Заслуживает быть особо отмеченным значение удлиненных форм и их обтекаемости с точки зрения развития большей скорости и экономии энергии.
Понятие обтекаемости в применении к автомобилям и аэропланам стало уже совершенно популярным. Мы знаем, что максимальные скорости в авиастроительстве теперь достигаются именно за счет улучшения обтекаемости, т.е. уменьшения потерь от сопротивления среды (воздух, вода и пр.), которое пропорционально квадрату скорости, т.е. потеря мощности от сопротивления среды возрастает, например, в 9 раз при увеличении скорости в 3 раза. Не следует думать, что в нашем случае обтекаемость не имеет значения. Если мы предположим, что собака при поиске рысцой теряет от сопротивления травы хотя бы 2% мускульной силы, то при переходе в карьер (примем скорость за удвоенную) она потеряет 4%, т.е. уже 12-20% общей энергии.
Если мы сравним борзую с бульдогом, то вряд ли можно представить себе еще больший контраст в строении полностью гармонирующем с назначением и служебным применением породы. Как уже было раньше сказано, без собаки есть выведение ее тела из состояния равновесия последовательными толчками конечностей, преимущественно задних. Распрямление задних конечностей и забрасывание передних перемещает собаку в пространстве. При этом, чем больше захват пространства и чаще взмахи, тем скорость движения будет наибольшей. Отсюда четвертое условие сложки: высокое положение центра тяжести собаки, облегчающее выведение тел из равновесия, и возможно более длинные рычаги движения (конечности), способные дать максимальный размах и предоставляющие больше место для развития мускулатуры.
Наконец, еще одним условием, обеспечивающим плавность бега и сохранность всего организма собаки, будет "подрессоренность" корпуса. Ряд чередующихся отталкиваний и падений на лапы должны быть смягчены естественными амортизаторами. В противном случае движения были бы лишены плавности, а главное - резкие толчки разрушительно действовали бы на сочленения суставов и весь организм собаки.
В основном смягчение толчков происходит благодаря тому, что бросок, сообщаемый телу задними конечностями через жесткое сочленение с крестца, воспринимается эластичным пружинистым мостом - поясницей, а при падении на передние конечности, испытывающие нагрузку от всего веса и живой силы толчка, - свободной подвеской плечевого пояса собаки.
Последний не имеет жесткого сопряжения с корпусом собаки, который (собственно говоря грудная клетка) как бы подвешен на системе упругих мускулов. Большую работу по амортизации толчков несут как бабки и пазанки, так и все сухожилья и связки, облекающие и соединяющие каждое из сочленений как бы упругим чехлом. Наконец, само устройство конечностей, как трехрычажной конструкции, дает животному большую возможность регулирования силы и резкости прыжков и толчков.
Подобно тому, как в технике для расчетов конструкции задаются наиболее тяжелыми и сложными условиями нагрузки и работы, так и для нас представляет больший интерес анализ самого быстрого аллюра собаки (галопа, карьера).
В немецком журнале "Собаководство и охота" ("Hundsport und Jagdt") № 4 1931 г.) была помещена интересная статья д-ра Шеме "Формы галопа собак", из которой привожу иллюстрации, изображающие фазы трех типов галопа собаки.
Рисунок 45 - медленный галоп (правильнее - рысь), при котором ступают одновременно диагонально расположенные пары ног собаки.
Рисунок 46 - галоп средней скорости, при котором ступает, работает преимущественно одна из задних конечностей (здесь левая), при этом не происходит отделения собаки от земли толчком задних ног. В этом случае, так сказать, перелет по воздуху тела производится движениями передних ног (см. правую на фиг. 7-8).
Рисунок 47 - стремительный галоп (карьер). Собака перемещается, моментами отделяясь совершенно от земли, главным образом, при помощи сильных толчков задних ног, выбрасывающих корпус вперед (см. фиг. 5-8). После падения на передние ноги работу передвижения дополняют эти последние, смягчая толчок и более плавно подавая корпус вперед (см. фиг. 1-3). В течение этих фаз движения задние конечности силой приобретенной инерции и мускулов сгибателей заносятся вперед и готовятся к новому толчку (см. фиг. 4).
