Пустыни: засушливые земли

Главные территории пустынь мира находятся между широтами 10° и 35° к северу и югу от экватора. В Южном полушарии между этими широтами лежит совсем немного земель; за исключением самой южной оконечности Африканского субконтинента аридным районом является узкая южная оконечность Южноамериканского островного континента, и потому крупнейшие пустыни мира лежат в Северном полушарии. Природные условия пустынь характеризуются крайней сухостью; годовое количество осадков менее 25 сантиметров, и солнце испаряет всю воду, выпадающую в виде дождя.
Малое количество влаги, достигающее пустынных районов, связано с целым рядом факторов. Главным из них является нисходящий ток сухого воздуха из верхних слоёв атмосферы, особенность глобального характера циркуляции воздуха, которая типична для этих широт. Воздух стягивается в области низкого давления в экваториальных районах, где нагревается и поднимается вверх. В верхних слоях атмосферы воздух уходит от экватора, постепенно охлаждается и опускается вниз, достигая земли в пустынных районах, где содержание влаги в нём очень низкое. В некоторых случаях пустыня может быть обязана своим существованием тому, что она располагается в сердце континента, вдалеке от каких-либо морских источников влажного ветра. С этим тесно связано явление дождевой тени, наблюдаемое в районах, где воздушные потоки с моря пересекают высокие горы, проливаясь дождём на обращённых к морю склонах, подъёма. На другой стороне гор совершенно сухой воздух опускается вниз, порождая пустынную местность.
Интенсивность солнечного излучения в пустыне велика по сравнению с другими районами. Во влажных районах до 60 процентов её может быть отражено облаками, атмосферной пылью, водой и поверхностью растений, но в пустыне таким способом отражается лишь около десяти процентов общего излучения. С другой стороны, из-за отсутствия изолирующего слоя облаков до 90 процентов накопленного днём тепла пропадает ночью из-за его излучения. Результат этого – необычно большая разница между дневной и ночной температурами, достигающая 40°С.
В настоящее время распространение пустынь по Земле намного меньше, чем было в Эпоху Человека. Первой причиной этого является то, что меньшее количество суши находится сейчас в области поясов пустынь – в большой степени из-за движения Австралийского континента на север, из пояса пустынь. Также в эпоху человека нерациональные технологии сельского хозяйства и широко распространённая практика выпаса животных на бедных землях искусственно расширили пустынные области и были одним из факторов, который вёл к полной гибели человечества; когда пустыни год от года расширялись, площадь земной поверхности, пригодная для сельского хозяйства, сокращалась. После исчезновения человечества естественные природные сообщества Земли восстановились, и пустыни вернулись в свои естественные границы.
Жизнь в пустыне должна справляться с множеством неблагоприятных факторов, таких, как нехватка воды и экстремальные температуры. Но даже в этом случае большое количество видов животных и растений эволюционировало, чтобы успешно справляться с ними. Сходные компенсационные приспособления – например, очень эффективно работающие почки, выделяющие особо концентрированную мочу, крупные уши, чтобы рассеивать тепло, и способность закапываться в толщу грунта, где условия не такие суровые – развились независимо у многих групп животных, разделённых огромными расстояниями, в разных пустынных районах.

ОБИТАТЕЛИ ПЕСКА

Выживание в безводном море

Прыгающий чёртик вооружён длинными когтями, а его рот полон острых зубов.

Выделяя пену, слюнявая перистолапка и охлаждает себя, и избавляется от нежелательных токсинов.

Бросаясь на добычу, прыгающий чёртик может преодолеть расстояние до 2 метров одним прыжком.

Плоскохвосты работают совместно, катая камни для сооружения своих ловушек конденсата.

Вытягивая хвост назад во время бега, плоскохвост держит его поднятым, когда стоит неподвижно, чтобы поймать прохладный ветер.

