СобакиКошкиПтицыРыбыЛошадиГрызуныАмфибииРептилииРастенияФОТОВопросы-ответы (FAQ)ОткрыткиЭнциклопедии


 

Внешний вид животных и способы их перемещения

Функции, которые обеспечивают изменение положения животных в среде, иными словами передвижение их в пространстве, называются локомоторными. Кроме постоянных характерных особенностей в строении тела, которые обсуждались выше, существуют и периодические изменения внешнего вида животных, связанные с локомоторными функциями и сопровождающиеся движением конечностей и других частей тела, принимающих участие в перемещении. По-разному выглядит силуэт канюка, свободно парящего над горной долиной, снижающегося к кроне дерева или перелетающего с места на место. Многих животных можно распознать по силуэту, типичному для позы тела, связанной с движением: обезьяну по осанке и положению хвоста, водных птиц (уток, поганок, лысух) по способу плавания, змей по способу ползания и т. д.

Несмотря на то, что движение кажется простым свойством животных, на самом деле это очень сложная деятельность, в которой участвует множество биологических, химических и физических процессов. Основы локомоторной деятельности связаны с координацией движения конечностей, точной ориентацией животного в пространстве, обеспечением достаточной интенсивности действия мускулатуры, активным снабжением тканей кислородом и со многими другими физиологическими процессами в организме. Однако на двигательные функции животных влияет и ряд иных факторов, относящихся к строению, размерам и другим внешним особенностям их тела. Важнейшую роль среди них играет положение центра тяжести, от которого зависит не только стабильность тела в состоянии покоя и при движении по твердой поверхности, но и поза тела в случаях, когда животное не опирается на конечности, то есть при движении в воде или в воздухе. Поэтому, например, для летающих видов наиболее эффективно расположение центра тяжести как можно ближе к линии соединения двух плечевых суставов. Близость центра тяжести к конечностям обеспечивает как бы идеальную "взвешенность" животного в воздухе, тогда для установления равновесия между передней и задней частями тела не требуется дополнительных мышечных усилий. По этим же причинам у водных позвоночных центр тяжести перемещается к месту приложения подъемной силы.

Основным условием устойчивости тела является такое положение центра тяжести, при котором основание опущенного из него перпендикуляра приходится на поверхность, ограниченную краями опор (конечностей). Устойчивость тела тем большая, чем больше расстояние от основания перпендикуляра до опоры и чем меньше центр тяжести приподнят над опорой. У животных, передвигающихся на четырех конечностях, сохранение равновесия не составляет трудности, и различия в форме их тела могут повлиять лишь на степень устойчивости. Важную роль здесь играет расстояние от основания перпендикуляра до опор, которое для различных животных колеблется в широких пределах. Если длину тела принять за 100, то соотношение отрезков, лежащих до и после центра тяжести, составляет 66,7:33,3 - для собаки, 56,1:43,9 - для лошади, 55,5:44,5 - для крупного рогатого скота, 51,5:48,5 - для гепарда, 42,9:51,1 - для кинкажу и 40,5:59,5 - для красноголового мангобея. Ситуация существенным образом изменяется для животных с двуногим способом передвижения (только на задних конечностях), у которых устойчивость намного ниже из-за малой площади опоры и высокого положения центра тяжести. Эти животные должны удерживать выпрямленное положение тела сложным балансированием, не всегда приводящим к успеху даже у человека, само строение тела которого специально приспособлено для прямохождения. Приемы управления хвостом у двуногих млекопитающих и пресмыкающихся, раскачивающаяся походка у уток и других птиц, балансирующие движения передними конечностями у гиббонов, особый способ передвижения на задних конечностях у дрессированных животных - все это предохранительные меры, принимаемые для того, чтобы при движении перпендикуляр, опущенный из центра тяжести, падал на площадь опоры, равную в данном случае лишь площади одной стопы.

Еще большие трудности возникают в тех случаях, когда животное время от времени передвигается в разной! по плотности среде; естественно, что положение центра тяжести при этом должно соответствующим образом изменяться. Если при двуногой ходьбе центр тяжести расположен над задними конечностями, то при полете он должен быть перемещен далеко вперед, а при плавании должен находиться над центром приложения подъемной силы. Это, прежде всего, относится к водоплавающим птицам, использующим все указанные способы. Так, утки перемещают центр тяжести изменением положения тела и движениями шеи. Во время ходьбы их тело находится в достаточно выпрямленном состоянии, а при полете и плавании центр тяжести регулируется вытягиванием или запрокидыванием шеи. У птиц с длинными ногами, например у аистов, цапель или фламинго, в перемещении центра тяжести участвуют как шея, так и конечности. Характерные изменения такого рода особенно хорошо видны во время полета (цапля складывает шею в виде латинской буквы 8, аист вытягивает ее вперед), у плавающих птиц (различия в способах погружения и положении тела на поверхности воды у уток, поганок, бакланов) и у других групп позвоночных.

