Jak se hadi pohybují. Hadi se plazí kvůli nerovnoměrnému koeficientu tření a neustálému přerozdělování hmotnosti
Američtí vědci objevili mechanismus pohybu hadů. Informoval o tom Science NOW a výzkumníci se objevili v časopise Sborník z národní Akademie věd.
V první fázi studie vědci studovali vlastnosti kůže na břiše 10 královské hady Campbell ( Lampropeltis triangulum campbelli) - malí plazi o délce asi 35 centimetrů.
Poté, co je výzkumníci uklidnili, přesunuli hady po okolí různé povrchy. Díky tomu byli schopni zjistit, že při pohybu po hladkém povrchu je třecí síla přibližně stejná ve všech směrech. Pokud je povrch drsný, pak je dvakrát obtížnější posunout hada do strany než dopředu. Řazení vzad je navíc jedenapůlkrát obtížnější než řazení vpřed.
Pokud se pokusíte naklonit kluzký povrch, pak může had překonat maximálně sedmistupňový sklon:
Vědci poté studovali videa pohybujících se hadů. Dříve vědci věděli, že had při plazení vysílá svým tělem jakousi „vlnu“. Vědci byli schopni zjistit, že během průchodu „vlny“ plaz nadzvedává některé části těla, čímž snižuje třecí sílu na povrchu na nepotřebných místech a zvyšuje ji tam, kde je tělo odpuzováno.
Vložením shromážděných informací do počítače získali vědci model hada, který se pohyboval stejně rychle jako jeho žijící protějšky:
Podle vědců lze nové výsledky použít k vytvoření nové generace robotů, kteří se budou moci pohybovat jako hadi. Takové mechanismy mohou být užitečné například při hledání a záchraně lidí uvězněných pod troskami zničených budov.
Nové dílo bylo kladně přijato odborníky v oboru. Mnozí poznamenávají, že role šupin v pohybu hadů je známá již více než 60 let, ale americkým výzkumníkům se poprvé podařilo dát dohromady všechny detaily pohybu plaza a dosáhnout dobré shody mezi modelem a skutečný pohyb hada.
Pohyb hadů je plný okouzlující originality. Pohled na tiše klouzající svíjející se stuhu na diváka zapůsobí nesmazatelný dojem a poskytuje estetické potěšení. Typický takzvaný „hadí“ pohyb však zdaleka není jedinou metodou, kterou hadi používají. V různé podmínky stanoviště, na různých substrátech různé hady vyvinula řadu speciálních druhů pohybu. Při „hadém“ typu pohybu se tělo vlnovitě ohýbá a výsledné vlny jakoby probíhají podél těla od hlavy k ocasu. Vyklenutá část těla, umístěná šikmo ke směru pohybu, se opírá o podložku a vytváří tlačnou sílu. Směřuje pod úhlem k pohybu, ale lze jej rozložit na dvě složky - kolmou a rovnoběžnou s linií pohybu. První složka je tlumena odporem podpěry a druhá tlačí tělo dopředu.
Čím více ohybů, tím větší celkový součet hnací silou. Hadi, kteří tento způsob pohybu využívají, mají proto obvykle dlouhé, pružné a štíhlé tělo. Takovými jsou například hadi a hadi - aktivní hadi, sledování a dohánění jejich kořisti. Poznamenejme však, že rychlost vyvinutá Hadem ani při nejrychlejším klouzání nepřesahuje zpravidla 6-8 km za hodinu a u mnoha druhů nedosahuje ani 5 km za hodinu. Člověk proto snadno dožene jakéhokoliv hada, pokud se soutěž odehrává na volném prostranství. Mnoho čtenářů to pravděpodobně také zajímá opačný výsledek: můžeme s jistotou zaručit, že had nemůže člověka dostihnout, i kdyby to opravdu chtěl. Tato možnost je však zajímavá pouze teoreticky, protože hadi nikdy člověka nepronásledují.
Protože hadovitý typ pohybu využívá podporu na substrátu, účinnost pohybu závisí na drsnosti podpory. Had se tedy nemůže pohybovat po hladkém skle: tělo se kroutí, ale zvíře zůstává na místě. Kromě hladkého substrátu poskytuje tělu špatnou oporu také sypký substrát – pohyblivé pouštní písky nepodpírané vegetací. Za těchto podmínek některé druhy hadů ( písek fff, zmije ocasá, chřestýš rohatý) vyvinul zvláštní typ pohybu - „boční pohyb“. Opravdu, při pohledu na pohybující se faff jste přesvědčeni, že se plazí ne dopředu, ale jakoby do stran. Přitažením zadní části těla dopředu ji odhodí dopředu, aniž by se dotkla podložky, a poté, opřená o celou stranu těla, vytáhne přední část nahoru. Při takovém pohybu není stopa souvislá, ale skládá se ze samostatných rovnoběžných pásů s hákovitými konci, umístěných pod úhlem k linii pohybu. Při tomto způsobu pohybu je podpora pevnější a had doslova „přešlapuje“ z jedné stopy na druhou.
