🔎

Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа

Вес в 200-300 кг является верхним пределом для прыжковой формы галопа у животных. К такому выводу пришли специалисты подведомственных Минобрнауки России Института проблем экологии и эволюции (ИПЭЭ) им. А. Н. Северцова РАН и Палеонтологического института РАН, изучив подвижность пояснично-крестцового сустава у представителей 10 современных семейств парнокопытных.
Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа
«Наши исследования показали, что возможности использования некоторых форм бега ограничены размерами. При увеличении размеров тела парнокопытные переходят к более экономичным формам галопа, таким, как полутяжелая форма бега, характерная для современных бычьих. Эти формы бега характеризуются заметным понижением подвижности поясничного отдела спины. Такое понижение связано с аллометрическим (непропорциональным) ростом животных.
При изменении размеров без смены пропорций размеры тела увеличиваются линейно, а вес тела растет кубически. Так, при увеличении линейных размеров вдвое вес тела увеличится в восемь раз. При этом мышцы такого теоретического животного оказываются слишком слабыми для его нового тяжелого тела (поскольку силу мышц определяет их поперечное сечение, которое выросло в квадрате, а не в кубе). Потому крупные животные имеют иные пропорции, чем их более мелкие родственники. Их конечности становятся относительно более короткими, углы между суставами — более тупыми, сокращается относительная длина и, как следствие, амплитуда сокращения мускульных волокон. Из-за этого уменьшается амплитуда движения в суставах конечностей. В результате снижаются частота циклов и амплитуда вертикальных колебаний тела во время бега», — сообщил младший научный сотрудник ИПЭЭ РАН Руслан Беляев.
Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа
Парнокопытные с наиболее подвижным и наименее подвижным пояснично-крестцовым суставом в сагиттальной плоскости

Форма галопа, которую использует животное, определяет амплитуду подвижности в пояснично-крестцовом суставе. Существует два способа увеличить скорость бега: увеличение частоты или длины шагов. В обоих случаях парнокопытные способны достигать впечатляющей максимальной скорости в 70-90 км/ч.
Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа
По словам зоологов, подвижность в пояснично-крестцовом суставе существенно отличается у копытных одного размерного класса в зависимости от формы используемого галопа. У видов, адаптированных к прыжково-скоростной форме бега, подвижность в пояснично-крестцовом суставе в среднем в полтора раза выше, чем у видов, адаптированных к скоростной форме.
Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа
Таким образом, более амплитудная прыжково-скоростная форма бега требует от копытных не только повышенной по сравнению со скоростной формой подвижности в суставах конечностей, но и более высокой подвижностью поясницы и пояснично-крестцового сустава. Совместное разгибание конечностей и поясницы позволяет видам, адаптированным к этой форме бега, преодолевать за каждый прыжок расстояние до 10 метров.
Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа
Ученые также выяснили, что для наиболее крупных копытных характерно сокращение подвижности суставов на всем протяжении позвоночника. Это касается и пояснично-крестцового сустава. Что интересно, его амплитуда у крупных копытных практически не отличается от амплитуды в суставах собственно поясницы. Таким образом, его подвижность сокращается сильнее, чем в других суставах. Ученые предположили, что особая роль пояснично-крестцового сустава, которую он играет при использовании копытными прыжковых аллюров, полностью утрачивается при увеличении размеров и переходе на другие формы галопа.
Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа
При экстремальном увеличении размеров копытные могут и вовсе отказываться от галопа, как это делают гиппопотамы, которые в качестве основного наземного аллюра используют рысь, или даже потерять способность к передвижению без постоянной опоры на землю, как это происходит у слонов.
Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа

Сохранить…
Посмотреть похожие темы
*once

Ученые нашли связь между видом бега и подвижностью пояснично-крестцового сустава у копытных



Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа
Belyaev et.al./Journal of Anatomy, 2022

Ученые проанализировали, как подвижность пояснично-крестцового сустава у парнокопытных связана с особенностями передвижения. Для этого они изучили 10 современных семейств парнокопытных, в которые входят 57 родов и 78 видов, и пришли в выводу, что у копытных этот сустав высоко специализирован. Исследование проводили подведомственные Минобрнауки России Институт проблем экологии и эволюции (ИПЭЭ) им. А. Н. Северцова РАН и Палеонтологический институт РАН.
Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа
Парнокопытные — разнообразная группа крупных растительноядных млекопитающих. В нее входят свиньи, верблюды, жирафы, бегемоты, олени, антилопы, быки и многие другие животные. Вес современных наземных парнокопытных варьируют от нескольких килограмм до нескольких тонн. Размеры и пропорции тела этих животных находятся в прямой взаимосвязи с особенностями передвижения.
Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа
Ученым удалось выяснить, что амплитуда подвижности в пояснично-крестцовом суставе у парнокопытных различается в семь раз: от 4,5 до 31 градуса. Подвижность в этом суставе напрямую связана с формой галопа и размерами тела животного.
Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа
«У большинства мелких и средних по размеру парнокопытных пояснично-крестцовый сустав является самым подвижным в туловищном отделе позвоночника. Он в 3-4 раза более подвижен, чем собственно поясничные суставы. Напротив, у самых крупных представителей отряда — быков, бегемотов и жирафов — подвижность пояснично-крестцового сустава практически не отличается от других суставов поясницы», — сообщил младший научный сотрудник ИПЭЭ РАН Руслан Беляев.
Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа
Особый интерес к пояснично-крестцовому суставу связан с тем, что именно он соединяет два функциональных блока тела: грудной и поясничный отделы спины с одной стороны и крестец с другой. К грудному отделу при помощи мышечного соединения прикрепляется плечевой пояс передних конечностей, а на крестце при помощи тугоподвижного сочленения закреплен таз, который является опорой для задних конечностей.
Как пояснили зоологи, у млекопитающих поясничный отдел обладает уникальной специализацией: он способен эффективно сгибаться в вертикальной плоскости. Вертикальная подвижность между позвонками в пояснице значительно выше, чем между позвонками в грудном отделе, а крестец вообще полностью утратил межпозвонковую подвижность.
Рассчитан максимальный вес для прыжковой формы галопа
Это связано с адаптацией млекопитающих к специфическому типу бега — галопу. После отрыва пары задних конечностей от земли млекопитающие выносят их вперед для приземления и нового толчка. Этому способствует сгибание спины в области поясницы, за счет которого вынос задних конечностей вперед увеличивается. После приземления задних конечностей позвоночник, наоборот, разгибается, выталкивая в направлении бега переднюю часть тела. Таким образом, за счет изгибов позвоночника увеличивается длина шага как задних, так и передних конечностей.

Интересное в разделе "Домашние питомцы и другие животные"