Ako sa hady pohybujú. Hady sa plazia v dôsledku nerovnomerného koeficientu trenia a neustáleho prerozdelenia hmotnosti
Americkí vedci objavili mechanizmus pohybu hadov. Informovala o tom Science NOW a vedci sa objavili v časopise Zborník z Národný akadémie vied.
V prvej fáze štúdie vedci študovali vlastnosti kože na bruchu 10 kráľovské hady Campbell ( Lampropeltis triangulum campbelli) - malé plazy dlhé asi 35 centimetrov.
Po ich upokojení vedci hady premiestnili rôzne povrchy. V dôsledku toho boli schopní zistiť, že pri pohybe na hladkom povrchu je trecia sila približne rovnaká vo všetkých smeroch. Ak je povrch drsný, potom je dvakrát ťažšie posunúť hada do strany ako dopredu. Okrem toho je radenie dozadu jedenapolkrát náročnejšie ako radenie dopredu.
Ak sa pokúsite nakloniť klzký povrch, potom had dokáže prekonať maximálne sedemstupňový sklon:
Vedci potom študovali videá pohybujúcich sa hadov. Predtým vedci vedeli, že had pri plazení vysiela cez telo akúsi „vlnu“. Vedci dokázali, že pri prechode „vlny“ plaz zdvihne niektoré časti tela, čím zníži treciu silu na povrchu na nepotrebných miestach a zvýši ju tam, kde je telo odpudzované.
Uložením zhromaždených informácií do počítača vedci získali model hada, ktorý sa pohyboval rovnako rýchlo ako jeho živé náprotivky:
Podľa výskumníkov môžu byť nové výsledky použité na vytvorenie novej generácie robotov, ktorí sa budú môcť pohybovať ako hady. Takéto mechanizmy môžu byť užitočné napríklad pri hľadaní a záchrane ľudí uväznených pod troskami zničených budov.
Nové dielo bolo pozitívne prijaté odborníkmi v danej oblasti. Mnohí poznamenávajú, že úloha šupín pri pohybe hadov je známa už viac ako 60 rokov, ale americkým výskumníkom sa po prvýkrát podarilo spojiť všetky detaily pohybu plaza a dosiahnuť dobrú zhodu medzi modelom a skutočný pohyb hada.
Pohyb hadov je plný očarujúcej originality. Pohľad na ticho sa posúvajúcu zvíjajúcu sa stuhu na diváka zapôsobí nezmazateľný dojem a poskytuje estetické potešenie. Typický takzvaný „had“ pohyb však ani zďaleka nie je jedinou metódou, ktorú hady využívajú. IN rozdielne podmienky stanovištia, na rôznych substrátoch rôzne hady vyvinuli množstvo špeciálnych druhov pohybu. Pri „hadovom“ type pohybu sa telo vlnovito ohýba a výsledné vlny akoby prebiehali pozdĺž tela od hlavy po chvost. Vyklenutá časť tela, umiestnená šikmo k smeru pohybu, sa opiera o podložku a vytvára tlačnú silu. Smeruje pod uhlom k pohybu, ale môže sa rozložiť na dve zložky - kolmú a rovnobežnú s líniou pohybu. Prvá zložka je tlmená odporom opory a druhá tlačí telo dopredu.
Čím viac ohybov, tým väčší súčet hnacou silou. Preto majú hady, ktoré využívajú tento spôsob pohybu, väčšinou dlhé, pružné a štíhle telo. Takými sú napríklad hady a hady - aktívnych hadov, sledovanie a doháňanie svojej koristi. Všimnime si však, že rýchlosť vyvinutá hadom ani pri najrýchlejšom kĺzaní nepresahuje spravidla 6-8 km za hodinu a u mnohých druhov nedosahuje ani 5 km za hodinu. Preto človek ľahko dobehne akéhokoľvek hada, ak sa súťaž koná na otvorenom priestranstve. Mnohých čitateľov zrejme tiež zaujíma opačný výsledok: môžeme s istotou zaručiť, že had nemôže človeka dobehnúť, aj keby to veľmi chcel. Táto možnosť je však len teoretická, pretože hady nikdy neprenasledujú človeka.