Tento typ pohybu je asymetrický, takže zatížení svalů je nerovnoměrné. Aby to had vyrovnal, musí pravidelně měnit „pracovní stranu“ svého těla – plazit se levou nebo pravou stranou dopředu. Některé druhy hadů kořist nepronásledují, ale hlídají ji, nehybně ležící v záloze. Takoví hadi jsou neaktivní a jejich tělo je obvykle tlusté a krátké. Nejsou schopni ladných hadích pohybů a musí tuto metodu opustit a přejít na přímočarý nebo housenkový typ pohybu. Zvláště výrazný je u velkých a krátkých zvířat. Africké zmije(maniok, zmije šumová).
Tělo lezoucí zmije se vůbec neprohýbá a při pohledu shora se zdá, že prostě plave na hladině. Ze strany je jasně vidět jak ventrální straně prochází řada kontrakcí a natahování a pohání hada dopředu. Zdá se, že klikatý vzor po stranách těla ožívá, jeho úhly se buď zmenšují, nebo zvětšují, a zdá se, že zmije „chodí“ na tuctu párů krátkých nohou. Při pohybu hadů, zejména u posledního způsobu, důležitou roli rozšířené břišní scutes hrát. Mohou k sobě těsně přiléhat, tvořit hladký povrch, nebo stažením břišních svalů se jejich zadní okraj sníží a vytvoří se dobrá opora. Manévrováním svých břišních štítů může had vytvořit trakci nebo naopak; poskytují klouzání po různých částech těla. Význam břišních štítků potvrzuje fakt, že mořští hadi žijí celý svůj život v vodní prostředí, ztratil je. Jejich břicho je pokryto stejnými malými šupinami jako jejich záda. A tak, pokud je takový had vytažen na pevninu, kroutí se, ale po pevném substrátu se téměř nemůže pohybovat. V norování, plavání a stromové hady vznikají speciální specifické adaptace pro pohyb, o kterých bude řeč při popisu těchto druhů.
Hadi jedí širokou škálu zvířat, od červů, měkkýšů a hmyzu po ryby, ptáky, hlodavce a malé kopytníky. Všichni hadi jsou masožraví a drtivá většina loví živou kořist. Pouze jednotlivé druhy Někdy projevují náklonnost k mršinám (zmije perská, vodní tlama). Všichni hadi polykají svou kořist celou, aniž by ji roztrhali nebo žvýkali. Strava závisí na velikosti hada; velké druhyživí se odpovídajícím způsobem větší kořistí. Složení potravy se s věkem velmi liší: mladí jedinci většiny hadů se živí drobnými bezobratlími a dospělí většinou přecházejí na krmení obratlovci.
Pouze malé druhy hadi (slepí hadi, contia atd.) se celý život živí hmyzem, červy atd. Mnoho hadů se omezuje na určitou potravu a někdy jde specializace tak daleko, že způsobí dramatické změny ve stavbě kostry. zubní systém. Například v africkém vejci hada, který se pouze živí ptačí vejce, počet zubů se snížil a staly se malými a tupými a výběžky obratlů, které perforují jícen, vytvářejí ostrou „pilu na vejce“, která slouží k řezání vaječné skořápky. Díky roztažitelnosti úst a pokrývek těla mohou hadi spolknout kořist, která je 2-3x silnější než oni sami. I tyto schopnosti však mají své meze a ani desetimetrový hroznýš či krajta nemohou spolknout dospělého koně nebo krávu, jak často hlásí „očití svědci“ po návratu z dalekých cest.
Největší zvířata, která kdy hroznýšci spolkli, dosahovala velikosti prasete nebo srnce. Hadi polykají ulovenou kořist zaživa, pokud je malá a neklade silný odpor. Používají se pro velkou a silnou kořist různými způsoby zabíjení, především škrcení tělesnými kroužky. Tuto techniku používají hroznýši a většina hadů. Je důležité si uvědomit, že když je hroznýš uškrcen, nerozdrtí žebra své oběti, jak se často popisuje. Stlačuje oběť jen natolik, aby ochromila její dýchací pohyby. Zlomené žebro v těle kořisti by bylo smrtelné pro samotného hada, protože při spolknutí by snadno prorazil hadovu velmi napnutou kůži. Proto se oběť dostane do žaludku nejen celá, ale také nepoškozená.
