Поясница жирафов и бегемотов потеряла гибкость из-за отказа от прыжкового бега и большого веса хозяина
Ученые определили, что подвижность позвоночника у парнокопытных тесно взаимосвязана со способом их бега и весом тела. Авторы пришли к такому заключению, проанализировав более семидесяти видов млекопитающих. Так, у парнокопытных с массой более трехсот килограмм подвижность поясничного отдела очень ограничена, из-за чего они не способны к прыжковому и скоростному галопу, который характерен для средних и мелких видов. Выявленные закономерности объясняют процесс бега парнокопытных, и на их основании можно проследить эволюцию типов передвижения в разных группах.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Anatomy. Млекопитающие имеют уникальную черту — их поясничный отдел позвоночника способен сгибаться в сагиттальной плоскости, то есть той, что делит тело на правую и левую половины. Яркий пример — то, как кошка выгибает спину. Вертикальная подвижность (то есть подвижность как раз в сагиттальной плоскости) между позвонками связана с адаптацией млекопитающих к специфическому типу бега — галопу, при котором за счет вертикальных изгибов позвоночника увеличивается длина шага как задних, так и передних конечностей.
Исследователи из Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН (Москва) и Палеонтологического института имени А. А. Борисяка РАН (Москва) изучили строение позвоночника млекопитающих и пришли к выводу, что пояснично-крестцовый сустав у многих копытных сильно отличается по строению и подвижности от других суставов позвоночника. Проанализировав его особенности у более чем семидесяти видов парнокопытных животных, ученые показали, что строение этого сустава ключевым образом влияет на подвижность спины в целом.
Оказалось, что амплитуда его вертикальной подвижности у представителей отряда копытных различается в семь раз (от 4,5 до 31 градуса). У маленьких и средних, например зебр и газелей, пояснично-крестцовый сустав в 3–4 раза более подвижный, чем другие поясничные суставы. При этом у животных одинакового размера его подвижность также может значительно отличаться. Ученые выяснили, что это связано с формой бега.
Известный биомеханик П. П. Гамбарян предложил классификацию способов галопа млекопитающих. Согласно ей, большинство мелких и средних копытных используют две формы галопа: скоростную и прыжково-скоростную. В первом случае животное набирает скорость за счет увеличения частоты шагов; такой галоп характерен для лошадей, северных оленей и сайгаков. При прыжково-скоростной форме бега увеличение длины шагов происходит за счет длинных прыжков. Оба способа позволяют парнокопытным, например антилопам и газелям, развивать довольно высокую скорость, до 80–90 км/ч.
В результате настоящего исследования удалось показать, что у видов, адаптированных к прыжково-скоростной форме бега, подвижность в пояснично-крестцовом суставе в среднем в полтора раза выше, чем у видов, адаптированных к скоростной форме. Однако такие формы бега доступны лишь для мелких и средних копытных. Анализ способов передвижения различных копытных животных показал, что вес в 200–400 килограммов является верхней границей для прыжковых форм бега. При увеличении размеров парнокопытные переходят к более экономичным формам галопа, таким как полутяжелая форма бега, характерная, например, для современных быков.
Одновременно с отказом от прыжковых форм бега эти животные в значительной степени утрачивают и вертикальную гибкость спины. В результате у самых больших и тяжелых парнокопытных — бегемотов и жирафов — она низкая на протяжении всей поясницы, и пояснично-крестцовый сустав не выделяется на фоне соседних суставов. Авторы связывают это с тем, что у наиболее крупных копытных подвижность поясничного отдела спины и пояснично-крестцового сустава сильно ограничена из-за особенностей процесса роста. При экстремальном увеличении размеров копытные могут и вовсе отказываться от галопа, как это делают гиппопотамы, или даже потерять способность к передвижению без постоянной опоры на субстрат, как это происходит у слонов.
«В данном исследовании мы изучили амплитуду подвижности пояснично-крестцового сустава почти у 80 видов парнокопытных. Размер этих животных находится в диапазоне всего от нескольких килограмм до нескольких тонн. Мы выяснили, что подвижность в пояснично-крестцовом суставе определяется, в основном, формой бега и весом тела животного. Мы планируем продолжить исследование на еще более широком наборе видов», — рассказывает один из авторов статьи Руслан Беляев, научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Сверхпроводимость очень чувствительна к внутренней организации материала, в котором проявляется. Чтобы уговорить эту «птицу счастья» стабильно работать, физики тщательно следят практически за каждым атомом в сверхпроводниках и всеми воздействиями электромагнитных полей. Ученые могут контролировать хаотичные процессы в материалах, но могут их и использовать.
Больше половины студентов регулярно читают учебные тексты под музыку, хотя многие научные работы утверждают, что это вредит пониманию текста. Исследователи из Университета Эдит Коуэн выяснили, что эта привычка определяется не когнитивными способностями вроде силы внимания, а тем, насколько важную роль музыка играет в жизни конкретного человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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