Brachiacja - Brachiation
Brachiation (od „brachium”, łac. „ramię”) lub kołysanie ramieniem jest formą lokomocji nadrzewnej, w której naczelne przeskakują z konaru na konar, używając tylko rąk. Podczas rozgałęzienia ciało jest podpierane naprzemiennie pod każdą przednią kończyną. Ta forma poruszania się jest głównym środkiem lokomocji dla małych gibonów i siamanów południowo-wschodniej Azji. Gibbons w szczególności używają rozgałęzienia aż do 80% swoich czynności ruchowych. Niektóre małpy Nowego Świata, takie jak czepiaki i muriquis, zostały początkowo sklasyfikowane jako semibrachiatory i poruszają się po drzewach w połączeniu ze skakaniem i brachiacją. Niektóre gatunki Nowego Świata praktykują również zachowania suspensywne , używając chwytnego ogona , który działa jak piąta ręka chwytająca. Dowody wykazały, że wymarła małpa Proconsul z milocenu Afryki Wschodniej rozwinęła wczesną formę zachowania suspensyjnego i dlatego była określana jako probrachiator.
Po dalszych obserwacjach i głębszym zrozumieniu anatomii i zachowania naczelnych, terminy semibrachiator i probrachiator w dużej mierze wypadły z łask w społeczności naukowej. Obecnie badacze klasyfikują gibony i siamangi jako jedyne prawdziwe brachiatory, a małpy człekokształtne klasyfikują jako zmodyfikowane brachiatory. Wszystkie inne zachowania związane z odrętwieniem, które nie spełniają żadnej z tych klasyfikacji, są określane jako postawy zawieszenia i lokomocji przedramienia.
Niektóre cechy, które pozwalają naczelnym na odgałęzienie obejmują krótki kręgosłup (zwłaszcza lędźwiowy ), krótkie paznokcie (zamiast pazurów), długie zakrzywione palce, zmniejszone kciuki, długie kończyny przednie i swobodnie obracające się nadgarstki. Współcześni ludzie zachowują wiele cech fizycznych, które sugerują przodka brachiatora, w tym elastyczne stawy barkowe i palce dobrze nadające się do chwytania. U mniejszych małp te cechy były przystosowaniem do odgałęzienia. Chociaż małpy człekokształtne zwykle nie rozszczepiają się (z wyjątkiem orangutanów ), anatomia człowieka sugeruje, że rozgałęzienie może być eksaptycją na dwunożność , a zdrowi, współcześni ludzie nadal są zdolni do rozgałęzienia. W niektórych parkach dla dzieci znajdują się drabinki, na których dzieci bawią się brachiating.
Poza kształtowaniem ewolucji budowy ciała gibonów, brachiacja wpłynęła na styl i porządek ich zachowania. Na przykład, w przeciwieństwie do innych naczelnych, które noszą niemowlęta na plecach, gibony będą nosić młode na brzuchu. Wpływa również na ich zabawę, kopulację i walkę. Uważa się, że gibony uzyskują ewolucyjne korzyści poprzez odgałęzienie i zawieszenie oburącz ( podwieszenie dwuręczne ) podczas karmienia. Podczas gdy mniejsze naczelne nie są w stanie utrzymać się za obie ręce przez długi czas, a większe są zbyt ciężkie, aby wykorzystywać zasoby żywności na końcach gałęzi, gibony mogą pozostać zawieszone przez dłuższy czas i używać swoich długich ramion, aby łatwiej dotrzeć do pożywienia w końcowych gałęziach . Inna teoria zakłada, że odrętwienie jest cichszym i mniej oczywistym sposobem poruszania się niż skakanie i wspinanie się na czworonogach, dzięki czemu skuteczniej unika się drapieżników .
Rodzaje brachiacji
Ciągły kontakt
Ta forma odgałęzienia występuje, gdy naczelny porusza się z mniejszą prędkością i charakteryzuje się stałym kontaktem zwierzęcia z uchwytem, takim jak gałąź drzewa. Ten rodzaj chodu wykorzystuje pasywną wymianę między dwoma rodzajami energii, potencjałem grawitacyjnym i kinetycznym ruchem translacyjnym , aby popychać zwierzę do przodu przy niskich kosztach mechanicznych. Ten tryb odgałęzienia został porównany do wzorców ruchowych chodzenia dwunożnego u ludzi.