Keďže hadovitý typ pohybu využíva oporu na substráte, účinnosť pohybu závisí od drsnosti podpery. Had sa teda nemôže pohybovať po hladkom skle: telo sa krúti, ale zviera zostáva na mieste. Okrem hladkého substrátu poskytuje telu slabú oporu aj sypký substrát – pohyblivé púštne piesky nepodopierané vegetáciou. Za týchto podmienok niektoré druhy hadov ( piesková faff, zmija chvostá, štrkáč rohatý) vyvinul špeciálny typ pohybu – „bočný pohyb“. Naozaj, pri pohľade na pohybujúci sa faff ste presvedčený, že sa plazí nie dopredu, ale akoby bokom. Potiahnutím zadnej časti tela dopredu ju vyhodí dopredu bez toho, aby sa dotkol podkladu a potom, opretý o celú stranu tela, vytiahne prednú časť. Pri takomto pohybe nie je stopa súvislá, ale pozostáva zo samostatných paralelných pásov s háčikovitými koncami, ktoré sú umiestnené pod uhlom k línii pohybu. Pri tomto spôsobe pohybu je opora pevnejšia a had doslova „prešľapuje“ z jednej stopy na druhú.
Tento typ pohybu je asymetrický, takže zaťaženie svalov je nerovnomerné. Aby sa to vyrovnalo, had musí pravidelne meniť „pracovnú stranu“ svojho tela – plaziť sa buď ľavou alebo pravou stranou dopredu. Niektoré druhy hadov korisť neprenasledujú, ale nehybne ležia v zálohe, ale strážia ju. Takéto hady sú neaktívne a ich telo je zvyčajne hrubé a krátke. Nie sú schopné ladných hadích pohybov a musia túto metódu opustiť a prejsť na priamočiary alebo húsenicový typ pohybu. Zvlášť výrazné je to u veľkých zvierat a zvierat s krátkym telom. Africké zmije(maniok, zmija hlučná).
Telo lezúcej zmije sa vôbec neprehýba a pri pohľade zhora sa zdá, že jednoducho pláva na hladine. Zboku je jasne vidieť ako ventrálna strana prebehne séria kontrakcií a natiahnutí, ktoré poháňajú hada dopredu. Zdá sa, že kľukatý vzor na bokoch tela ožíva, jeho uhly sa buď zmenšujú alebo zväčšujú, a zdá sa, že zmija „kráča“ na tuctu párov krátkych nôh. Pri pohybe hadov, najmä pri poslednej metóde, dôležitú úlohu rozšírené brušné scutes hrať. Môžu k sebe tesne priliehať, vytvárať hladký povrch alebo stiahnutím brušných svalov sa zníži ich zadný okraj a vytvorí sa dobrá opora. Manévrovaním svojich ventrálnych štítov môže had vytvoriť trakciu alebo naopak; poskytujú kĺzanie po rôznych častiach tela. Význam brušných štítov potvrdzuje skutočnosť, že morské hady žijú celý svoj život v vodné prostredie, stratil ich. Ich brucho je pokryté rovnakými malými šupinami ako ich chrbát. A tak, ak je takýto had vytiahnutý na súš, krúti sa, no po pevnom substráte sa takmer nedokáže pohybovať. V norovaní, plávaní a stromové hady vznikajú špeciálne špecifické úpravy pre pohyb, o ktorých sa bude diskutovať pri popise týchto druhov.
Hady jedia širokú škálu zvierat, od červov, mäkkýšov a hmyzu až po ryby, vtáky, hlodavce a malé kopytníky. Všetky hady sú mäsožravé a drvivá väčšina loví živú korisť. Iba jednotlivé druhy Niekedy prejavujú záľubu v zdochlinách (zmija perzská, vodná tlama). Všetky hady prehltnú svoju korisť celú, bez toho, aby ju roztrhali alebo žuvali. Diéta závisí od veľkosti hada; veľké druhyživia sa primerane väčšou korisťou. Zloženie potravy sa veľmi líši v závislosti od veku: mladí jedinci väčšiny hadov sa živia malými bezstavovcami a dospelí zvyčajne prechádzajú na kŕmenie stavovcami.
