Роль движения в жизни животных

Живые организмы

Чем живые организмы отличаются от неодушевленных предметов? Вопрос до сих пор обсуждается учеными. Вы наверняка скажете: движением! И будете правы. Отчасти. На самом деле на первое место ставят такие признаки, как особенности строения, обмен веществ, рост, размножение, раздражимость, саморегуляция. И седьмым из девяти критериев называют способность к движению — локомоцию (от лат. locus — «место» и motio — «движение»), целенаправленное перемещение живых существ в пространстве: плавание, полет, ходьба, бег, лазание…

Вода

Несмотря на то что вода — это колыбель всего живого, в настоящее время на 13 сухопутных животных приходится только один водный житель. Плотность воды больше воздуха в 800 раз, а вязкость — в 55 раз. А еще в воде действует так называемая архимедова сила, которая выталкивает из нее тела. Такие условия привели к развитию всевозможных адаптаций живущих в ней организмов и, конечно, к разным способам локомоции. И некоторые животные научились плавать очень быстро!

Локомоторные органы у разных групп животных разного происхождения имеют сходное строение, определяемое свойствами среды. Конечности дельфинов и китов, похожие на плавники, вовсе не свидетельствуют об их родстве с рыбами.

Самый лучший пловец

Некоторые животные, имеющие длинное червеобразное тело, перемещаются в воде ползая. Ну, например, мурены, угри, миноги, миксины. Такой способ передвижения зародился очень-очень давно, еще в водном грунте. Бывали случаи, когда угри переползали по земле из одного водоема в другой прямо по росистой траве.

Многие перемещаются за счет ундуляции (феномена распространения ударной волны через жидкость, скопившуюся в одной из крупных полостей организма, на стенку полости). Вот скат. У него необычные волнообразные движения мантии, которая образована боковыми плавниками, сросшимися с головой. Это и есть ундуляция. Причем, если скат ундулирует в горизонтальной плоскости, то рыба-нож — в вертикальной.

У рыб есть несколько способов перемещения в водной среде, и все благодаря плавникам, в том числе хвостовому. А конечностей у рыб только две — это боковые плавнички. Они могут быть маленькими, как у тех, кто перемещается за счет ундуляции, или такими огромными, что даже позволяют рыбам выскакивать из воды и совершать машущий полет (летучие рыбы).

Так, группер, которого называют «каменный окунь», живет среди камней, среди скал, ему не нужна большая скорость, ему нужен резкий рывок и резкий тормоз. Поэтому у него большие плавники, как паруса. И совершенно другие плавники у стремительного хищника карангоса, родственника самых быстрых тунцовых рыб, таких как марлин или рыба-меч, развивающих скорость почти 100 км/ч.

Самый гибкий прыгун

Представьте себе воздушный шарик. Вот вы надуваете его, надуваете, а потом отпускаете — и он устремляется прочь на огромной скорости. Это сработала реактивная тяга. Ее используют и некоторые животные в водной среде. Набирая воду во внутреннюю полость и с силой выбрасывая ее через раскрывающееся отверстие, движутся личинки стрекоз и жуков-плавунцов, головоногие моллюски (кальмары, осьминоги) и некоторые медузы. Люди поняли этот принцип и использовали его для создания реактивных двигателей.

А как передвигается рак? Под водой он ходит на своих конечностях, но точно так же может ходить по земле. Где ему проще двигаться быстрее? На суше — там, где нет сопротивления воды? Вроде бы да. Но на суше рак не способен на некоторые свои трюки. Стоит опустить руку в банку — и он словно взлетает, как реактивный самолет. Как он это делает? Да очень просто: его хвост — это же весло! Один гребок — и рак совершает резкий бросок в сторону и спасается от преследования.

Земля. Воздух

Одной из важнейших характеристик наземно-воздушной среды является большой удельный вес организмов, который в воде компенсируется архимедовой силой. Приспосабливались к этому животные по-разному.

Самый быстрый ползун

Когда сформировалась суша, первыми стали выбираться на нее те, кто жил в донном грунте, поскольку среды обитания с подземной очень схожи. Скорее всего, это были различные черви. Но вот что интересно: змея, имея подобное длинное тело, лишенное конечностей, использует принципиально иной способ локомоции. Кстати, у предков змей конечности были, так что это более продвинутая в эволюционном плане конструкция. Ведь змеи умеют буквально ходить на ребрах! Ребра у змей начинаются от шеи и заканчиваются в основании хвоста. А еще у них есть брюшные щитки. Если тело покрыто небольшими черепицевидными щитками-чешуйками, то на брюхе щитки поперечные. Как гусеницы у танка или у трактора. И змее для того, чтоб передвигаться, не обязательно изгибаться, она может двигаться за счет щитков и перебирания ребрами абсолютно прямо.

А вот возьмем улиток. Гигантскую африканскую улитку называют улиткой Гулливером, а научное ее название — ахатина. Ползет она на своей единственной ноге, и потому такие моллюски называются брюхоногие. Ахатина передвигается по суше точно так же, как передвигаются в водной среде похожие на нее водные улитки, например всем известные рапаны или прудовики. Среда другая, но принцип тот же — за счет сокращений мышц ноги.