Zvláštní a velmi efektivní způsob zabíjení kořisti se osvědčilo jedovatí hadi. Jedovatý druh jsou přítomny v rodině již podobných zvířat, ale jejich jedovaté zuby se nacházejí v hloubce tlamy a dostanou se do těla oběti pouze tehdy, když je silně zachycena hadí tlamou. Proto jsou takové druhy nuceny držet chycenou kořist. U mořští hadi, asps, zmije a pit zmije, jedovaté zuby jsou umístěny vpředu, takže tito hadi po rychlém kousnutí a vstříknutí části jedu do těla oběti mohou oběť uvolnit a počkat, až jed bude mít katastrofální následky. účinek. Vznik jedovatého aparátu je nepochybně spojen s nejdůležitější vlastnost had - polykání velká produkce zcela. Takovou kořist je třeba nejprve znehybnit a jed tento úkol plní tím nejdokonalejším způsobem. Navíc zavedení jedu do těla oběti několikrát urychlí její trávení, protože jed zevnitř ničí tkáně těla oběti a připravuje je na absorpci.
Je třeba poznamenat, že hadi zřídka vyvinou skutečně působivou rychlost. Většina druhů se nepohybuje rychleji než osm kilometrů za hodinu, ale například mamba černá se dokáže plazit rychlostí šestnáct až devatenáct kilometrů za hodinu.Jednou z hlavních metod pohybu je akordeonový pohyb. Had nejprve shromáždí celé své tělo do záhybů, pak se špičkou ocasu fixuje na jednom místě a tlačí se dopředu. Poté zvedne zadní část těla a znovu se shromáždí do záhybů.
Druhým způsobem pohybu je pohyb s housenkou. Tímto způsobem se hadi pohybují v přímé linii a překonávají některá úzká místa. Při této metodě had využívá velké šupiny umístěné na břiše. Ponoří je do země jako malé lopaty. Když je šupina uvnitř, had používá své svaly, aby ji posunul směrem k ocasu. V důsledku toho jsou váhy postupně odtlačovány od země, což umožňuje hadovi pohybovat se. Tato metoda je podobná veslování, které lidé používají k pohybu na lodích. Pohyb vah je podobný pohybům.
Úžasný pohled
Charakteristický svíjející se pohyb používají hadi k pohybu po poměrně tvrdé zemi. Aby se had posunul dopředu, tlačí na kořeny, kameny, klacky a jiné tvrdé předměty a ohýbá své tělo na stranu. Při tomto způsobu pohybu had střídavě stahuje své boční svaly, což mu umožňuje plazit se dopředu.Takové vlnovité pohyby jsou základem hadího plazení. Zvenčí je tato podívaná hypnotizující. Plaz jako by ležel nehybně, ale zároveň pro oko proudí dopředu. Tento pocit lehkosti a nepostřehnutelnosti pohybu je klamný. Hadi jsou úžasně silní tvorové, jejich plynulé pohyby zajišťuje synchronizovaná a odměřená práce svalů.
Čtvrtý typ pohybu se nazývá laterální pohyb nebo kroucení. Je charakteristický hlavně pro hady žijící v poušti. Pomocí tohoto typu pohybu se pohybují sypkým pískem a dělají to překvapivě rychle. Pohyb do strany se tak nazývá proto, že nejprve se hadova hlava pohybuje šikmo dopředu a do strany a teprve potom táhne tělo nahoru. Nejprve spočívá na zadní části těla, poté na přední. Tento typ pohybu zanechává na písku podivné paralelní stopy s charakteristickými háčky na koncích segmentů.
Jsou i jiné způsoby, jak se hadi mohou pohybovat. Rajští hadi, kteří se vyskytují v Indočíně, Indonésii a na Filipínách, žijí na palmách. Pokud chtějí změnit své stanoviště, jednoduše přeletí na jiný strom. Ve skutečnosti samozřejmě skáčou. Před skokem rajský had se velmi zhluboka nadechne, aby se uvnitř těla vytvořila vzduchová komora, která funguje jako padák. To jí umožňuje klouzat na impozantní vzdálenost až třiceti metrů.
Není přesně známo, kdy nohy zmizely během evoluce u předků moderních hadů, ale na rentgenových snímcích lze stále vidět rudimentární zbytky dolních končetin.
Instrukce
Protože všichni hadi jsou aktivní predátoři, absence nohou neovlivnila jejich rychlost a obratnost. Končetiny hadů jsou nahrazeny šupinami, které pokrývají tělo. Pohyby v důsledku přilnutí šupin k povrchu jsou rozděleny do čtyř hlavních typů.
