Кости: внутри и снаружи

Улиткам, а также устрицам и другим двустворчатым моллюскам жесткую опору обеспечивает внешняя раковина из карбоната кальция – одна из разновидностей экзоскелета[10]. Улитки, устрицы и моллюски добавляют карбонат кальция по краям раковины, чтобы продолжать расти, сохраняя при этом защиту и опору. Такая раковина очень тяжелая. Вес гигантских моллюсков достигает двухсот семидесяти килограммов, и почти все это – карбонат кальция.

Коралловые полипы в течение жизни не меняют размеров – они величиной с рисовое зернышко, – но выделяют карбонат кальция для своего наружного скелета так же, как улитки. Полипы объединяют усилия и образуют один общий риф – надежный, но неподвижный. Они не могут ни погнаться за добычей, ни убежать, чтобы самим ею не стать. А что придумали другие обитатели нашей планеты?

Насекомые и их сородичи – пауки, крабы, креветки и омары – имеют экзоскелет другого типа. Он хрустящий и сделан из хитина – длинных цепочек молекул, синтезируемых из глюкозы. Хитиновый скелет закрывает своего владельца, как щит, и более водостоек, чем кожа, – это становится преимуществом, особенно если живешь не в воде. Такая конструкция годится для крохотных животных вроде комаров, мошек и клещей. Самым маленьким позвоночным, то есть животным с внутренним костным скелетом, считается лягушка, обитающая в дождевых лесах Папуа – Новой Гвинеи: ее размер чуть больше шести миллиметров. Если надо быть миниатюрным, но защищенным, хитин – отличный выбор.

Хитиновые скелеты легкие, поэтому одетые в них существа способны перемещаться быстрее улиток, а некоторые даже летают. Это, несомненно, удачная конструкция, поскольку видов насекомых на нашей планете раз в десять больше, чем всех других видов животных вместе взятых. Однако у хитинового скелета есть два недостатка. Во-первых, он не может увеличиться в размерах, и владельцу периодически приходится выбираться из него наружу и ждать, пока сформируется более удобная оболочка. В этот момент обладатель хитинового скелета становится уязвимым для хищников, включая любителей сэндвичей с мягкопанцирным крабом. Во-вторых, хитин выдерживает массу тела лишь до определенных пределов, особенно на суше: можно найти двухкилограммового омара, но, к счастью, пауки такой величины вокруг нас не разгуливают. Если не считать палочника, длина которого доходит до шестидесяти сантиметров, самое большое в мире насекомое уместится у вас на ладони (вот это повезло!). Сравните его с крупнейшим сухопутным динозавром: если верить оценкам, он весил пятьдесят тонн – почти как восемь африканских слонов. Так что, если хочешь быть большим и при этом жить на суше, просто какой-нибудь опоры для внутренних органов, по всей видимости, недостаточно: она должна располагаться внутри тела и состоять из костной ткани – а из чего же еще.

Ради биологической точности я сделаю небольшое отступление. Позвоночные – это животные, которые имеют позвоночник, в том числе рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. В большинстве случаев позвоночник, окружающий спинной мозг, состоит из кости, но есть и исключение: акулы и скаты. Их скелеты сформированы из хряща – как гибкая часть вашего носа и ушная раковина. Хрящ легче и намного эластичнее кости, поэтому хрящевые рыбы очень хорошо плавают. Акулы вдобавок весьма прожорливы, своими крепкими и острыми зубами они легко перекусывают любую добычу, поскольку хрящи их челюстей твердые из-за отложений кальция. Кальцинированный хрящ – это не кость, хотя на первый взгляд может показаться ею. Надеюсь, это вас немного успокоит, когда столь замечательное создание начнет приближаться к вам.

Однако у большинства позвоночных скелет сделан из кости. Некоторые животные вырастают до жутких размеров, но, поскольку кость полая и относительно легкая, они сохраняют способность быстро двигаться. И эндоскелет[11]

, и экзоскелет могут похвастаться своими историями успеха. Лично мне вполне комфортно с костями внутри. Улиткам и жучкам с их опорными и защитными конструкциями я не завидую: мне не надо периодически сбрасывать скелет, и он не треснет, если только на меня кто-нибудь хорошенько не наступит. И все-таки ничего идеального в мире нет, и даже кость иногда подводит.

Глава 3. Когда кости ломаются

Что будет, если рьяно взяться за повышение плотности костной ткани и начать каждый день проходить по шестнадцать километров с восемнадцатикилограммовым рюкзаком за плечами? Можно заработать усталостный – или стрессовый – перелом, который военные называют маршевой стопой. Вот как он образуется.