Схема движения позвоночных животных в воде, рисунок картинка

Способы движения можно разделить на шесть типов в зависимости от среды, в которой перемещается животное, и участия разных частей тела: шаг (ходьба, ползание на четырех конечностях, рысь, бег), ползание, рытье, лазанье, полет и плавание.

Основным способом перемещения наземных животных можно считать шагающее движение, с различными формами которого мы встречаемся во всех классах позвоночных начиная с земноводных. Исходной формой такого движения является ползание на четырех конечностях примитивных четвероногих, которое иногда представляется прямым развитием движения водных позвоночных. Для шагающего движения характерно, что всегда над опорной поверхностью поднимается только одна конечность, а остальные три подпирают тело; причем конечности движутся по диагонали, то есть за правой передней следует левая задняя, потом левая передняя и, наконец, правая задняя. Одновременно с движением конечностей соответственно отклоняется и ось тела, происходит как бы волнообразное движение, вызванное тем, что стопа и голень расположены почти горизонтально и при движении в этой плоскости описывают дугу. Некоторые специалисты считают волнообразное движение исходным типом перемещения, а движение конечностей лишь как его результат. У млекопитающих (кроме яйцекладущих), у птиц, а также у вымерших ящеров, для которых характерно выпрямленное положение всех частей конечностей по линии, параллельной продольной оси тела, волнообразное движение исчезает, но не полностью. При этом способы перемещения конечностей могут быть различными, начиная от такого, при котором вперед сначала выдвигается одна конечность (примитивное передвижение пресмыкающихся и хвостатых земноводных) или две (будь то по одной стороне тела у иноходцев или по диагонали при переменном шаге), и, кончая разными формами быстрого перемещения, когда на твердую поверхность опирается всего одна конечность, а иногда и все конечности на короткое время могут оказаться в воздухе. Иноходь и переменный шаг ранее считались совершенно разными типами движения. К типичным иноходцам относятся верблюды, слоны, медведи и некоторые породы домашней лошади. Однако оба этих типа движения могут встречаться (и плавно переходить из одного в другой) у животных одного и того же вида и даже у одной особи. Последнее можно ясно видеть на кинокадрах движений тигра, льва, собаки и других хищных животных.

Из указанных четырех форм шагающего движения три, а именно ползание на четырех конечностях, ходьба и рысь, отличаются одна от другой лишь скоростью, то есть частотой движения конечностей. Главные характеристики этих трех форм движения остаются неизменными, то есть во всех случаях имеет место симметричное движение. Напротив, при беге эти характеристики изменяются: движение становится асимметричным и часто одновременно двигаются обе передние и обе задние конечности. В некоторых фазах бега тело животного вообще не касается земли.

Кроме четырех основных форм передвижения шагом у животных могут встретиться и некоторые их модификации. Первичная локомоторная функция или остается неизменной, или получает вторичное развитие как средство общения между животными. Мы хорошо знаем, как по-разному выглядит спокойно идущая собака и та же собака, увидевшая перед собой другого пса. Видоизмененным шагом является собственно ползание - когда суставы конечностей постоянно находятся в таком положении, что брюхо животного движется непосредственно над землей. Движение рысью характеризуется тем, что одна пара конечностей по диагонали поднимается раньше, чем другая пара обопрется о землю. Это движение можно наблюдать у обезьян, в основном у человекообразных, которые опираются о землю согнутыми пальцами передних конечностей.

Положение тела при движении и сам способ передвижения могут быть связаны с необычными пропорциями органов или отдельных их частей. Это хорошо заметно у жирафов, которые при быстром передвижении должны перемещать необычайно длинную шею, регулируй таким образом положение центра тяжести. Наиболее сильное влияние на характер передвижения оказывает, конечно, само строение конечностей. Например, животные с длинным телом и короткими ногами, такие, как куницы или горностаи, не могут бегать в точном смысле этого слова. Для их основного типа передвижения, обозначаемого как "прыгающий бег" - характерны быстрые прыжки с постоянно согнутым позвоночником.

 
 

 

Сейчас на форуме