.
در نتیجه، قلب یک زرافه در حالت استراحت، انرژی بیشتری از کل بدن یک انسان در حال استراحت مصرف می‌کند، و حتی بیش از قلب هر پستاندار دیگری با اندازه‌ی مشابه.
با این حال، طبق پژوهشی جدید که در نشریه‌ی Journal of Experimental Biology منتشر شده، قلب زرافه در نبردش با نیروی گرانش یاری‌دهندگانی دارد که کمتر شناخته شده‌اند: پاهای بسیار بلندش.
دیدار با «الاف» (Elaffe)
(عکس: اجداد زرافه‌ها پاهای بلند داشتند پیش از آنکه گردن‌شان کشیده شود – PeterVanDam / iStock / Getty Images Plus)
در این مطالعه، پژوهشگران هزینه‌ی انرژی لازم برای پمپاژ خون در بدن یک زرافه‌ی بالغ را اندازه‌گیری کردند و آن را با هزینه‌ی انرژی در حیوانی فرضی با پاهای کوتاه اما گردنی بلندتر — تا بتواند به همان ارتفاع تاج درخت برسد — مقایسه نمودند.
این حیوان خیالی، ترکیبی از بدن یک آنتیلوپ آفریقایی موسوم به «ایلند» و گردن زرافه بود. پژوهشگران نام آن را «الاف (Elaffe)» گذاشتند.
نتایج نشان داد که این حیوان خیالی باید ۲۱ درصد از کل انرژی دریافتی خود را صرف کارکرد قلبش کند، در حالی‌که این مقدار در زرافه واقعی تنها ۱۶ درصد و در انسان حدود ۶٫۷ درصد است.
به بیان ساده، زرافه با بالا آوردن قلب خود از طریق پاهای بلند، حدود ۵ درصد از انرژی مصرفی بدنش را صرفه‌جویی می‌کند. در طول یک سال، این صرفه‌جویی معادل بیش از ۱.۵ تُن غذا است — رقمی که می‌تواند در دشت‌های خشک آفریقا تفاوت میان مرگ و زندگی باشد.
(تصویر: «الاف» خیالی، با بدن یک ایلند و گردن کشیده‌ی زرافه – Estelle Mayhew / University of Pretoria)
راز کارکرد بدن زرافه
در کتاب چگونه زرافه‌ها کار می‌کنند نوشته‌ی جانورشناس گراهام میچل آمده است که اجداد زرافه‌ها پیش از طولانی‌شدن گردن‌شان، پاهای بلندی داشتند.
از نظر انرژی، این ترتیب کاملاً منطقی است: پاهای بلند کار قلب را آسان‌تر می‌کنند، در حالی‌که گردن بلند آن را دشوارتر.
البته این مزیت، بهایی هم دارد. زرافه‌ها هنگام نوشیدن آب ناچارند پاهای جلوی خود را به طرفین باز کنند تا بتوانند سرشان را پایین بیاورند. این وضعیت باعث می‌شود که در برابر شکارچیان کند و آسیب‌پذیر باشند و نتوانند به‌سرعت بگریزند.
آمارها نشان می‌دهد که زرافه‌ها بیش از هر پستاندار دیگری ممکن است از کنار آبگیرها بدون نوشیدن آب دور شوند — تنها به این دلیل که خم شدن برای نوشیدن بیش از حد خطرناک است.
گردن تا چه اندازه می‌تواند بلند شود؟
هزینه‌ی انرژی برای کار قلب به‌طور مستقیم با طول گردن افزایش می‌یابد، بنابراین این افزایش حد و مرزی دارد.
دایناسور ساوروپود موسوم به ژیرافاتیتان (Giraffatitan) در موزه‌ی تاریخ طبیعی برلین بیش از ۱۳ متر ارتفاع دارد و گردنش به ۸٫۵ متر می‌رسد.
پژوهشگران تخمین می‌زنند اگر این دایناسور می‌خواست خون را تا سر خود پمپ کند، باید فشار خونی حدود ۷۷۰ میلی‌متر جیوه تولید می‌کرد — یعنی تقریباً هشت برابر فشار خون بیشتر از یک پستاندار معمولی.
چنین فشاری از نظر فیزیولوژیکی غیرممکن است، زیرا انرژی لازم برای پمپاژ خون، از کل انرژی مصرفی بدن فراتر می‌رفت.
بنابراین، به‌احتمال زیاد دایناسورهای ساوروپود نمی‌توانستند سر خود را آن‌قدر بالا نگه دارند بدون آنکه بیهوش شوند.
در واقع، هیچ جانور خشکی‌زی در تاریخ زمین احتمالاً نتوانسته است از نظر بلندی از یک زرافه‌ی نر بالغ فراتر رود.
∎