принять, что охотник идет по достаточно удобной местности с равномерной скоростью 3 км в час, то его собака, двигаясь правильным челноком с расстоянием между параллелями около 15 м и отходом в обе стороны от охотника метров по 75 в среднем, должна развить скорость 30 км в час. Отсюда нетрудно представить, во-первых, какую огромную работу выполняет весь организм собаки, начиная от аппарата движения, кончая органами обмена (легкими, сердцем и пр.) и, во-вторых, насколько рационально должен быть построен организм, чтобы использовать энергию с небольшим коэффициентом полезного действия.
Проанализируем целесообразность устройства конечностей как трехзвенного рычага. Допустим, что задние конечности состояли бы лишь из одного звена - бедра АО (см. фиг а).
Бедро - рычаг II рода с опорой в точке О. Точка А - место приложения силы главных мускулов поясницы. В точке В действует сила инерции корпуса. При сокращении поясничных мускулов возникает сила К, действие которой может дать два эффекта, или при ненадежной опоре (например, на льду) конец рычага О проскользнет назад, или сила К заставит рычаг АО переместиться в положение АО, тем самым точка В получит поступательное движение по дуге ВВ и усилие толчка, сообщенного телу, будет направлено по касательно к дуге в точке В, т.е. вперед и вниз. Между тем, для прыжка собаки требуется сила, направленная вперед и вверх. Отсюда очевидна необходимость еще в одной составляющей силе, действующей вверх и дающей вместе с первой равнодействующую, надлежащим образом направленную. Добавление второго звена ОС - голени (см. фиг. б) не решает задачи, так как оно по своему положению (как раз по направлению недостающей составляющей силы) не может сообщить нужного толчка. Сила сокращения мускулов ff нужна для подъема ноги от земли, но при отталкивании будет служить лишь в ущерб силе К. Задача голени сводится к роли шатуна, перемещающего опору О вверх и вперед под действием 3-го звена задней конечности - пазанка (см. фиг. в). Последний, как и бедро, является рычагом II рода. Сокращение ахиллесова сухожилья (L) производит то же действие, что и сила К на бедро. Пазанок займет положение CZ. Составляющая сила в C, направленная вдоль голени ОС, сообщит бедру ОА и, следовательно, всему телу собаки толчок вверх. Равнодействующая R сил P и Q должна проходить через центр тяжести собаки (см. фиг в). Итак, мы видим, что построение ноги, как трехзвенного рычага, необходимо и целесообразно.
К моменту прыжка поясничные и так называемый длиннейший мускул спины, сокращаясь, способствуют подъему корпуса и тем самым центра тяжести.
Центр тяжести собаки помещается в плоскости симметрии, т.е. в вертикальной плоскости, проходящей через спинной хребет, примерно, на грани I и II трети длины колодки собаки, считая от переда, а по высоте у конца II трети глубины грудной клетки, считая сверху. Разумеется, положение центра тяжести непостоянно и при движении, изменении положения головы, тела, ног, он несколько перемещается. Находясь в движении, собака инстинктивно координирует все свои движения с положением центра тяжести подобно тому, как мы, идя по бревну, балансируем рукам, изгибом туловища. Благодаря расположению центра тяжести и передней части корпуса передние и задние ноги нагружены неодинаково. Около 70% общего веса собаки приходится на долю передних и лишь 30% на задние ноги. Этим как бы еще больше подчеркивается разведение функций между ними - преимущественно опорных для первых и двигательных для задних.
Это, как увидим дальше, отражается на форме конструкции таза.
Собака при поиске должна во всяком случае свободно проходить по любому грунту, выдерживающему человека.
Нагрузка на землю от ступни человека определяется в среднем 0,4 кг на кв.см. Для собаки желательно иметь около 0,25-0,3 кг на кв. см. Площадь следа собаки (среднего роста) равна, примерно, 20-25 кв. см, следовательно на лапу может приходиться 7-75, кг; таким образом получаем, что собак среднего веса - 22-25 кг - шагом может пройти по наихудшему для человека грунту. С другой стороны, мы знаем, что быстрое перемещение позволяет бежать по крайне ненадежной почве. Это обстоятельство как бы компенсирует увеличение нагрузки от резких толчков.
Тем самым численно равенство площади следа лапы собаки (в кв. см) ее весу (в кг) претендует на право закономерности.
Спинной хребет служит остовом всей собаки и соединяет переднюю и заднюю части тела в одну упругую систему. Поясничная область хребта (7 позвонков) служит как бы мостом и передатчиком усилий от крестца (3 сросшихся позвонка). Последний тугим (плотным, неподвижным) сочленением соединен с нижней поверхностью передней части подвздошных костей таза. В месте срощения всех трех костей таза (подвздошной, лонной и седалищной) имеется суставная впадина, куда входит головка бедренной кости. Это шаровая опора служит для передачи телу собаки усилий, развиваемых задними конечностями при беге.
В месте соединения крестца с тазом приложены две силы: горизонтальная, направленная назад (сопротивление всей передней части собаки), и вертикальная (часть общего веса собаки, приходящаяся на долю задних конечностей). Обе эти силы, слагаясь, дадут равнодействующую, направленную в тазобедренное сочленение.
Понятно, что только в этом случае конструкция будет рациональна. В самом деле, если равнодействующая пройдет выше шаровой опоры бедра, то создается опрокидывающий момент для подвздошных костей таза. Хотя это не противоречит общей схеме движения, способствуя поднятию корпуса кверху, но будет крайне непродуктивно, в то время как эту работу с большим эффектом производит "длиннейший мускул спины", который берет начало от подвздошных костей таза и поясничных позвонков и идет вплоть до шеи, попутно присоединяясь к ряду поясничных позвонков, реберных отростков и шейных позвонков.
Обратное положение тазобедренного сочленения по отношению к равнодействующей еще менее допустимо, так как в этом случае получается момент, который вскидывает заднюю часть таза и противодействует подъему туловища, как бы стремясь прогнуть поясницы. Зная величину действующих сил, мы без труда определим величину и направление равнодействующей, а следовательно, и правильный наклон крестца.
Чем более собака растянута, прибрюшиста и имеет тяжелый зад, тем круче будет направлена разнодействующая: в результат будем иметь вислосзадую собаку. Эта "гармония" конструкции крестца, однако, не будет на пользу общему стилю, силе и плавности хода собаки, так как спущенный крестец суживает размах бедра, движения получаются как бы связанные, отрывистые. При пологом крестце свободный размах бедра дает в результате плавный и сильный ход.
Таким образом мы видим, что разгрузка зада от лишнего веса имеет огромное значение для интенсивности и четкости работы задних конечностей. Однако чрезмерное сокращение длины крестца и излишняя прямизна идут в ущерб развитию главнейших мускулов движения.
У современных легавых наклон крестца (по внешней поверхности) по отношению к горизонту составляет 12-18°; при этом надо считать, что наклон линии, соединяющей крестцовое и тазобедренное сочленения, градуса на 2-3 больше.
Длина тазовых костей - подвздошной и седалищной, к которым крепятся главные сгибатели и разгибатели, для правильной работы механизма имеет больше значение. Здесь уместно будет рассмотреть общий случай работы мускулов. В подавляющем большинстве случаем они расположены под довольно острым углом к костям, приводимым ими в движение. Это говорит за то, что в первые моменты сокращения мускула его сила используется для поворота кости в незначительной степени, и лишь в дальнейшем, с возрастанием угла между костью и направлением мускула, использование последнего увеличивается. Наивыгоднейший случай, когда направление силы перпендикулярно к рычагу. Мускулы при работе могут сокращаться почти до половины своей длины.
Увлекаться идеей относа места крепления мускула возможно дальше от опоры рычага, с целью создания лучших условий работы, не следует, так как все это поведет к развитию в объеме и утяжелению конструкции и выигрыша может не получиться.
Мышцы представляют чрезвычайно эластичную ткань. Наряду со способностью сокращаться почти в два раза, мышца, взятая в виде цилиндрика с поперечным сечением в 1 мм, может растянуться, не теряя своих свойств, вдвое под действием груза в 0,95 кг. Эта величина называется модулем Юнга и характеризует эластичность (по проф. К.Н. Кржишковскому). Для каучука модель эластичности равен единице. Усилие, развиваемое мускулом, пропорционально площади его поперечного сечения. Один кв. см дает около 10 кг.
Мускулы крепятся своими головками к опорным и приводимым в движение костям чаще всего специальными связками - каждый мускул сохраняет некоторое напряжение, что благоприятно влияет на работу и в начале каждой фазы движения не приходится, так сказать, выбирать, слабины, нет мертвого хода, и нарастание силы идет немедленно вслед за нервным или волевым импульсом.
Во время сокращения мускулов ток крови по ним затрудняется, а не усиливается, как это обычно кажется. Лишь после расслабления мускулов полностью восстанавливается кровообращение, происходит обогащение организма кислородом и восстановление продуктов распада.
Отсюда ясно, насколько важны эти нерабочие интервалы и вообще отдых после длительной работы. Соблюдение известного ритма в работе, т.е. чередование напряжения и отдыха, позволяет добиться минимального утомления.
По исследованию Дукески (проф. Кржишковский "Физиология домашних животных") нормальный ритм движения в минуту для собаки 102 (человека - 90, лошади- 75).
Поэтому бешеный аллюр фильд-трайльсовых собак так изнурителен и обусловливает кратковременность такого поиска. При усиленных движениях требуется более значительная подача легкими кислорода в организм, и они, давая лишь около 2 литров в минуту, не справляются с работой обмена. Это ведет к тому, что молочная кислота, как промежуточный продукт распада углеводов, не может полностью окисляться, скопляется в организме и отравляет его. Это отравление характеризуется появлением утомления. При достаточно длительном отдых баланс поступления кислорода восстанавливается и количество молочной кислоты входит в норму.
К быстро восстанавливающим силы средствами относятся сахар (углевод) и фосфоросодержащие препараты (фосфаген).
Столько ответственная работа сердца и легких требует рационального устройства грудной клетки. У наших легавых собак мы нередко встречаем две крайности в форме грудной клетки - бочковатую и лещеватую.
Первая в сечении представляет овал, близкий к кругу, т.е. ширина в ребрах лишь немного менее глубины груди, соотношение это выражается от 1:1,25 до 1:1,3. Лещеватая грудь имеет более плоское ребро и в сечении выглядит сильно вытянутым овалом, отношение от 1:1,6 до 1:1,8. Такой тип чаще всего встречается у ирландцев, у которых нередко он принимает утрированный характер. Казалось бы, что на продуктивность работы легких влияет лишь величина поверхности соприкосновения с кислородом воздуха, однако, равные по объему, но более плоские, сжатые ребрами легки будут работать хуже, так как пути удлиняются и сопротивление в мелких каналах во много раз возрастает. Поэтому требование от формы груди большей глубины и особенно лещеватости - должно иметь разумный предел.
Чрезмерное сжатие грудной клетки сказывается и на общем расположении и работе других внутренних органов: в частности, замечено, что у более бочковатых пойнтеров аппетит более завидный, чем у лещеватых сеттеров.
Предъявляемые иные стандартные требования к форме головы и шеи, собственно говоря, не имеют в своем существе каких-нибудь непреложных, практических предпосылок. Диктуются они требованиями общей гармонии и признаками породности. Форма черепа или щипца не предопределяет умственных способностей или силы чутья, тем более, что природа этих явлений еще слабо изучена. В частности, об аппарате обоняния (чутья) известно только, что "периферическим воспринимающим аппаратом этого анализатора являются специальные клетки, находящиеся у высших позвоночных в верхней части носовой полости (верхняя раковина и противолежащая часть перегородки носа). Общая поверхность, занимаемая этими клетками, исчисляется в каждой половине носа в 250 кв. мм, так что вся воспринимающая поверхность обонятельного анализатора - около 500 кв. мм. Назначение указанных специальных клеток - улавливать находящиеся во вдыхаемом воздухе газообразные вещества.