Iba malé druhy hady (slepé hady, contia atď.) sa celý život živia hmyzom, červami atď. Mnohé hady sa obmedzujú na určité potraviny a niekedy ide špecializácia tak ďaleko, že spôsobuje dramatické zmeny v štruktúre kostry. zubný systém. Napríklad v africkom vaječnom hadovi, ktorý sa živí iba vtáčie vajcia, počet zubov sa zmenšil a stali sa malými a tupými a výbežky stavcov, ktoré perforujú pažerák, vytvárajú ostrú „pílku na vajcia“, ktorá slúži na rezanie škrupiny vajec. Vďaka rozťažnosti ústnej dutiny a pokrývky tela môžu hady prehltnúť korisť, ktorá je 2-3 krát hrubšia ako oni sami. Aj tieto schopnosti však majú svoje hranice a ani 10-metrový boa constrictor či pytón nedokáže prehltnúť dospelého koňa či kravu, ako často uvádzajú „očití svedkovia“ po návrate z ďalekých ciest.
Najväčšie zvieratá, aké kedy boa constrictor prehltli, dosahovali veľkosť prasaťa alebo srnca. Hady prehĺtajú ulovenú korisť zaživa, ak je malá a nekladie silný odpor. Používajú sa na veľkú a silnú korisť rôznymi spôsobmi zabíjanie, predovšetkým uškrtenie telesnými krúžkami. Túto techniku používajú boa constrictor a väčšina colubridných hadov. Je dôležité poznamenať, že pri uškrtení boa constrictor nerozdrví rebrá svojej obete, ako sa často opisuje. Stláča obeť len natoľko, aby ochromila jej dýchacie pohyby. Zlomené rebro v tele koristi by bolo smrteľné pre samotného hada, pretože pri prehltnutí by ľahko prepichol hadovu veľmi natiahnutú kožu. Preto sa obeť dostane do žalúdka nielen celá, ale aj nepoškodená.
Špeciálne a veľmi efektívnym spôsobom zabíjanie koristi sa osvedčilo jedovaté hady. Jedovatý druh sú prítomné v rodine už podobných zvierat, ale ich jedovaté zuby sa nachádzajú v hĺbke úst a dostanú sa do tela obete iba vtedy, keď je silne zachytené ústami hada. Preto sú takéto druhy nútené držať zajatú korisť. U morské hady, asps, zmije a zmije, jedovaté zuby sú umiestnené vpredu, takže tieto hady po rýchlom uhryznutí a vstreknutí časti jedu do tela obete môžu vypustiť obeť a počkať, kým jed bude mať katastrofálny účinok. účinok. Vznik jedovatého aparátu je nepochybne spojený s najdôležitejšia vlastnosť had - prehĺtanie veľká produkciaúplne. Takáto korisť musí byť najskôr znehybnená a jed túto úlohu plní tým najdokonalejším spôsobom. Okrem toho zavedenie jedu do tela obete niekoľkokrát urýchli jeho trávenie, pretože jed zvnútra ničí tkanivá tela obete a pripravuje ich na absorpciu.
Treba poznamenať, že hady zriedkavo vyvíjajú skutočne pôsobivé rýchlosti. Väčšina druhov sa nepohybuje rýchlejšie ako osem kilometrov za hodinu, no napríklad mamba čierna sa dokáže plaziť rýchlosťou šestnásť až devätnásť kilometrov za hodinu.Jednou z hlavných metód pohybu je akordeónový pohyb. Had najprv zhromažďuje celé svoje telo do záhybov, potom, fixujúc špičku chvosta na jednom mieste, sa tlačí dopredu. Potom vytiahne zadnú časť tela a opäť sa zloží do záhybov.