Přímočarý pohyb (housenka). Skupina šupin na břišní straně zvířete tlačí hadí tělo dopředu a ponoří se do hladiny jako vesla na člunu; Takže šupiny jedna po druhé nejprve vyčnívají, pak jsou přitlačovány silou pohybu zvláštní skupiny svalů a had se pohybuje vpřed.
Vlnový pohyb do stran (kroutí). Zdá se, že hadí tělo proudí do stran a dochází ke střídavému stahování postranních svalů těla. Všechny body těla zvířete v kontaktu s povrchem neustále provádějí řadu sekvenčních pohybů: tlačit, nosit, podporovat. Díky těmto pohybům vzniká obraz rychlého a snadného pohybu. Počet obratlů u hadů dosahuje 435, proto je počet ohybových bodů přibližně stejný. Jak delší než had, tím výkonnější a rychlejší se může pohybovat.
Laterální pohyb (kroucení). Hlava plaza jde do strany a dopředu, pak je tělo přitaženo k ní. Při opírání o přední část těla je zadní část předsunuta, poté se cyklus opakuje obráceně. Je to pocit, jako by šel had. Takto se pohybuje písková f-díra.
Způsoby dopravy
Může se zdát, že je velmi obtížné pohybovat se bez nohou, ale hadi to zvládají mistrně. Ve skutečnosti vědí, jak se pohybovat na souši čtyřmi hlavními způsoby. Pokud jedna metoda nevyhovuje, použijí jinou. Někdy, zvláště na velmi rovný povrch , musí vyzkoušet všechny čtyři metody. Plazení hadů může být poměrně rychlé a někteří z nich jsou dokonce schopni pronásledovat svou kořist. I ti nejrychlejší hadi však zřídka dosahují rychlosti přesahující 8 km/h. Plazivý rychlostní rekord je 16-19 km/h a patří.
černá mamba
1. Akordeonový pohyb
Jeden způsob, jakým se had pohybuje, se nazývá akordeonový pohyb. Nejprve had shromáždí své tělo do záhybů. Poté držící špičku ocasu na místě a tlačí přední část těla dopředu. A nakonec utáhne zadní část těla.
2. Pohyb stopy
Pomocí housenkového pohybu se had může pohybovat přímočaře.
Tento pohyb používá, když potřebuje překonat nějaké úzké hrdlo. Had přitom pohybuje velkými šupinami umístěnými na jeho břiše. Váhy jedna po druhé zapadají do země jako malé lopatky. Jakmile se šupiny zaboří do země, svaly je posunou směrem k ocasu.. Hadi při tomto pohybu střídavě stahují svaly na bocích, takže se jejich tělo ohýbá do tvaru S: had se kroutí a plazí.
Nejběžnějším způsobem plazení hadů je vlnovité ohýbání těla. Klidně se plazící had je úžasně krásný a uhrančivý pohled. Zdá se, že se nic neděje. Pohyby jsou téměř neznatelné. Tělo jako by leželo nehybně a zároveň rychle plyne. Pocit snadného pohybu hada je klamný. Je to v ní úžasné
silné tělo
Mnoho svalů pracuje synchronně a odměřeně a pohybují tělem přesně a hladce. Každý bod těla v kontaktu se zemí se střídavě ocitá ve fázi buď podpory, tlačení nebo předávání. A tak neustále: podpora-tlačit-přenos, podpora-tlačit-přenos... Čím delší tělo, tím více ohybů a rychlejší pohyb. Proto se v průběhu evoluce tělo hadů prodlužovalo a prodlužovalo. V tomto ohledu jsou rekordmany mezi obratlovci. Počet obratlů v nich může dosáhnout 435 (u lidí pro srovnání pouze 32-33).
4. Kroucení nebo pohyb do stran - Jedná se o způsob pohybu, který využívají pouze některé druhy hadů žijících v poušti. Pomocí této metody se mohou rychle pohybovat sypkým pískem a pohybují se tak bleskově, že je obtížné je sledovat. V tomto případě jde hlava hada do strany a dopředu a poté je tělo vytaženo nahoru. Hadi začínají téměř chodit, lze-li to říci o zcela beznohých tvorech: opřeni o zadní část těla nesou přední část dopředu a naopak. V tomto případě se objevují velmi zvláštní značky v podobě šikmých paralelních pruhů s háčky na konci. Okamžitě byste nehádali, že taková stopa může zanechat
živá bytost ! Právě tímto způsobem se písek pohybuje - velmi nebezpečný had
Někteří hadi jsou dokonce schopni skákat vpřed, nejprve shromáždit své tělo do prstenců, jako je pružina, a pak je ostře narovnat.