Проводники раздражений запахового анализатора проходят в стволе особого, так называемого обонятельного нерва и оканчиваются, как предполагают, в "гиппокомповой извилине" (проф. К.Н. Кржишковский). Размер, форма головы и шеи имеют, конечно, не только эстетическое, а чисто практическое значение. Шея с придатком головы служит во время бега хорошим балансирующим аппаратом при выведении тела из равновесия.
Если мы сравним шеи у тяжеловозов и скаковых лошадей, то у последних она длиннее, подвижнее и, как говорится, изящнее.
Установив раньше факт целесообразности строения конечностей собаки в виде 3-звенного рычага, вернемся к рассмотрению функций каждого звена. Более подробное ознакомление с различными фазами их работы поражает универсальностью и остроумием их устройства. Каждая кость, сочленяясь с соседней упругим чехлом связок, имеет систему мускулов сгибателей и разгибателей. Сгибатели служат для подъема ног при перестановке, переносе их. В этом случае преодолевается лишь собственный вес конечности, сопротивления трения в сочленениях, остаточного напряжения разгибателей, а также от случайных причин, например, засасывания лап вязкой почвой.
Разгибатели всех 3 звеньев задних конечностей при быстром сокращении сообщают телу толчки вперед и вверх. Для этого требуется больше усилие, следовательно, более развитая мускулатура.
Сообразно условиям работы бедро и пазанок работают то как рычаги I рода, то как II рода, создавая тем самым наиболее выгодные условия использования энергии мускулов. при разгибании обе эти части работают как рычаги II рода (рис 49).
У бедра точки приложения сил вертлюг, к которому прикреплены главные поясничные мускулы, и тазобедренная головка распложены в непосредственной близости друг к другу и в значительном удалении о опоры - голени (Г). Это создает даже некоторый выигрыш в силе и значительное перемещение в пространстве при небольшой потере в скорости. Пазанок работает совершенно аналогично. Голень, играя роль лишь шатуна, перемещается в пространстве, примерно, параллельно сама себе, удерживаясь в нужном положении напряжением своих сгибателей и разгибателей. Она должна быть гармонична своим двум соседям. Длина ее бывает равна, примерно, среднеарифметической длин бедра и пазанка.
Например, у борзой чемпиона "Стрепет" бедро - 34 см, пазанок - 20 см, голень - 25 см, а среднеарифметическое - 27 см. У серии обследованных легавых это правило также подтверждается.
Из всего сказанного ясно, что длинное бедро будет наивыгоднейшим. У сбитых по длине собак ход не будет плавным, стелящимся, ибо относительно более близкое положение центра тяжести собаки к ее механизму движения требует более круто вверх направленной составляющей силы Q (см. фиг в.) и следовательно, более отвесной и короткой голени, т.е. получится зад вопрямь.
При подъеме (сгибании) ноги оба рычага становятся I рода, причем собака, затрачивая меньшую силу. выигрывает в скорости.
Передние конечности также 3-звенные. Основное отличие их - это отсутствие жесткой опоры: лопатка в отличие от бедра крепится системой мускулов. Второе - плюсна передних ног (бабка) не играет роли рычага, как пазанок задних ног.
При сгибании плечо и предплечье работают как рычаги соответственно II и I рода. При распрямлении передних ног род рычагов остается тем же самым. Соотношение длины отдельных костей здесь иное. Плечевая кость, примерно, на 10-15% короче лопатки, а предплечье чуть не в 2 раза длиннее лопатки. Плечо, будучи связано с сравнительно малоподвижной лопаткой и отчасти с колодкой, не может быть при забросе ног выведено за вертикаль, опущенную из лопаточно-плечевого сочленения. Поэтому длинное предплечье особенно важно, это позволяет далеко вынести вперед опору для тела. При прыжке собаки ее центр тяжести описывает некоторую траекторию. В момент падения на передние ноги необходимо, чтобы последние удержали тело в равновесии, для чего направление силы инерции не должно оказаться впереди передних лап. В противном случае собака полетит через голову. Известны случаи, когда собаки с полного хода, желая сделать стойку, невольно сокращая опорную базу, не рассчитав, летели через голову.
