Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Вид ила прыгуна
( Periophthalmus gracilis )

Fin и ласты Передвижение происходит главным образом в водной локомоции , и редко в наземной локомоции . Из трех общих состояний материи - газа, жидкости и твердого тела, эти придатки адаптированы для жидкостей, в основном пресной или соленой воды, и используются для передвижения, управления и балансировки тела. Передвижение важно, чтобы убежать от хищников, добыть пищу, найти себе пару и закопать для укрытия, гнезда или еды. Водное передвижение состоит из плавания, тогда как наземное передвижение включает в себя ходьбу, «хватание на костылях», прыжки, копание, а также укрытие. Некоторые животные, такие как морские черепахи и прыгуны. Используйте эти две среды для разных целей, например, используя землю для гнездования, а море для охоты за едой.

Водное передвижение с ластами и плавниками [ править ]

Передвижение рыб в воде [ править ]

Рыбы живут в пресноводных или соленых средах обитания, за некоторыми исключениями они могут выходить на сушу ( прыгуны ). Большинство рыб поедают тюленей, называемых миомерами , вдоль каждой стороны тела. Чтобы плавать, они попеременно сокращают одну сторону и расслабляют другую, от головы к хвосту. Таким образом, возникает волнообразное движение: сначала тело сгибается в одну сторону в виде волны, которая движется вниз по телу, а затем обратно в другую сторону, при этом сокращающиеся и расслабляющие мышцы меняют роли. Они используют свои ласты, чтобы продвигаться по воде в этом плавательном движении. Актиноптериги , лучеплавые рыбыдемонстрируют эволюционный образец способности тонкого контроля над спинной и брюшной долями хвостового плавника . [1] В результате изменений в развитии были добавлены собственные каудальные мышцы, которые позволяют рыбе выполнять такие сложные маневры, как контроль во время ускорения, торможения и движения назад. Исследования показали, что мышцы хвостового плавника обладают независимыми паттернами активности от миотомной мускулатуры. Эти результаты показывают определенные кинематические роли для различных частей мускулатуры рыбы. Любопытный пример адаптации рыб - океаническая солнечная рыба , также известная как мола мола . [2]Эти рыбы претерпели значительные изменения в развитии, уменьшив их спинной мозг, придав им дискообразный вид и купив два очень больших плавника для движения. Эта адаптация обычно дает им вид, что они такие же длинные, как и высокие. Они также удивительны тем, что удерживают мировой рекорд по прибавке в весе от мальков до взрослых особей (в 60 миллионов раз больше веса).

Водное передвижение морских млекопитающих [ править ]

Плавающие млекопитающие, такие как киты , дельфины и тюлени , используют свои ласты, чтобы двигаться вперед через толщу воды. Во время плавания у морских львов есть фаза тяги, которая длится около 60% от полного цикла, а фаза восстановления длится оставшиеся 40%. Полный цикл длится от 0,5 до 1,0 секунды. [3] Изменение направления - это очень быстрый маневр, который инициируется движением головы к спине животного, за которым следует спиральный поворот тела. Благодаря тому, что их грудные ласты расположены так близко к центру тяжести , морские львы способны демонстрировать поразительную маневренность в тангажах , кренах и рысканьях.направление и поэтому не ограничены, поворачиваясь стохастически, как им заблагорассудится. [4] Предполагается, что повышенный уровень маневренности вызван их сложной средой обитания. Охота происходит в сложных условиях, где встречаются прибрежные скалистые сообщества / сообщества ламинарии , со множеством ниш для укрытия добычи, поэтому для поимки требуется скорость и маневренность. Сложные навыки морского льва усваиваются на раннем этапе онтогенеза, и большинство из них совершенствуются к тому времени, когда детенышам исполняется один год. [5]Киты и дельфины менее маневренны и более ограничены в своих движениях. Однако дельфины способны ускоряться так же быстро, как морские львы, но они не способны вращаться так быстро и так же эффективно. И у китов, и у дельфинов их центр тяжести не совпадает с их грудными ластами по прямой линии, что приводит к гораздо более жесткому и стабильному плаванию.

Водное передвижение морских рептилий [ править ]

Водные рептилии, такие как морские черепахи, в основном используют свои грудные плавники, чтобы двигаться по воде, и свои тазовые ласты для маневрирования. Во время плавания они хлопают грудными ластами под своим телом и подтягивают их обратно в положение самолета, вызывая движение вперед. Во время плавания очень важно, чтобы они вращали передним ластом, чтобы уменьшить сопротивление через толщу воды и повысить свою эффективность. [6]Морские черепахи демонстрируют набор естественных поведенческих навыков, которые помогают им направиться к океану, а также определять переход от песка к воде после вылупления. Если они вращаются в направлении тангажа, рыскания или крена, птенцы способны противодействовать силам, действующим на них, корректируясь своими грудными или тазовыми ластами и перенаправляя себя в открытый океан. [7]

Земное передвижение [ править ]

Наземное передвижение рыб [ править ]