Druhým spôsobom pohybu je pohyb pomocou húsenice. Týmto spôsobom sa hady pohybujú v priamom smere a prekonávajú niektoré úzke miesta. Pri tejto metóde had používa veľké šupiny umiestnené na bruchu. Ponára ich do zeme ako malé lopatky. Keď je mierka vložená, had ju pomocou svalov posúva smerom k chvostu. V dôsledku toho sa váhy postupne odtláčajú od zeme, čo umožňuje hadovi pohybovať sa. Táto metóda je podobná veslovaniu, ktoré ľudia používajú na pohyb v lodičkách. Pohyb váh je podobný pohybom.
Úžasný pohľad
Charakteristický zvíjajúci sa pohyb používajú hady na pohyb po dosť tvrdom teréne. Aby sa had pohol dopredu, tlačí na korene, kamene, palice a iné tvrdé predmety a ohýba telo na stranu. Pri tomto spôsobe pohybu had striedavo sťahuje bočné svaly, čo mu umožňuje plaziť sa dopredu.Takéto vlnovité pohyby sú základom hadieho plazenia. Zvonku je táto podívaná hypnotizujúca. Plaz akoby nehybne ležal, no zároveň pre oko tečie dopredu. Tento pocit ľahkosti a nevnímateľnosti pohybu je klamlivý. Hady sú úžasne silné stvorenia, ich plynulé pohyby zabezpečuje synchronizovaná a meraná práca svalov.
Štvrtý typ pohybu sa nazýva laterálny pohyb alebo krútenie. Je charakteristický hlavne pre hady žijúce v púšti. Pomocou tohto typu pohybu sa pohybujú sypkým pieskom a robia to prekvapivo rýchlo. Bočný pohyb sa nazýva preto, že najprv sa hlava hada pohybuje diagonálne dopredu a do strany a až potom vytiahne telo. Najprv spočíva na zadnej časti tela, potom na prednej strane. Tento typ pohybu zanecháva na piesku zvláštne paralelné stopy s charakteristickými háčikmi na koncoch segmentov.
Existujú aj iné spôsoby, ako sa hady môžu pohybovať. Rajské hady, ktoré sa nachádzajú v Indočíne, Indonézii a na Filipínach, žijú na palmách. Ak chcú zmeniť svoje stanovište, jednoducho preletia na iný strom. V skutočnosti samozrejme skáču. Pred skokom rajský had sa veľmi zhlboka nadýchne, aby sa v tele vytvorila vzduchová komora, ktorá funguje ako padák. To jej umožňuje kĺzať na impozantnú vzdialenosť až tridsať metrov.
Nie je presne známe, kedy nohy počas evolúcie u predkov moderných hadov zmizli, ale na röntgenových snímkach je stále možné vidieť základné pozostatky dolných končatín.
Pokyny
Keďže všetky hady sú aktívnymi predátormi, absencia nôh neovplyvnila ich rýchlosť a obratnosť. Končatiny hadov sú nahradené šupinami, ktoré pokrývajú telo. Pohyby v dôsledku priľnutia šupín k povrchu sú rozdelené do štyroch hlavných typov.
Priamočiary pohyb (húsenica). Skupina šupín na ventrálnej strane zvieraťa tlačí telo hada dopredu a vrhá sa na hladinu ako veslá na člne, zatiaľ čo zvyšné šupiny vytvárajú zastávku. Takže, jeden po druhom, váhy najprv vyčnievajú, potom sú stlačené silou pohybu špeciálnej skupiny svalov a had sa pohybuje dopredu.
Bočný pohyb podobný vlne (krívanie). Zdá sa, že telo hada tečie do strán a dochádza k striedavým kontrakciám bočných svalov tela. Všetky body tela zvieraťa v kontakte s povrchom neustále vykonávajú sériu sekvenčných pohybov: tlačiť, nosiť, podporovať. Vďaka týmto pohybom sa vytvára obraz rýchleho a ľahkého pohybu. Počet stavcov u hadov dosahuje 435, preto je počet bodov ohybu približne rovnaký. Ako dlhšie ako had, tým výkonnejšie a rýchlejšie sa môže pohybovať.
