Двокреветна движење со кенгури
Нов Јужен Велс
Кенгур, движење
Лоцирање во бипеде во кенгури (бипедија):
Во сите делови на светот, цицачите ги користат сите 4 нозе за движење, освен во Австралија. Кенгурите (групата макроподина) скокаат и скокаат на нивните две задни нозе. Тие станаа двоножни. Само зошто?
Поради своите извонредни способности за скокање (високи до 3м и широки 12м), кенгурите многу брзо можат да достигнат голема брзина во бегство и да го одржат на терен полн со пречки.
Висината и ширината на скокот се резултат на силата на нозете и должината на силата, т.н. растојание на пролетта во однос на телесната маса. Колку е поголема телесната тежина, толку поголема сила мора да биде. Затоа, телесната маса за скокање животни е ограничена нагоре, при што големите кенгури ја достигнуваат оваа граница со приближно 90 кг.
Ајде внимателно да ја разгледаме врската помеѓу мускулната сила и телесната маса:
Јачината на мускулот зависи главно од бројот на сите договорени мускулни влакна, а со тоа и од пресекот на мускулот (ако игнорираме некои трикови што природата ги „складира“). Кога радиусот на пресекот на мускулот е двојно зголемен, неговата сила се зголемува на плоштадот.
Бидејќи мускулот исто така има волумен, неговата маса се менува во кубна форма.
Во физиологијата, ова неизбежно има и други последици: Ако се зголеми масата на мускулот, а со тоа и неговите перформанси, сите органи што ги снабдуваат мускулите исто така мора да ги зголемат своите перформанси, т.е. сите внатрешни органи од белите дробови до дигестивниот систем бараат зголемување на перформансите, што е можно само со зголемување на нејзината маса. Покрај тоа, скелетниот систем треба да биде прилагоден на поголема сила, што пак ќе доведе до зголемување на тежината на скелетот.
Поради овие односи, телесната маса на животни што скокаат е ограничена нагоре, малите, лесни животни скокаат релативно повисоко и подалеку од големите (примерот со болвата е познат).
За да се зголеми должината на пролетта, стапалото е стануваат подолги и кога се движите побрзо само врвовите на прстите ја допираат земјата (слично - аналогно, конвергентно - развој во копитари).
Бројот на прсти е намален - 4-от прст е значително зголемен и се користи за втиснување при скокање, 5-от прст обезбедува рамнотежа, 2-от и 3-от прст се спојуваат на чуден начин и се користат за дотерување, 1-от прст. Пети целосно недостасува.
Причини за еволуција на движење со скок со две нозе?
За да скокаат, сите нозе мора истовремено да се истуркаат од земјата. Тежиштето на телото мора брзо да се спушти под главната сила на храна. Ова работи само по себе со двонасочни деца. За балансирање се користи долга опашка. (Последново очигледно не мора да е од оценки, што ги докажуваат луѓето и жабите.)
Огромната мускулна маса на задните нозе ја обезбедува потребната сила. Енергијата потребна за мускулна контракција се обезбедува со согорување на гликоза со помош на кислород (дишење на клетките или дисимилација). Сега толку многу кислород се троши со повторени скокови што залихите не можат да бидат во тек. Мускулот преминува на производство на енергија без кислород, на готвење, преку кое се произведува и акумулира млечна киселина. Вториот доведува до замор на мускулите (луѓето на крајот од трката на 100 метри). Понатаму, само мали количини на енергија се добиваат за време на готвењето во споредба со создавањето на оксидативна енергија (разградување на глукозата со кислород = дисимилација).
Кенгурите го совладале овој проблем тренирајќи ги задните нозе во калеми. Како резултат, голем дел од енергијата на ударот се складира при скок (кај „нормалните“ четириножни кучиња се губи како топлина) и се користи за следниот скок.
