Эволюция сделала ноги тушканчиков оптимальными для прыжков, но потом пошла дальше
Анализируя эволюцию задних ног различных тушканчиков, ученые пришли к выводу, что даже после того, как кости их стопы срослись настолько, чтобы образовать оптимальную для прыжка структуру, они продолжали срастаться, пока не слились в единое целое. Результаты исследования будут актуальны для создания ног роботов и изучения эволюции прямохождения других видов, в том числе человека.
Кости стопы, которые у мелких тушканчиков разделены, у их более крупных собратьев практически полностью срастаются. Ученые из Мичиганского и Калифорнийского университетов (США) решили узнать, как это произошло. Их исследование показало, что кости крупных тушканчиков срослись гораздо больше, чем этого требовала бы оптимальная конструкция, которая лучше всего рассеивала бы нагрузки от прыжков и приземлений. Открытие, описанное в журнале Proceedings of the Royal Society, поможет в разработке роботизированных ног, способных выдерживать высокие нагрузки и совершать быстрые и маневренные скачкообразные передвижения.
Тушканчики — пустынные грызуны, которые прекрасно прыгают на двух задних ногах. Однако ноги крошечных видов, весящих всего несколько граммов, и тех, чей вес достигает полкилограмма, выглядят по-разному. Ноги маленьких тушканчиков мало отличаются от ног большинства других млекопитающих: их кости стопы отделены друг от друга. При этом крупные виды могут иметь разные по степени срастания стопы.
Чтобы изучить ноги разных видов, авторы провели микро-КТ-сканирование музейных образцов и создали 3D-модели их стоп, которые затем масштабировали до одинаковых размеров и подвергли различным тестам.
Анализ филогенетического древа тушканчиков показал, что изначально кости этих животных были разделены. Первые тушканчики были маленькими, их ноги могли поддерживать вес даже при прыжках с высокой отдачей. У более эволюционно поздних, крупных видов тушканчиков эти кости полностью «сливаются». У тех видов, что располагаются на эволюционном древе посередине, наблюдается частичное срастание. Сросшиеся кости подвергаются меньшему напряжению при прыжках, чем несросшиеся, тем самым усиливая сопротивление нагрузкам. Однако частично сросшиеся кости обладают наилучшими характеристиками — именно эту конструкцию можно назвать оптимальной.
По мнению ученых, эволюция достигла оптимальной точки частичного слияния, однако продолжилась до полного срастания костей плюсны. Поскольку полностью сросшиеся кости все еще были достаточно прочны, чтобы оставаться эффективными при прыжках, тушканчики не испытывали эволюционного давления, которое могло бы остановить слияние их костей.
Подобный анализ может помочь выявить и другие способы изменения формы скелета, которые животные претерпевали при переходе от хождения на четырех ногах к прямохождению. Авторы исследования также планируют смоделировать, с какими нагрузками сталкивались кости стопы вымерших предков человека.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии