Rangka gajah Afrika.

Gajah adalah haiwan darat terbesar di dunia. Tinggi gajah Afrika lebih kurang 3–4 m (10–13 ka) dan jisimnya berbagai-bagai antara 4,000–7,000 kg (8,800–15,400 lb), sementara tinggi gajah Asia adalah 2–3.5 m (7–11 ka) dan jisimnya 3,000–5,000 kg (6,600–11,000 lb).[10] Baik pada gajah Asia mahupun Afrika, gajah jantan lebih besar daripada gajah betina.[11][14] Di antara gajah-gajah Afrika, gajah di hutan lebih kecil daripada gajah di savana.[18] Rangka gajah terdiri daripada 326–351 tulang.[50] Tulang belakangnya terhubung dengan persendian yang erat, sehingga membatasi fleksibilitas tulang tersebut. Gajah Afrika mempunyai 21 pasang rusuk, sementara gajah Asia mempunyai 19 atau 20 pasang.[51]

Tengkorak gajah dapat menahan gaya yang dihasilkan oleh umpilan gading dan pelanggaran kepala dengan kepala. Bahagian belakang tengkorak merata dan mempunyai lengkungan yang melindungi otak di semua arah.[52] Di tengkorak terdapat rongga udara (sinus) yang mengurangkan berat tengkorak sementara menjaga kekuatan secara keseluruhan. Rongga-rongga ini membuat bahagian dalam tengkorak kelihatan seperti sarang madu. Kranium tengkorak gajah besar dan mempunyai tempat untuk melekatkan otot agar dapat menyokong seluruh kepala. Rahang bawahnya padat dan berat.[50] Kerana ukuran kepalanya yang besar, leher gajah agak pendek agar dapat menyokong kepala.[39]Mata gajah bergantung pada kelenjar Harder untuk menjaga kelembapannya kerana gajah tidak mempunyai radas lakrima. Membran kelipan (nictitating membrane) melindungi bebola mata. Penglihatan gajah sendiri dihadkan oleh lokasi dan kekangan pergerakan mata.[53] Gajah merupakan haiwan dikromat [54] dan dapat melihat dengan baik dalam cahaya redup, namun tidak dalam cahaya terang.[55] Rata-rata suhu tubuh gajah adalah 35,9 °C (97 °F), yang serupa dengan manusia. Seperti unta, gajah dapat meningkatkan atau mengurangkan suhunya untuk menyesuaikan diri dengan keadaan alam sekitar.[56]

Telinga

Gajah Afrika dengan telinga yang membentang ketika sedang merasa terancam atau sedang memperhatikan; perhatikan saluran darah yang dapat terlihat.

Telinga gajah mempunyai dasar yang tebal dan hujung yang nipis. cuping telinga gajah, atau pina, mempunyai sejumlah saluran darah yang dipanggil salur darah kapilari. Darah yang hangat mengalir ke saluran darah kapilari, sehingga membantu mengeluarkan panas tubuh yang berlebih. Ini berlaku ketika pina berada pada posisi diam, dan gajah dapat mengeluarkan lebih banyak panas dengan mengibaskan cuping telinganya. Semakin luas permukaan telinga, semakin banyak jumlah saluran darah kapilari, sehingga lebih banyak panas yang dapat dikeluarkan. Daripada semua gajah, gajah semak Afrika hidup di iklim terpanas, sehingga mempunyai cuping telinga terbesar.[57] Gajah mampu mendengar pada frekuensi rendah dan peka sekali pada takat 1 kHz.[58]

Belalai

Belalai adalah gabungan hidung dengan bibir atas, walaupun pada tahap janin bibir atas dan belalai masih terpisah.[39] Belalai gajah panjang dan dikhususkan agar dapat dengan mudah digerakkan. Belalai mempunyai lebih kurang 150,000 fasikel otot, tanpa tulang dan sedikit lemak. Terdapat dua jenis otot: superfisial (di permukaan) dan internal. Otot superfisial terdiri daripada otot dorsal, ventral, dan lateral, sementara otot internal terdiri daripada otot melintang dan menyebar. Otot-otot belalai terhubung dengan bukaan bertulang di tengkorak. Septum nasal terdiri daripada unit-unit otot kecil yang membentang secara melintang di antara lubang hidung. Tulang rawan memisahkan lubang hidung di dasarnya.[59] Sebagai hidrostat otot, belalai digerakkan dengan mengkoordinasi pengecutan otot secara tepat. Otot-otot bekerja bersama dan berlawanan satu sama lain. Saraf belalai yang unik – yang terbentuk daripada saraf maksila dan fasialis – menjalar di kedua-dua sisi belalai.[60]

Gajah Afrika sedang mengangkat belalainya; ini dilakukan ketika hendak berderum.

Belalai gajah mempunyai beberapa fungsi, seperti bernafas, menghidu, menyentuh, menggapai, dan menghasilkan suara.[39] Indra penciuman gajah mungkin empat kali lebih sensitif daripada anjing pemburu darah.[61] Kemampuan belalai untuk melilit dan melingkar membolehkan pengambilan makanan, bergelut dengan gajah lain,[62] dan mengangkat beban dengan jisim hingga 350 kg (770 lb).[39] Belalai gajah dapat pula digunakan untuk menyeka mata dan memeriksa lubang pada tubuh,[62] serta untuk membuka kulit kacang tanpa memecahkan isinya.[39] Dengan belalainya, gajah dapat menjangkau ketinggian hingga 7 m (23 ka) dan menggali untuk menemui air di bawah lumpur atau pasir.[62] Individu gajah dapat menunjukkan kecenderungan lateralnya ketika sedang mencuba menggapai sesuatu dengan menggunakan belalai: beberapa cenderung melilitkan belalainya ke arah kiri, sementara yang lain ke arah kanan.[60] Gajah dapat menghisap air untuk diminum atau disiramkan ke atas tubuhnya.[39] Gajah Asia dewasa dapat menampung 8.5 L (2.2 US gal) air di belalainya.[59] Ia juga menyemburkan debu atau rumput pada diri ia sendiri.[39] ketika berada di bawah air, gajah menggunakan belalainya sebagai snorkel untuk bernafas.[41]

Gajah Afrika mempunyai dua sambungan yang berbentuk seperti jari di hujung belalai yang membolehkannya untuk menjangkau dan mengangkut makanan ke dalam mulutnya. Gajah Asia hanya mempunyai satu sambungan, dan biasanya membelit makanan dengan belalainya dan kemudian memasukkannya ke mulutnya.[10] Gajah Asia lebih dapat melakukan koordinasi otot dan mampu melakukan tugas yang lebih kompleks.[59] Tanpa belalai, gajah sukar bertahan hidup,[39] walaupun dalam hal tertentu gajah dengan belalai pendek berjaya bertahan. Pernah terlihat seekor gajah sedang memakan rumput dengan melipatkan tungkai depannya, mengangkat tungkai belakangnya, dan mengambil rumput dengan menggunakan bibir.[59] Gajah semak Afrika boleh mengalami floppy trunk syndrome, iaitu kelumpuhan belalai yang disebabkan oleh degradasi sistem saraf tepi dan otot.[63]

Gigi

Gigi anak gajah semak Afrika yang sudah mati.

