Вертикальное цепляние и прыжки
Вертикальное цепляние и прыжки (VCL) — это тип древесного передвижения, всего наблюдаемый среди стрепсириновых приматов и долгопятов чаще . Животное начинает с покоя, его туловище находится в вертикальном положении, локти зафиксированы, обе руки цепляются за вертикальную опору, например, за край дерева или стебель бамбука . Для перехода от одной опоры к другой он отталкивается от одной вертикальной опоры задними конечностями , приземляясь на другую вертикальную опору после длительного периода свободного полета. [ 1 ] Приматы, цепляющиеся и прыгающие вертикально, развили специальную анатомию, компенсирующую физические последствия этой формы передвижения. [ 2 ] [ 3 ] Эти ключевые морфологические специализации были идентифицированы в окаменелостях полуобезьян еще в эоцене . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
Вертикально цепляющиеся и прыгающие приматы
[ редактировать ]
Вертикальное цепляние и прыжки наблюдались только у приматов, и в первую очередь у полуобезьян . [ 5 ] некоторых антропоидов Такое поведение наблюдалось у , таких как Pithecia , [ 7 ] и по морфологической адаптации похожи на полуобезьян , которые полагаются на VCL.
Вертикальные цепляющиеся и прыгающие таксоны стрепспирринов включают: [ 5 ]
Вертикально цепляющиеся и прыгающие таксоны гаплорринов включают: [ 5 ]
Вариации в позе
[ редактировать ]
Вариации позы в полете
[ редактировать ]Варианты вертикальных прыжков можно разделить на три типа в зависимости от различий в позе в полете: [ 1 ]
Вариации цепляющейся позы
[ редактировать ]Существует множество поз, которые приматы используют во время кормления и отдыха на деревьях. Эти позы включают сидение, стояние на двух ногах , приседание, подвешивание передних конечностей, подвешивание передних и задних конечностей и многое другое. Стабилизация является ключом к положению примата во время цепляния. Расположение туловища зависит от распределения веса между руками, ногами и хвостом . [ 1 ] Приматы, цепляющиеся и прыгающие вертикально, могут также использовать хвосты для захвата соседних ветвей, чтобы стабилизировать свое позиционное положение.
Морфологические специализации
[ редактировать ]Передвижение и движение являются основными факторами, влияющими на форму и структуру тела приматов, поэтому анатомия вертикальных альпинистов и прыгунов является узкоспециализированной, что позволяет им эффективно передвигаться в древесной среде обитания. Особенности бедер, коленей, ступней, кистей, рук и хвоста предназначены для облегчения лазания и прыжков у приматов, а также помогают принимать другие позы, такие как подвешивание хвоста и подвешивание ног. Благодаря описанным особенностям эти приматы могут эффективно передвигаться по деревьям и легко добывать пищу. Размер тела также напрямую зависит от того, насколько быстро и далеко может прыгать примат. [ 2 ] Существуют и другие специализации опорно-двигательного аппарата, которые отличают приматов, зависимых от VCL, например, их тазобедренные суставы и мышцы. расположены более проксимально У прыгающих приматов малый и третий вертлуги , а также относительно крупные мышцы разгибателей бедра , разгибателей колена или подошвенных сгибателей голеностопного сустава. [ 10 ] Это адаптация, возникшая в результате возросшей потребности в движении задних конечностей.