Физиология пустынных животных должна балансировать на очень узкой грани между сохранением воды и терморегуляцией. Исчезновение потовых желез – мера по сохранению воды – означает, что может применяться меньше привычных способов, чтобы охладить животное в жаркий день. Обычно это достигается с помощью крупных ушей или похожих выростов, которые, пронизанные кровеносными сосудами, работают как радиаторы, выводя тепло из тела животного.
Особенность строения такого типа демонстрирует хвост песчаного плоскохвоста Platycaudatus structor, довольно крупного грызуна, обитающего в песчаных районах. Избыточное тепло его тела выводится кровью в хвост, откуда рассеивается в воздухе. Преследуемое животное может двигаться с большой скоростью, убегая с хвостом, вытянутым назад для равновесия, на манер своего предка, тушканчика.
Чтобы сохранять воду, плоскохвост даже строит ловушки для конденсата. В качестве части брачного ритуала каждая пара плоскохвостов складывает кучу камней над местом семейной норы. Эти камни не только защищают нору от прямого солнечного света днём, но и дают достаточно много холодных поверхностей, на которых конденсируется влага по ночам.
Слюнявая перистолапка Pennapus saltans – это грызун такого типа, который всегда существовал в подобных местообитаниях с тех пор, как млекопитающие впервые заселили жаркие и сухие территории земной поверхности. У неё маленькие передние и длинные задние лапы, приспособленные для прыжков. Пальцы задних лап окаймлены короткими жёсткими волосками. Её почки в высшей степени эффективны, вторично используя метаболическую воду до такой степени, что моча животного больше, чем вдвое концентрированнее, чем у грызунов сходного размера, живущих во влажных местообитаниях.
Перистолапка никогда не пьёт воду, но получает всю влагу, которую ей надо, из растений. Она даже может поедать растения, ядовитые для других животных, и у неё есть способность выделять ядовитые вещества таким образом, что они не вовлекаются ни в один процесс метаболизма. Это ночное животное, но, если какой-то хищник выгонит её из глубокой норы в дневную жару, она может охлаждать себя, обильно выделяя слюну и покрывая пеной переднюю часть своего тела. Также она плюётся в своего врага со смертоносной точностью. Поскольку в слюне содержится большая часть выведенных из организма растительных ядов, она является эффективным оружием. Нет необходимости говорить, что такой защитный механизм очень быстро обезвоживает животное, и потому он используется лишь при крайней необходимости и только на короткое время.
Прыгающий чёртик Daemonops rotundus, насекомоядное с повадками хищника, является одним из главных охотников на перистолапок; по своей морфологии и физиологии он сходен с перистолапкой и с другими мелкими пустынными животными, на которых он охотится.
Хищник совершенно иного рода, но также ведущий свою родословную из числа насекомоядных – песчаная акула Psammonarus spp. Это животное, похожее на сосиску с притупленной крепкой головой и мощными лопатообразными ступнями. Оно скорее плавает в песке, нежели роет тоннель, врываясь в гнездовые камеры грызунов, которые обнаруживает с помощью чувствительных ямок на кончике носа. Это животное почти полностью голое, и избегает температурных крайностей, проводя под землёй большую часть времени. Отдыхая, оно лежит прямо под поверхностью песка, и наружу высовываются лишь глаза и ноздри.

КРУПНЫЕ ЖИВОТНЫЕ ПУСТЫНИ

Проблема размера и её решение

Гроббит исключительно растительнояден. Его длинный хвост может отрастать больше, чем до 100 сантиметров.

Гроббит питается главным образом листьями и побегами пустынных кустарников.

Его двойные копыта и маленькие когти при их сближении используются, чтобы захватывать ветви.

У кхиллы зубная система насекомоядного животного приспособлена к тому, чтобы соответствовать её хищническим привычкам.

Она преимущественно ночное животное, и имеет широкие роющие передние лапы.

Крискин, обычная хищная птица пустынных районов, которая кормится в основном змеями, имеет главным образом чёрную окраску, подобно многим другим хищникам этих мест.