Pada umumnya gajah mempunyai 26 gigi: gigi kacip, yang dipanggil gading, 12 gigi geraham kecil susu, dan 12 gigi geraham. Tidak seperti kebanyakan mamalia yang pada awalnya mempunyai gigi susu yang kemudian digantikan oleh gigi dewasa kekal, gajah merupakan haiwan polifiodon, atau dalam kata lain mempunyai kitaran giliran gigi sepanjang hidupnya. Gigi untuk mengunyah diganti enam kali dalam jangka waktu kehidupan gajah. Gigi lama tidak digantikan oleh gigi baru yang tumbuh di rahang (seperti pada kebanyakan mamalia), tetapi gigi baru tumbuh di bahagian belakang mulut dan maju ke depan dan menolak keluar gigi lama. Gigi pengunyah pertama di rahang tanggal setelah gajah berumur dua atau tiga tahun. Gigi pengunyah kedua tanggal ketika gajah berusia enam tahun. Gigi pengunyah ketiga tanggal pada umur 9–15 tahun, dan gigi keempat akan bertahan hingga usia 18–28 tahun. Gigi kelima akan tanggal pada awal umur 40-an, dan gigi keenam (yang biasanya merupakan gigi terakhir) akan tetap ada hingga akhir hayat. Gigi gajah mempunyai semacam tonjolan, yang lebih tebal dan berbentuk seperti berlian pada gajah Afrika.[64]

Gading

Gajah Asia makan kulit pokok dengan menggunakan gading untuk mengupas.

Gading gajah merupakan pengubahsuaian gigi kacip di rahang atas. Gading tersebut menggantikan gigi susu ketika gajah berumur 6–12 bulan dan tumbuh dengan laju pertumbuhan sekitar 17 cm (7 in) per tahun. Gading yang baru tumbuh mempunyai lapisan enamel yang kemudian akan luntur. Dentin pada gading dipanggil gading dan pada penampang lintangnya terdapat pola garis yang berselang-seli, yang menghasilkan kawasan berbentuk berlian. Sebagai jaringan yang hidup, gading sendiri agak lembut; gading gajah lebih kurang sekeras mineral kalsit. Sebahagian besar gigi kacip dapat dilihat dari luar, sementara sisanya melekat pada sendi di tengkorak. Sekurang-kurangnya sepertiga gading merupakan pulpa dan beberapa gading mempunyai saraf yang membentang hingga ke hujung. Maka sukar untuk mengambil gading gajah tanpa melukai haiwannya. Ketika diambil, gading mula mengering dan pecah bila tidak disimpan di tempat yang sejuk dan lembap. Gading mempunyai beberapa fungsi. Gading dapat digunakan untuk menggali untuk menemui air, garam, dan akar; menguliti atau menandai pokok; dan menyingkirkan pokok dan dahan yang menghalangi jalan. Ketika sedang berkelahi, gading digunakan untuk menyerang dan bertahan, serta untuk melindungi belalai.[65]

Seperti manusia yang mempunyai kegemaran menggunakan tangan kanan atau kiri, gajah juga mempunyai kegemaran dalam menggunakan gading kiri atau kanannya. Gading yang dominan biasanya kelihatan sudah sering digunakan kerana biasanya lebih pendek dan hujungnya lebih tumpul. Pada gajah Afrika, baik jantan mahupun betina sama-sama mempunyai gading, dan panjangnya lebih kurang sama (iaitu mencapai 3 m (10 ka)),[65] namun gading jantan cenderung lebih tebal.[66] Sementara itu, pada gajah Asia, hanya jantan yang mempunyai gading besar. Gajah Asia betina mempunyai gading yang sangat kecil, ataupun tidak sama sekali.[65] Ada pula gajah jantan yang tak bertaring dan biasanya dapat ditemui di Sri Lanka.[67] Panjang gading gajah Asia jantan dapat menyamai gading gajah Afrika, tetapi gading gajah Asia biasanya lebih nipis dan ringan; gading gajah Asia terbesar yang pernah diketahui mempunyai panjang 3.02 m (10 ka) dan jisim 39 kg (86 lb). Namun, akibat kegiatan memburu gading di Afrika,[68] and Asia[69] terjadi proses pemilihan semula jadi yang menghasilkan gading yang lebih pendek.[70]

Kulit

Gajah Afrika yang baru selesai berkubang; lumpur mungkin digunakan sebagai pelindung daripada matahari.