Эволюцию ключевых особенностей анатомии приматов VCL можно объяснить, проанализировав, как они прыгают. Более длинные конечности позволяют улучшить двигательные способности. Для прыжка приматам необходимо достичь определенной высоты и расстояния, а затем приземлиться на вертикальную опору. Таким образом, более длинные задние конечности дают больше времени и расстояния для ускорения и отталкивания, поэтому появились более длинные и сильные бедренные кости, поскольку они увеличивают расстояние, на котором происходит ускорение . [ 3 ] Кроме того, при приземлении более длинные конечности способствуют замедлению тела , поскольку длина задних конечностей прямо пропорциональна времени, необходимому для приземления. Таким образом, более длинные конечности дают больше времени для замедления и могут предотвратить травмы после приземления на высокой скорости . [ 2 ]
Соображения относительно точки запуска
[ редактировать ]Диаметр ветки точки запуска
[ редактировать ]
Прежде чем прыгать, приматы должны учитывать расстояние, которое они преодолевают, а также стабильность точки старта и точки приземления. Большая ветка предпочтительнее маленькой ветки в качестве точки запуска, поскольку более широкий диаметр обеспечивает более прочную основу для прыжка, а также снижает затраты энергии во время взлета. Фактически, было замечено, что долгопяты поднимаются на меньшую высоту, чтобы спрыгнуть с веток большего диаметра и приземлиться на них. Однако это также ограничивает высоту прыжка, поскольку примат должен иметь возможность приземлиться на ветку, достаточно большую, чтобы стабилизировать животное, а также минимизировать энергию, необходимую для поддержания равновесия во время приземления. [ 11 ]
Угол точки запуска
[ редактировать ]Угол запуска, по-видимому, не зависит от вида, а диапазон углов варьируется от 30 до 70 градусов. Оптимальный угол баллистической траектории составит 45 градусов. [ 11 ] но часто животному необходимо преодолеть большее расстояние по горизонтали, чем по вертикали, или наоборот. В этих случаях траектория, отличная от 45 градусов, была бы более выгодной, чтобы обеспечить большую высоту или большую дальность полета (см. Фото), поэтому животные, цепляющиеся и прыгающие вертикально, соответствующим образом корректируют углы запуска, чтобы компенсировать это. [ 12 ]
Ископаемые свидетельства
[ редактировать ]Локомоторные адаптации у полуобезьян эоцена
[ редактировать ]
Есть свидетельства адаптаций к вертикальному цеплянию и прыжкам в посткраниальном скелете раннеэоценовых окаменелостей полуобезьян. Не имея каких-либо общих четвероногих особенностей, посткраниальные кости и окаменелости эоценовых полуобезьян больше всего напоминают специализацию вертикальных цепляющихся и прыгунов. Общие морфологические элементы, идентифицированные в этих ранних окаменелостях, включают высокий фаланговый индекс, низкий межмембральный индекс , бедренные кости с цилиндрической головкой и высокими узкими бороздками надколенника , а также сросшиеся малоберцовую и большеберцовую кости . [ 4 ] Высокий фаланговый индекс представляет собой удлинение костей фаланг пальцев , что помогает людям, занимающимся вертикальным цеплянием, которым требуется повышенная хватательная сила в руках, чтобы поддерживать свой большой объем. Низкий интермембральный индекс представляет собой общую длину плечевой и лучевой костей в процентах от общей длины бедренной и большеберцовой костей . Особенности бедренной кости являются частью эволюции удлиненных бедренных костей, которая обеспечивает экстремальный диапазон сгибания и разгибания приматов, что позволяет им совершать прыжки. Таким образом, VCL, по-видимому, является единственной известной локомоторной адаптацией у приматов эоцена, то есть это одна из, если не самая ранняя, локомоторная адаптация. [ 5 ] [ 2 ]
Окаменелость примата раннего эоцена: Ида
[ редактировать ]Самые ранние свидетельства VCL можно найти у примата-подростка раннего эоцена по имени Ида. Ее ноги были длиннее рук, что позволяет предположить, что прыжки были ключевым аспектом ее передвижения. Предполагается, что ее смерть связана с ее близостью к карьеру Мессель , недалеко от Франкфурта, Германия . Горячая магма из земли, смешавшаяся с грунтовыми водами, привела к взрывам, вызвавшим выброс токсичных газов. Ида была найдена со сломанным запястьем, и считается, что из-за этого она не могла прыгать или цепляться за более высокие ветки деревьев, и поэтому ей пришлось оставаться ниже земли, где она вступила в контакт с токсичными газами и умерла. [ 6 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Хант, Кевин Д.; Кант, Джон Г.Х.; Гебо, Дэниел Л.; Роуз, Майкл Д.; Уокер, Сюзанна Э.; Юлатос, Дионисиос (1996). «Стандартизированные описания локомоторных и постуральных режимов приматов». Приматы . 37 (4): 363–387. дои : 10.1007/bf02381373 . ISSN 0032-8332 . S2CID 37235291 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Демес, Б.; Юнгерс, В.Л.; Флигл, Дж. Г.; Вундерлих, Р.Э.; Ричмонд, Британская Колумбия; Лемелин, П. (1996). «Размер тела и кинематика прыжков у малагасийских вертикальных цепляющихся и прыгунов» (PDF) . Журнал эволюции человека . 31 (4): 367–388. дои : 10.1006/jhev.1996.0066 . ISSN 0047-2484 . S2CID 84810171 . Архивировано из оригинала (PDF) 21 июня 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б Райан, ТМ; Кетчам, РА (2005). «Угловая ориентация трабекулярной кости головки бедренной кости и ее связь с нагрузками на тазобедренный сустав у прыгающих приматов». Журнал морфологии . 265 (3): 249–263. дои : 10.1002/jmor.10315 . ПМИД 15690365 . S2CID 28975464 .