Rykoszet
Ten rodzaj brachiacji jest używany przez naczelne do poruszania się z większą prędkością i charakteryzuje się fazą lotu pomiędzy każdym kontaktem z uchwytem. Odrętwienie rykoszetowe wykorzystuje wymianę translacyjnej i obrotowej energii kinetycznej do poruszania się do przodu i jest porównywane do ruchu przypominającego bicz. Ze względu na fazę powietrzną, odrętwienie rykoszetowe przypomina bieganie dwunożne u ludzi.
Modele brachiacji
Ruch wahadłowy
Ciągłe odgałęzienie stykowe często porównywano do ruchu prostego wahadła. Wynika to z pozafazowej fluktuacji energii, która występuje, gdy poruszający się naczelny porusza się między wyrostkami każdego drzewa, gdy energia przechodzi z potencjalnej na kinetyczną i odwrotnie. Wykorzystanie przyspieszenia grawitacyjnego do wywołania ruchu można znaleźć zarówno u naczelnych, jak i poruszającej się kuli w modelu wahadła. Brachiator może wykorzystać ten pęd na kilka różnych sposobów: podczas ruchu w dół naczelny może zmaksymalizować swoją zmianę energii kinetycznej, podczas ruchu w górę może zminimalizować utratę energii kinetycznej lub uniknąć ruchu poprzecznego podczas ruchu w górę. Brachiating naczelne dostosowały te trzy strategie maksymalizacji ruchu do przodu poprzez dostosowanie swojej postawy podczas każdego zamachu.
Ilość energii przenoszona z potencjału na kinetykę podczas ruchu wahadłowego jest znana jako odzyskiwanie energii. Utrzymanie wyższego odzysku energii podczas odgałęzienia kosztuje mniej energii i pozwala zwierzęciu szybko dotrzeć do celu, jednak ten rodzaj ruchu jest również trudniejszy do kontrolowania. Dlatego, ponieważ ryzyko pominięcia uchwytu może spowodować obrażenia lub śmierć, korzyści płynące z wolniejszego poruszania się z mniejszym odzyskiem energii i większą kontrolą prawdopodobnie przewyższają koszt dodatkowego wydatku energii.
Ewolucja brachiacji
Brachiation powstał w Afryce , trzynaście milionów lat temu. Pojawienie się większych naczelnych, które uczą się poruszać, kręcąc się na gałęziach, zobowiązuje nowe pokolenia do pewnych zmian cielesnych, które trwają do dziś u wielu gatunków, w tym u ludzi .
Uważa się, że wyspecjalizowane zachowania lokomotoryczne, takie jak rozgałęzienie, wyewoluowały z nadrzewnego czworonożnego . To zachowanie jest pradawnym i najczęstszym mechanizmem lokomotorycznym wśród naczelnych. To wyjaśniałoby, dlaczego żyjące małpy i ludzie mają wiele niezwykłych cech morfologicznych kończyny górnej i klatki piersiowej. Przejście do odgałęzienia uważane jest za główną zmianę podczas ewolucji naczelnych i jest uważane za możliwy prekursor adaptacji chodzenia dwunożnego u wczesnych hominidów . Wykazano, że wyspecjalizowane zachowanie suspensyjne ewoluowało niezależnie między grupami hominidów.
Istnieje kilka hipotez dotyczących tego, jak wczesne rozgałęzione naczelne mogły przejść w dwunożność. Najbardziej powszechnie akceptowaną z nich jest hipoteza wspinania w pionie, która mówi, że wspinanie w pionie jest biomechanicznym ogniwem między brachiacją a dwunożnością. Wiele adaptacji wspinaczkowych zostało znalezionych u wczesnych hominidów, a niektóre z tych adaptacji można nadal zaobserwować u współczesnych ludzi. Charakterystyczną postawę ciała, proporcje kończyn i budowę tułowia zidentyfikowane u małp człekokształtnych można lepiej wyjaśnić wcześniejszą adaptacją zachowań wspinaczkowych.