Вымирание верблюдов примерно в то же время, когда исчез человек, оставило свободной нишу, которая была определённым образом непривлекательной для любого другого животного. Чтобы крупное животное могло существовать в условиях пустыни, требуется довольно неординарная физиология. Верблюд, например, был способен потерять до 30 процентов веса своего тела из-за обезвоживания без ущерба для здоровья, и накапливал весь подкожный жир своего тела в одном горбу, оставляя остальную поверхность тела свободной для теплоотдачи. Он мог переносить колебания температуры своего тела в некоторых пределах, и у него были толстые клапаны ноздрей и веки, которые эффективно оберегали нос и глаза от попадания пыли и песка.
Через 50 миллионов лет эволюции эти черты вновь развились у одного животного – пустынного прыгуна Aquator adepsicautus. Пустынный прыгун произошёл от грызунов, возможно, от одного из видов тушканчиков или песчаных крыс*, и вырос очень крупным – взрослые самцы достигают более 3 метров от носа до кончика хвоста. Хвост –самая необычная черта этого животного; именно здесь накапливается весь подкожный жир животного. Жир – это не только запас воды, но также запас пищи, который позволяет пустынному прыгуну переживать долгое время без еды, когда пища недоступна. Когда запас жира полный, тело животного хорошо уравновешено, и оно может быстро и долго скакать на задних ногах. В таком состоянии животное может проделывать путешествия на 100 километров и более, между местами водопоя и оазисами. На пальцах задних лап у него есть широкие ороговевшие подушечки, которые помогают ему не увязнуть в песке и обеспечивают хорошее сцепление на голых камнях.
Каменистые участки пустынь – это место обитания, которое предпочитает гроббит Ungulamys cerviforme. Этот грызун длиной около 60 сантиметров, не считая хвоста, имеет копытца, развившиеся на третьем и четвёртом пальцах, которые дают ему возможность бегать по каменистому ландшафту пустыни. На втором и пятом пальцах его передних ног есть небольшие когти, которые почти касаются копыт, когда нога согнута, позволяя гроббиту захватывать и подтягивать вниз ветви и кормиться ими. Гроббит живёт стадами в каменистых пустынях Африканского и Азиатского субконтинентов.
В пустынях крупные хищники не столь обычны, и там встречается очень немного плотоядных животных каких-либо видов. Несмотря на это, одним из немногих таких видов является кхилла Carnosuncus pilopodus, произошедшая от насекомоядных. Будучи ростом около 60 см в холке, она ведёт преимущественно ночной образ жизни, и днём скрывается в системе нор, выкопанных в мягком песке. Ночью она охотится на мелких млекопитающих, и получает большую часть нужной ей воды из влаги, содержащейся в их тканях.
Многие пустынные животные имеют в окраске песчано-жёлтый цвет, чтобы сливаться с окружающей местностью, а нижняя часть тела у них белая, что создаёт эффект противотени и придаёт им вид двухмерного силуэта. То, что эта цветовая схема является результатом давления отбора – убеждение, которое поддерживается тем фактом, что у животных, обитающих на серо-чёрных лавовых участках, более тёмная окраска, а в соляных котловинах встречаются почти белые формы этих же самых животных.
Животные, не имеющие камуфляжа, преимущественно чёрные. В эту категорию попадают хищные птицы, рептилии, и более ядовитые и несъедобные беспозвоночные. Сходство в окраске может возникать как результат формы мимикрии, при которой по некоторым причинам чёрный цвет приносит преимущество некоторым хищникам, а все остальные виды вырабатывают такой же цвет, чтобы иметь какие-то сходные преимущества.

* Сложно сказать, каких животных имел в виду Диксон под названием “sand rat”. – В. П.

СЕВЕРОАМЕРИКАНСКИЕ
ПУСТЫНИ

Живущие в тени гор

Чтобы сберечь столько воды, сколько возможно, корнесос ложится на поверхность пустыни и плотно прижимает головной щит к панцирю на теле.