Правильное развитие, прочность костей ног, оснащенность мускулатурой, свободной от избытка соединительной ткани, являются факторами, обеспечивающими хороший ход собаки.
Избыток соединительной поддерживающей ткани придает собаке сырой, как бы отекший вид. Общий вид ее значительно изменяется, она уже не производит впечатления ладного, энергичного, работоспособного животного, у которого хорошо развитая мускулатура играет при каждом движении под тонкой кожей. Кстати сказать, кожа собаки, в отличие от многих животных, лишена потовых желез; они находятся лишь в коже свободных от волос участков лап (проф. Кржишковский). Таким образом выделение продуктов распада происходит преимущественно в виде мочи. Следовательно, лишь она может носить специальные запахи, позволяющие собакам отличать одного индивидуума от другого.
Заканчивая мой очерк, посвященный, главным образом, анализу конструкции механизма собаки, считаю нужным отметить те различия, которые существую между "живой машиной" и создаваемой руками человеческими.
Механический двигатель требует прежде всего беспрерывного питания топливом, имеет невысокий коэффициент полезного действия (например, паровоз - 7-8%) и при обеспечении определенного режима питания, охлаждения, смазки способен работать неопределенно долгое время. При прекращении питания двигатель сразу глохнет, прекращает работу. В отличие от него механизм животного питается "топливом" в нерабочий период, совершает работу некоторое время, которое определяется запасом полученной энергии. Коэффициент полезного действия значительно выше - до 35%. Нормальный ритм работы обеспечивает известную ее продолжительность. Тем не менее, при непрерывной работе скорее или медленнее наступает момент нарушения баланса обмена веществ, и появляются признаки утомления.
Однако животное, использую внутренние ресурсы питания, под влиянием нервного возбуждения способно, как говорится, пересилить себя и давать работу еще некоторое время.
В конце концов все же наступит момент, когда организму животного необходимо прекратить мускульную работу, т.е. отдыхать и дать возможность идти восстановительному процессу обмена.
На рис 50 даны общеупотребительные названия частей тела собаки.
1- Чутье (вощек). 2- Перелом. 3- Глаз. 4 Височная кость. 5 - Лоб. 6- Темя. 7- Соколок. 8- Затылок. 9 - Брыли. 10 - Морда. 11 - Ухо. 12 - Подбородок. 13 - Подчелюстн. обл. 14- Гортань. 15- Горло. 16 - Шея. 17 - Холка. 18 - Спина. 19 - Поясница. 20 Маслоки. 21 - Крестец. 22- Корень хвоста. 23 - Хвост. 24 - Лопатка. 25 - Лопатн. плеч. сустав. 26 - Плечев. кость. 27 - Локоток. 28 - Предплечье. 29 - Запястье. 30 - Бабка. 31 - Пальцы. 32- Мякиш лап. 33 - Грудь. 34 - Пах. 35 - Колено. 36 - Седалищный бугор. 37 - Бедро. 38 - Черные мяса. 39 - Голень. 40 - Пятка. 41 - Скакательный сустав. 42 - Пазанок.
Лицам, желающим ознакомиться с анатомией собаки, еще раз рекомендую труд А.Ф. Климова "Системная анатомия домашних животных, и особенно вып. II - "Система органов произвольного движения", изд. 1932 г., где прекрасно изложена сравнительная анатомия лошади, коровы, свиньи, овцы и собаки в части скелета и мускулатуры. Текст снабжен большим количеством хороших рисунков.
* Так как предлагаемый очерк не является анатомическим исследованием в буквальном смысле слова, читателю, желающему ознакомиться полностью с анатомией собаки, рекомендую обстоятельный труд А.Ф. Климова "Системная анатомия домашних животных" в 7 частях. Изд. 1932-1934 г. - автор