Bočný pohyb (krútenie). Hlava plaza ide bokom a dopredu, potom sa k nej pritiahne telo. Pri opretí o prednú časť tela sa zadná časť predsunie, potom sa cyklus opakuje opačne. Je to pocit, akoby kráčal had. Takto sa pohybuje piesková f-diera.
Spôsoby dopravy
Môže sa zdať, že pohybovať sa bez nôh je veľmi ťažké, no hady to zvládajú majstrovsky. V skutočnosti sa vedia pohybovať po súši štyrmi hlavnými spôsobmi. Ak jedna metóda nie je vhodná, potom použijú inú. Niekedy, najmä na veľmi rovný povrch , musia vyskúšať všetky štyri spôsoby. Plazenie hadov môže byť dosť rýchle a niektoré z nich sú dokonca schopné prenasledovať svoju korisť. Aj tie najrýchlejšie hady však len zriedka dosahujú rýchlosť presahujúcu 8 km/h. Plazivý rýchlostný rekord je 16-19 km/h a patrí.
čierna mamba
1. Akordeónový pohyb
Jeden spôsob, akým sa had pohybuje, sa nazýva akordeónový pohyb. Po prvé, had zhromažďuje svoje telo do záhybov. Potom, držiac špičku chvosta na mieste, tlačí prednú časť tela dopredu. A nakoniec utiahne zadnú časť tela.
2. Pohyb stopy
Pomocou pohybu húsenice sa had môže pohybovať v priamom smere.
Používa tento pohyb, keď potrebuje prekonať nejaké úzke miesto. Zároveň had pohybuje veľkými šupinami umiestnenými na bruchu. Váhy jeden po druhom zapadajú do zeme ako malé lopatky. Len čo sa šupiny zaboria do zeme, svaly ich posunú smerom k chvostu.. Hady pri tomto pohybe striedavo sťahujú svaly na bokoch, takže ich telo sa ohýba do tvaru S: had sa krúti a plazí.
Najbežnejším spôsobom plazenia hadov je vlnovité ohýbanie tela. Pokojne sa plaziaci had je úžasne krásny a očarujúci pohľad. Zdá sa, že sa nič nedeje. Pohyby sú takmer nepostrehnuteľné. Telo akoby nehybne ležalo a zároveň rýchlo tečie. Pocit ľahkého pohybu hada je klamlivý. Je to v nej úžasné
silné telo
Mnohé svaly pracujú synchrónne a merane, pohybujú telom presne a hladko. Každý bod tela v kontakte so zemou sa striedavo ocitá buď vo fáze opory, tlačenia alebo presunu dopredu. A tak neustále: podpora-tlačenie-prenos, podpora-tlačenie-prenos... Čím dlhšie telo, tým viac ohybov a rýchlejší pohyb. Preto sa v priebehu evolúcie telo hadov predlžovalo a predlžovalo. V tomto smere sú držiteľmi rekordov medzi stavovcami. Počet stavcov v nich môže dosiahnuť 435 (u ľudí na porovnanie iba 32-33).
4. Krútenie alebo pohyb do strán - Ide o spôsob pohybu, ktorý využívajú len niektoré druhy hadov žijúcich v púšti. Pomocou tejto metódy sa dokážu rýchlo pohybovať sypkým pieskom a pohybujú sa tak bleskovo, že je ťažké ich sledovať. V tomto prípade ide hlava hada do strany a dopredu a potom sa telo vytiahne. Hady začínajú takmer chodiť, ak sa to dá povedať o úplne beznohých tvoroch: opierajúc sa o zadnú časť tela nesú prednú časť dopredu, potom naopak. V tomto prípade sa objavujú veľmi zvláštne značky vo forme šikmých paralelných pruhov s háčikmi na konci. Okamžite by ste neuhádli, že takáto stopa môže zanechať
živého tvora ! Týmto spôsobom sa piesok pohybuje - veľmi nebezpečný had
Niektorí hadi sú dokonca schopní skákať dopredu, najprv zhromaždiť svoje telo do krúžkov, ako pružina, a potom ho ostro narovnať.