Пустынный щетинник высасывает нектар из кактусов с помощью длинной мордочки. Он умеет бегать по пустыне удивительно быстро для такого нескладного маленького зверька.

Только у самца длинноногого перепела есть плюмаж на голове.

Самки во всём остальном похожи на него, только немного мельче.

Яйца длинноногого перепела откладываются в замаскированных ямках в песке пустыни.

Пустыни Северной Америки – это пустыни дождевой тени. Влажные западные ветры, которые дуют в сторону материка через Тихий океан, первыми встречают великий горный барьер, и вынуждены подниматься, проливая дождь на сторону гор, обращённую к морю. Миновав горные пики, ветра становятся сухими, и за горами на обширных равнинах преобладают пустынные условия.
Пустыни не полностью лишены растительности, из растений там на отдельных участках произрастают кактусы и другие суккулентные растения, нормально растущие отдельными экземплярами, каждое растение далеко от другого такого же. Оголённая почва между растениями пронизана густой сетью корней, разрастающихся, чтобы собрать достаточное для выживания каждого растения количество воды.
Среди корней живёт корнесос Palatops spp., животное, покрытое тяжёлым панцирем, чтобы защититься скорее от иссушения, чем от нападения. Его голова защищена широкой лопатообразной пластиной, а спина покрыта поблёскивающим панцирем из слившихся вместе волос, похожим по форме на скорлупу ореха. Его хвост и лапы также защищены бронёй, только состоящей из сочленённых пластинок, обеспечивающих их полную подвижность. Корнесос движется в толще песка, используя широкие лапы как вёсла, а головной щиток – как лопату, чтобы добраться до корней суккулентов, которыми он питается, разгрызая их, пользуясь краем головного щита и нижними резцами.
Среди колючек, торчащих на вертикальных рёбрах кактусовых стеблей, живёт крошечный пустынный щетинник Fistulostium setosum; его тонкое тело покрыто колючками, которые отчасти служат для защиты, а отчасти для маскировки среди кактусовых колючек. У него нет зубов, и он живёт исключительно за счёт нектара цветков кактусов, который он пьёт с помощью своей длинной мордочки. Собирая нектар, он часто пачкает голову в пыльце. Пыльца в конечном итоге попадает на рыльца других цветков, что тем самым способствует перекрёстному опылению кактусов. Поскольку пустынный щетинник питается почти исключительно нектаром, его пищеварительный тракт устроен очень примитивно, потому что нектар очень легко переваривается.
Ящерицы и другие рептилии не обладают такими же хитроумными приспособлениями, какие развиваются у млекопитающих и птиц для регулирования температуры тела. Их температура полностью зависит от окружающей среды. Однако, у некоторых пустынных рептилий развились примитивные приспособления для охлаждения своего тела. Например, у парусной ящерицы Velusaurus bipod, мелкой двуногой рептилии, есть система расправляющихся «парусов» и складок кожи на шее и хвосте, которые она раскрывает на ветру, когда телу становится слишком жарко. Тепло отводится от тела в воздух через кровеносную систему. Охлаждаясь, ящерица обычно балансирует на одной лапе, подняв другую над нагретой поверхностью пустыни, чтобы получить максимальную выгоду от этой системы.
Наземные птицы вроде длинноногого перепела Deserta catholica охотятся на мелких млекопитающих пустыни, подобных пустынному щетиннику, и на парусных ящериц. Яйца этой птицы, отложенные в ямку в песке в укромных местах под кустами или нависающими камнями, высиживаются продолжительное время и тем самым защищены от температурных крайностей – жары и холода, которые характерны для суточной смены температур в условиях пустынного климата.
Цикл гнездования этой и многих других пустынных птиц зависит от сезона дождей; птицы гнездятся, как только проливаются первые весенние дожди, и продолжают это столько времени, сколько длится влажный сезон. В особенно сухие годы гнездования не происходит.