Самый скоростной бегун

Как ходят люди? На ногах. Называется это стопохождение. Кроме нас стопохождение наблюдается у некоторых других млекопитающих: других приматов, медведей, ежей, землероек и большинства грызунов. Только они, конечно, ходят на четырех лапах. Стопохождение не отличается особой быстротой (хотя, медведь может развивать скорость до 50 км/ч), но гарантирует устойчивость и маневренность.

А как быть тем животным, что живут на открытых пространствах и которым нужно бегать именно быстро и долго, — лошадям, антилопам? На ногах у них копыта — бывший коготь далекого предка лошади! Такой способ локомоции называется пальцехождение, или фалангохождение. Правильно, он есть и у быстроногих хищников. Например, у гепарда каждая лапа опирается на четыре пальца, при этом когти не втягиваются, как у других кошек, а работают как шипы на спортивной обуви — шиповках.

В животном мире есть и совсем необычные бегуны: плащеносная ящерица или птица чомга могут очень быстро бегать по воде, как по земле, и не тонуть!

А теперь давайте разберемся, чем бег отличается от ходьбы.

Ходьба — когда у животного, имеющего четыре конечности, только две отрываются от земли.

Бег — в этом случае все конечности, будь их четыре или две, отрываются от почвы.

Далее идут прыжки и, наконец, лазанье.

Отдельно можно выделить плавание, только не в воде, а в сыпучем грунте (например, в песке, где можно даже утонуть). Перед вами песчаный удавчик, который может нырять в песок и перемещаться в его толще, а на поверхности остаются только глаза — поэтому они и расположены у него на самом верху головы.

Самый цепкий альпинист

Вспомните картину, как испуганная кошка стрелой взлетает на вершину дерева, а потом не может спуститься. К сожалению, довольно часто случается. Если бы кошка окончательно переселилась на деревья (как белка), она наверняка тоже научилась бы бегать по стволу, как по полу, и вверх головой, и вниз — через несколько миллионов лет. У многих животных со временем появились оригинальные альпинистские приспособления: от острых коготков до присосок и сложнейших щеточек на пальцах.

А у некоторых животных (например, у бинтуронгов или паукообразных обезьян) хвост превратился в пятую конечность. Такую же цепкую, как рука! Они могут подолгу висеть со свободными руками и ногами, обхватив ветку только одним хвостом! А как некоторым приматам, например гиббонам, удается летать с дерева на дерево, причем с такой скоростью, что человек их бегом по земле не догонит? Ведь у них нет хвостов! При помощи двух передних конечностей. Такой вид передвижения называется брахиация — способность перемещаться с одной опоры на другую, раскачиваясь на руках.

И она оказалась едва ли не самым быстрым способом перемещения по кронам деревьев. Но этот стиль освоили лишь немногие. А как же быть тем жителям лесов, которым приходится перемещаться по вертикальным поверхностям, да еще и головой вниз?

Первый способ вертикального перемещения нам показывают квакши или древолазы: у них на каждом пальчике по присоске. А липкая слизь, которую выделяет все тело, облегчает задачу: лягушка прилипает к поверхности, и нагрузка на присоски значительно уменьшается. Гекконы тоже используют принцип прилипания. А хамелеон — типичный представитель группы, в которой особи обхватывают ветки конечностями.

Самый быстрый летун

Применить реактивную тягу на суше никто из животных не смог. В воздухе, при полете, им приходится использовать только мышечную тягу и подъемную силу крыла. Все начиналось с прыжка, он позволил оторваться от земли. А потом… Потом было что? Да, полет, но какой полет? Сначала только планирующий. Летать умеют змеи и ящерицы, заметно уплощая свое тело. Даже обычная белка в длинном прыжке может изменить направление своего полета движением пышного хвоста, который работает как руль.

Но настоящими покорителями воздуха стали насекомые и птицы. При этом, несмотря на то, что некоторые птицы научились даже зависать в воздухе, как мухи или стрекозы, механизмы полета у разных групп животных существенно различаются. Однако несмотря на то, что некоторые летуны могут целые сутки проводить в воздухе, нет таких животных, которые освоили бы воздушную среду полностью, жили бы в ней как «рыбы в воде», обходясь без посадок на твердую поверхность.

Одним птицам, например стрижам, нужна скорость, другим, например альбатросам, — неспешный, но очень долгий полет, третьим — маневренность. Вот трясогузка со своим длинным хвостом тем не менее довольно ловко управляется с насекомыми. Для каждого вида полета свои приспособления, напоминающие части и детали самолетов: крыло, закрылки, предкрылки и, конечно, хвост.

Есть у птиц и другие суперспособности. У тех же стрижей, например. Если на дворе бушует ураган и вы думаете, что птички где-то там спят в теплом домике, пережидая непогоду, — это не так. Стрижи очень часто забираются выше облаков в плохую погоду. Там светит солнышко. Они впадают в некое подобие коматозного состояния, а с улучшением погоды выходят из него и возвращаются на землю. При этом стрижи могут находиться в непрерывном полете более девяти суток подряд!

Кстати, эволюция локомоции в животном мире еще далеко не завершена. Ведь мир живой природы находится в непрерывном движении!

Источник: www.moya-planeta.ru