Kulit gajah biasanya sangat keras, dengan tebalnya 2.5 cm (1 in) di punggung dan sebahagian kepalanya. Kulit di sekitar mulut, dubur, dan di dalam telinga jauh lebih nipis. Warna kulit gajah pada umumnya kelabu, tetapi gajah Afrika kelihatan berwarna kecoklatan atau kemerahan setelah berkubang di lumpur yang berwarna. Gajah Asia mungkin menunjukkan tanda-tanda depigmentasi, terutama di dahi, telinga, dan kulit di sekitarnya. Anak gajah mempunyai rambut yang berwarna kecoklatan atau kemerahan, terutama di kepala dan punggungnya. Begitu gajah menjadi dewasa, rambut ia menjadi lebih gelap dan jarang, tetapi konsentrasi rambut dan rambut kejur (bristle) yang padat masih dapat ditemui di hujung ekor, dagu, alat kelamin, dan di sekitar mata dan bukaan mata. Gajah Asia umumnya mempunyai lebih banyak rambut daripada gajah Afrika.[71]

Gajah menggunakan lumpur untuk melindungi kulitnya daripada sinar ultraungu, walaupun kulit gajah sebenarnya sangat sensitif. Bila gajah tidak secara rutin berkubang dalam lumpur, kulitnya akan mengalami kerosakan akibat sinar matahari, gigitan serangga, dan hilangnya kelembapan. Setelah berkubang, gajah biasanya menggunakan belalainya untuk menyemburkan debu ke tubuhnya, dan debu ini akan mengering menjadi kerak pelindung. Gajah mengalami kesulitan dalam mengeluarkan panas daripada kulitnya kerana nisbah luas permukaan terhadap isipadunya yang jauh lebih rendah daripada manusia. Sementara itu, beberapa gajah didapati mengangkat kaki ia untuk memaparkan tapak kakinya ke udara.[71]

Tungkai, gerak alih, dan postur

Gajah Asia sedang berjalan.

Posisi tungkai gajah lebih vertikal daripada mamalia lain untuk menyokong beban gajah. Tulang-tulang yang panjang di tungkai mempunyai tulang spongiosa sebagai pengganti rongga medula, sehingga memperkuat tulang sementara masih membolehkan hemopoesis.[72] Baik tungkai depan mahupun belakang dapat menyokong beban gajah, walaupun 60% beban disokong oleh bahagian depan.[73] Kerana tulang-tulang tungkai berada di bawah tubuh, gajah dapat berdiam diri dalam waktu yang lama tanpa perlu menghabiskan banyak tenaga. Gajah tidak dapat memutar tungkai depannya kerana tulang hasta dan radiusnya berada pada posisi pronasi yang tetap; pada saat yang sama, telapak manusnya selalu menghadap ke belakang.[72] Otot pronator kuadratis dan pronator teres biasanya tersusut atau tidak ada sama sekali.[74] Kaki gajah yang bundar mempunyai jaringan lembut di bawah manus atau pes, yang mendistribusikan beban gajah.[73] Gajah nampaknya mempunyai tulang sesamoid yang merupakan “jari kaki” tambahan yang serupa dengan “ibu jari” tambahan pada panda gergasi, yang turut membantu mengagihkan beban.[75] Paling tidak terdapat lima jari kaki di kaki depan dan belakang.[10]

Gajah dapat bergerak ke depan atau belakang, tetapi tidak dapat berderap, melompat, atau mencongklang. Ia hanya mempunyai dua gaya berjalan di darat, iaitu berjalan biasa dan berjalan cepat.[72] ketika berjalan, tungkainya berperanan sebagai bandul, dengan pinggul dan bahu yang naik dan turun sementara kaki berada di tanah. Tanpa “fasa udara”, gaya berjalan yang cepat tidak memenuhi kriteria “berlari”, walaupun gajah menggunakan tungkainya seperti haiwan pelari lain, dengan pinggul dan bahu yang turun dan kemudian naik sementara kaki berada di tanah.[76] ketika sedang bergerak cepat, tungkai depan gajah kelihatan “berlari”, sementara tungkai belakangnya kelihatan “berjalan” dengan kaki belakang; laju gajah yang bergerak cepat sendiri dapat mencapai 18 km/h (11 mph).[77] Dengan laju seperti ini, sebahagian besar haiwan berkaki empat lain harus mencongklang. Kinetik yang seperti pegas merupakan perbezaan antara pergerakan gajah dengan haiwan lain.[78] Selama gerak alih, cushion pads (struktur khusus pada kaki gajah yang membantu menyokong beban) mengecut dan mengurangkan rasa sakit dan bunyi yang dihasilkan oleh pergerakan haiwan yang sangat berat.[73]Gajah juga mahir berenang, malah dapat berenang selama enam jam tanpa menyentuh dasarnya, dan dapat berenang sejauh 48 km (30 mi) dengan kelajuan 2.1 km/h (1 mph).[79]