Грязевые прыгуны в Гамбии

Передвижение по земле создает новые препятствия, такие как гравитация.и новые медиа, включая песок, грязь, ветки, бревна, мусор, траву и многое другое. Плавники и ласты - это придатки, адаптированные к водным условиям и обычно не очень полезные в такой среде. Можно предположить, что рыба попытается «плавать» на суше, но исследования показали, что некоторые рыбы эволюционировали, чтобы справляться с земной средой. Грязевые прыгуны, например, демонстрируют походку «с костылями», которая позволяет им «ходить» по грязной поверхности, а также рыть норы, чтобы спрятаться. Грязевые прыгуны также могут прыгать на расстояние до 3 см. Это поведение описывается как начало J-образного изгиба тела примерно на 2/3 его длины (хвост обернут к голове), за которым следует выпрямление тела, которое толкает их, как снаряд, по воздуху. [8] Такое поведение позволяет им справляться с новой средой и открывает среду обитания для новых источников пищи, а также для новых хищников.

Наземное передвижение морских рептилий [ править ]

Каретта-Каретта Джекил-Айленд, Джорджия

Рептилии, например морские черепахи, большую часть жизни проводят в океане. Однако их жизненный цикл требует, чтобы самки выходили на берег и откладывали гнезда на пляже. Следовательно, птенцы выходят из песка и должны бежать к воде. В зависимости от вида у морских черепах описывается либо симметричная походка (противоположные по диагонали конечности движутся вместе), либо асимметричная походка (противоположные конечности движутся вместе). [9] Например, птенцы морских черепах логгерхедов обычно демонстрируют симметричную походку на песке, тогда как кожистые морские черепахи используют асимметричную походку на суше. Примечательно, что кожаные спины больше задействуют передние (тазовые) ласты во время движения вперед по земле. Морских черепах можно увидеть гнездящимися на субтропиках.и тропические пляжи по всему миру и демонстрируют такое поведение, как аррибада ( коллективное поведение животных ). Это явление наблюдается у черепах Кемпа Ридли, которые сразу за одну ночь выходят на пляж, чтобы отложить свои гнезда.

См. Также [ править ]

  • Передвижение животных
  • Кинематика
  • Земное передвижение

Ссылки [ править ]

  1. ^ Фламманг, Б.Е. и Лаудер, Г.В. 2008. Модуляция и контроль формы хвостового плавника во время ускорения, торможения и маневров задним ходом у синежаберной солнечной рыбы, макрохируса Lepomis . JEB, 212: 277-286.
  2. ^ Ватанабе, Ю. и Сато, К. 2008. Функциональная дорсовентральная симметрия по отношению к плаванию на основе подъемной силы в океанской солнечной рыбе Mola mola . PLoS ONE 3 (10): 1–7.
  3. ^ Годфри, SJ 1985. Дополнительные наблюдения за подводным движением у калифорнийского морского льва ( Zalophus californianus ). Водные млекопитающие, 11.2: 53-57.
  4. ^ Fish, FE, Hurley, J. и Costa, DP 2003. Маневренность морского льва Zalophus califonianus : поворотные характеристики нестабильной конструкции тела. JEB. 206: 667–674.
  5. ^ Чечина, О. Н. Коваленко, Ю. В., Кулагина, О. А. и Михайленко, А. А. 2004. Развитие локомоции морских львов Eumetopias Jubatus в раннем онтогенезе. J. Evol. БЧем. и Physiol. 40 (1): 55–59.
  6. ^ Ренус, С. и Белс, В. 1993. Сравнение водных и наземных перемещений кожистой морской черепахи ( Dermochelys coriacea ). J. Zool. Лондон. 230: 357–378.
  7. ^ Avens, Л., Ван, JH, Джонсон, С., Dukes, П. и Ломан, KJ 2003. Ответ Hatchling морских черепах к смещению вращения. JEB, 288: 111-124.
  8. ^ Суонсон, Б.О. и Гибб, А.С. 2004. Кинематика реакции спасения водных и наземных прыгунов. JEB, 207: 4037–4044.
  9. ^ Винекен, Дж. 1997. Передвижение морских черепах: механизмы, поведение и энергия. в CRC Press (под редакцией Lutz, PL и Musick, JA) 165–198.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Фогель, Стивен (1994) Жизнь в движущихся жидкостях : физическая биология потока. 2-е изд. Princeton University Press, Принстон, Нью-Джерси. ISBN  0-691-03485-0
  • Макнил Александр, Роберт. (2003) Принципы передвижения животных . Princeton University Press, Princeton, NJ ISBN 0-691-08678-8 

Внешние ссылки [ править ]

  • http://www.people.fas.harvard.edu/~glauder/
  • https://web.archive.org/web/20040804153413/http://darwin.wcupa.edu/%7Ebiology/fish/
  • http://www.cbid.gatech.edu/
  • http://seaturtle.org/
  • http://www.ap.gatech.edu/Chang/Lab/APPH6232.html
  • Исследование для этой статьи в Википедии было проведено в рамках курса нейромеханики движения (APPH 6232), предлагаемого в Школе прикладной физиологии Технологического института Джорджии.