Ајде да го илустрираме ова. Кога скокаме, кенгур ќе се оддалечи од земјата со двете задни нозе истовремено (види фотографии), замавнувајќи ги напред и повторно ставајќи ги назад. Енергијата на ударот е толку голема што нормално изградените нозе ќе се скршат. Во случај на кенгури, задните нозе се закопчуваат во зглобовите при удар и силите што се случуваат се апсорбираат од органи со еластични својства. Во суштина, ова се тетивите - особено Ахиловата тетива - кои можат да се истегнат како банџи лента. Тогаш тетивите повторно се собираат, ја ослободуваат зачуваната енергија и осигуруваат дека нозете се протегаат повторно, предизвикувајќи телото на животното да се подигне од земјата за следниот скок.
Перформансите на скокање главно се предизвикани од пролетното дејство на тетивите, што секако не чини енергија. Но, како и со секоја енергетска конверзија, се јавуваат загуби на енергија што треба да се надополнат со силата на мускулите. (Големината на загубите е наведена многу поинаку, во зависност од авторот.)
Во експериментите со „нормални“ цицачи на неблагодарна работа, потрошувачката на кислород (мерка на потрошувачката на енергија) се зголемува неколку пати со зголемување на брзината (над 30 км на час), додека потрошувачката на енергија во кенгурите останува практично иста.
Предни нозе, задачи
Специјализацијата на задните нозе во брзото движење значеше дека предните нозе можат да преземат други задачи: фаќање, помагање при внесување храна, чешлање (видете ги сликите на дното) и само споредна задача е кастрење кога се движите бавно. Во еволуцијата, имало намалување на големината, бидејќи градежните напори можеле да се одржат пониски. Во исто време, сите пет прста со канџи останаа во еволуција.
Предности на бипедија во кенгури:
Потребата за брзо бегство не може да биде причина за развој на двоножни кенгури. На пример, газелите со четири нозе се исто толку брзи. Од кого треба да бегаат големите кенгури? Како најголем копривец во Австралија, тилацинот не беше во можност да создаде доволен притисок за избор, а ниту доцниот увезен динго.
Нешто сосема поинакво веројатно беше одлучувачко. Благодарение на пролетната конструкција на задните нозе, мускулите не мора да ја вршат главната работа, тие едвај се загреваат и не мора да се ладат. Ова заштедува големи количини на вода, бидејќи во спротивно, водата треба да се испари при дишење за да се добие ладно испарување.
Австралија е најсувиот континент со милиони години со изразени степи и савани. Animalsивотните требаше да ги поминат големите растојанија до следната дупка со вода и до следната пасишта (свежа трева што порасна по локална грмотевица). Поради способноста за скокање на кенгурите, тие можат да го направат ова без да изгубат премногу вода.
Сувоста на овој континент го направи неопходен развој на скок со две нозе.
Појавата на скок со две нозе кај други пијавки покажува дека овој вид на движење е прилагодување кон животот во суви области: erербоата се јавува во Сахара и стаорците кенгури во суви региони на пустина во Америка.
Недостатоци на бипедија:
Со оваа специјализација е прифатено дека бавното движење (со кенгури дури и „петножни“, бидејќи опашката * делува како еден вид петта нога) чини повеќе енергија отколку со четириножни пријатели - со 5 км на час околу четири пати повеќе отколку со друга мачка Големина.
Задните нозе и нивните зглобови мораа да се зацврстат поради големиот товар при скокање, така што екстремните промени во насоката за време на брзото движење се тешко возможни, па дури и движење наназад не е можно, што може да се види на патиштата во Австралија. Во исто време, задните екстремитети не можат да се движат независно, барем на копно, но изненадувачки, тоа е можно во вода додека пливате.
Покрај тоа, ограничувањето на големината на оваа група животни е значајно, со поголеми животни врската помеѓу „носивоста“ и масата на потребните локомоторни мускули би била неекономична. Слон едноставно не може да скокне.
* Кога се движите полека, опашката служи како еден вид петта нога. Се користи за подигнување на задните нозе истовремено и за да може да се постават напред (види слика на средина).