Organ internal dan seksual

Jantung gajah Afrika di dalam botol.

jisim otak gajah berkisar antara 4.5–5.5 kg (10–12 lb), sementara jisim otak manusia lebih kurang hanya 1.6 kg (4 lb). Walaupun begitu, berdasarkan nisbah otak terhadap jisim tubuh, otak gajah sebenarnya lebih kecil. Ketika lahir, jisim otak gajah sudah mencapai 30–40% jisim otak dewasa. Serebrum dan serebelum terbentuk dengan baik, sementara lobus temporal gajah sangat besar hingga kelihatan menyembul.[56]

Gajah mempunyai kantung di tenggorokan yang dapat digunakan untuk menyimpan air.[39] Sementara itu, jisim jantung gajah lebih kurang 12–21 kg (26–46 lb). Jantung gajah mempunyai apeks berhujung ganda, yang merupakan ciri-ciri yang tidak biasa pada mamalia.[56] ketika berdiri, jantung gajah berdetak 30 kali seminit. Tidak seperti haiwan lain, detak jantung gajah bertambah 8 hingga 10 kali seminit ketika sedang berbaring.[80] Diafragma gajah melekat pada paru-paru, dan pernafasan lebih bergantung pada diafragma daripada peluasan tulang rusuk.[56] Gajah tidak mempunyai rongga pleura, tetapi mempunyai jaringan ikat yang membantu gajah menghadapi perbezaan tekanan ketika tubuhnya berada di bawah air dan ketika belalainya keluar dari permukaan air untuk menghisap udara,[41] walaupun kebenaran penjelasan ini telah dipertanyakan.[81] Menurut penjelasan lain, adaptasi ini ada untuk membantu gajah menghisap air melalui belalai.[41] Gajah menghisap udara dengan menggunakan belalainya, walaupun sebahagian udara juga masuk melalui mulut. Gajah juga mempunyai sistem penapaian gut belakang, dan panjang ususnya dapat mencapai 35 m (115 ka). Sebahagian besar pengambilan makanan gajah tidak dicerna meskipun prosesnya berlaku hingga sehari.[56]

Testis gajah jantan terletak di tepi ginjal. Panjang zakar gajah dapat mencapai 100 cm (39 in) dan diameternya lebih kurang 16 cm (6 in). Zakar gajah berbentuk S ketika sedang ereksi dan mempunyai lubang uretra eksternal yang berbentuk Y. Gajah betina mempunyai kelentit yang panjangnya dapat mencapai 40 cm (16 in). Vulvanya terletak di antara tungkai belakang, sementara pada kebanyakan mamalia vulva terletak di tepi ekor. Penentuan status kebuntingan gajah sendiri cukup sukar kerana rongga abdominal gajah yang besar. Sementara itu, kelenjar mama gajah betina menempati ruang di antara tungkai depan, sehingga bayi gajah yang sedang menyusui dapat dijangkau oleh belalai sanga induk.[56] Gajah juga mempunyai organ yang unik, iaitu kelenjar temporal, yang terletak di kedua sisi kepala. Organ ini berkaitan dengan kelakuan seksual, dan gajah jantan mengeluarkan cairan daripada kelenjar tersebut dalam keadaan musth.[82] Gajah betina juga didapati mengeluarkan cairan daripada kelenjar temporal.[61]