- ^ Перейти обратно: а б Ни, Х.; Гебо, ДЛ; Дагосто, М.; Мэн, Дж.; Таффоро, П.; Флинн, Джей-Джей; Борода, КЦ (2013). «Самый старый известный скелет примата и ранняя эволюция гаплорина». Природа . 498 (7452): 60–64. Бибкод : 2013Natur.498...60N . дои : 10.1038/nature12200 . ПМИД 23739424 . S2CID 4321956 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Нэпьер, младший; Уокер, AC (1967). «Вертикальное цепляние и прыжки - новая признанная категория локомоторного поведения приматов». Фолиа Приматологическая . 6 (3–4): 204–219. дои : 10.1159/000155079 . ПМИД 6070682 .
- ^ Перейти обратно: а б "Кто была Ида?" . Нэшнл Географик. 24 октября 2011 г. Проверено 2 ноября 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Уокер, SE (2005). «Прыгающее поведение Pithecia pithecia и Chiropotes satanas в восточной Венесуэле». Американский журнал приматологии . 66 (4): 369–387. дои : 10.1002/ajp.20162 . ПМИД 16104032 . S2CID 15006017 .
- ^ Кинзи, В.Г.; Розенбергер, Алабама; Рамирес, М. (1975). «Вертикальное цепляние и прыжки у неотропического антропоида». Природа . 255 (5506): 327–328. Бибкод : 1975Natur.255..327K . дои : 10.1038/255327a0 . ПМИД 805378 . S2CID 35759389 .
- ^ Перейти обратно: а б Гарбер, Пенсильвания (1992). «Вертикальное цепляние, небольшой размер тела и эволюция пищевых адаптаций у Callitrichinae». Американский журнал физической антропологии . 88 (4): 469–482. дои : 10.1002/ajpa.1330880404 . ПМИД 1503119 .
- ^ Бейкер, Джереми Дж.; Сирайт, Кэтрин Дж.; Стамп, Мадлен Ацева; Керер, Мэтью Б.; Шанафельт, Коллин; Грэм, Эрик; Смит, Тимоти Д. (19 июля 2011 г.). «Анатомия бедра и онтогенез мускулатуры нижних конечностей у трех видов нечеловеческих приматов» . Международное исследование анатомии . 2011 : 580864. doi : 10.1155/2011/580864 . ISSN 2090-2743 . ПМЦ 3335645 . ПМИД 22567295 .
- ^ Перейти обратно: а б Кромптон, Р.Х.; Бланшар, ML; Кауард, С.; Александр, РМ; Торп, СК (01 июля 2010 г.). «Возвращение к вертикальному цеплянию и прыжкам: передвижение и использование среды обитания западного долгопята, Tarsius Bancanus, исследованные с помощью логлинейного моделирования». Международный журнал приматологии . 31 (6): 958–979. дои : 10.1007/s10764-010-9420-8 . S2CID 45884124 .
- ^ Сассман, Р.В. (2003). «Глава 3: Лорисиформы». Экология приматов и социальная структура . Pearson Custom Publishing. п. 78. ИСБН 978-0-536-74363-3 .