Рисование животных с натуры. Часть 6-я
Надо сказать, что животные с костным скелетом имеют очень определенно выраженный как свой верхний, так и свой нижний масштабные пределы. Верхний предел на земле представляет слон. Представителями нижнего предела на суше является маленькие насекомоядные (землеройки), колибри и некоторые пресмыкающиеся (ящерицы, лягушки). Дальнейшее уменьшение размеров животных, построенных по принципу костного скелета, оказывается неэкономичным, непрочным, а потому и нежизненным. И вот у более мелких животных мы видим уже не внутренний скелет, а систему наружного хитинового покрова, который при небольших размерах животного оказывается необычайно прочной конструкцией, а сам хитин исключительно стойким материалом. Самыми большими представителями хитинопокровных на суше являются некоторые жуки и пауки стран тропического пояса, а о нижнем пределе этих животных судить очень трудно, столь малые существа его занимают.
Увеличение размеров хитинопокровных животных привело бы их к невозможности существования на земле или из-за хрупкости их панциря, если бы он был известкован, как у краба, или из-за его тяжести.
Если бы его пришлось укреплять толщиной, или же от излишней его эластичности, при которой происходила бы значительная деформация тела животного от силы тяжести при большой массе, как деформировалась бы шаровая форма клюквы, если бы ее увеличить до размеров арбуза.
Всякое животное двигается силою сокращения мышц, которая, как известно, зависит от площади поперечного сечения пучка мышцы и не зависит от их длины; тем самым сила мышц при увеличении их размеров растет пропорционально квадратам их линейной величины, или, иначе, грубо говоря, пропорционально квадратам линейных размеров животного вообще.
Таким образом, при увеличении масштаба животного, положим, от воробья до орла или от мыши до слона, сила мышц возрастает как квадрат линейной величины животного. Но в то же время эти самые мышцы должны передвигать свой собственный вес, который соответственно увеличивается уже не как квадрат, а как куб своих линейных размеров, поскольку вес есть объем (то есть величина треть его измерения), помноженный на удельный вес.
Так, взяв за первоначальные соотношения силу мышц и вес собаки, при увеличении ее до линейных размеров волка, то есть приблизительно в два раза, получим, что сила мышц волка возрастет против собаки в 2×2 = 4 раза, но вес, который ему нужно будет носить при линейном увеличении в два раза, возрастет уже в 2×2×2 = 8 раз, то есть на каждую единицу силы ляжет две единицы веса, а это значит, что волку в два раза труднее себя носить, чем собаке. А если мы увеличим собаку, скажем, до величины льва, то есть раза в три линейно, то найдем, что сила мышц льва возрастет против собаки в девять раз, но зато вес его уже в 27 раз, то есть нагрузка живого веса на мышцах льва будет, по меньшей мере, в три раза больше, чем у собаки. А если мы сравним линейные размеры мыши и слона, то окажется, что нагрузка веса собственного тела на единицу мышечной силы у слона, пожалуй, раз в пятьдесят больше, чем у мыши. Поэтому кузнечик так легко подпрыгивает, поднимая вес своего тела на тридцатикратную высоту своего роста, горный козел перепрыгивает огромные препятствия, а, с другой стороны, слон с трудом несет свое пятитонное тело, двигаясь медленно, точно обдумывая каждый свой шаг, как старик, у которого утрачивается чувство автоматизма. Так же медлителен в своих движениях на суше и бегемот.
Интересно, что большинство млекопитающих животных в конструкции своего скелета, как было уже сказано выше, имеют ряд амортизаторов, роль пружин в которых играют мышцы, долженствующие находиться тем самым всегда в известном напряжении (рис. 9). Слон же в своей конструкции этих амортизаторов не имеет. Они потребовали бы столь сильные пружины-мышцы, что это было бы очень утомительно, а, может быть, и вовсе не под силу животному. Ноги слона не имеют в своих сочленениях рессорных изломов по общей оси, которые мы видим у меньших животных. Его ноги построены по одной прямой вертикали от лопатки до пальцев, как колонны, что дает слону жесткую, не эластичную прочность, как ножки табурета (рис. 10). Бегемот имеет обычную систему в расположении элементов ног, и разрыв квадратов сечений мышц и кубов линейных размеров своей фигуры он парализует, влезая в воду рек, где, проводя большее время суток, «воспользовавшись» законом Архимеда, перестает ощущать вес своей огромной массы и где он тогда свободно пользуется всей колоссальной силой своих могучих мышц. Но на суше он, очевидно, страдает, как самый несчастный ожиревший толстяк, вынужденный с великим трудом таскать свою огромнейшую тушу.
Кит еще более разительное существо, нахождение в воде для которого — единственное возможное условие для его жизни. Кит, дышащий легкими, попав на отмель, где Архимед ему уже «не помогает» и где вес его тела начинает подчиняться полной силе земного притяжения, подвергается таким внутренним деформациям, что быстро умирает.
Этим соотношением квадратов для силы и кубов для веса объясняется распространение на земле мелких животных и раньше всего насекомых, и, с другой стороны, — вымирание гигантских животных давно прошедших эпох, причиною гибели которых и был, очевидно, этот непреложный закон кубов. Эти великаны животного мира могли жить только тогда, когда в их распоряжении были достаточно защищающие их широкие реки и другие пресные водоемы. С исчезновением их на земле должны были исчезнуть и их великие обитатели.
Кстати, хочется сказать, что реконструкции и в макетах и в рисунках вымерших ископаемых животных — динозавров, бронтозавров, диплодока и других, изображаемых идущими по суше на согнутых ногах, — ошибочны. Можно с уверенностью утверждать, что не могли они носить свое тело, весившее по подсчетам 30 — 40 тонн, по сухой земле да еще на согнутых ногах, если слон сегодня не может нести свои 4 — 5 тонн иначе, как на системе ног с прямыми осями. Надо полагать, что исчезнувшие великаны животного мира в зрелом возрасте вовсе не могли выносить свои сверхтяжелые туши на сушу и жили безвыходно в погруженном или полупогруженном состоянии в бесчисленных болотах-водоемах того отдаленного времени, протягивая на сушу лишь свои длиннейшие шеи, чтобы объедать прибрежные растения. По земле на суше они могли ходить только в младенческом возрасте.