Stromová lokomoce -Arboreal locomotion

Leopardi jsou skvělí horolezci a dokážou vynést své zabití na stromy, aby je udrželi mimo dosah mrchožroutů a jiných predátorů.

Stromová lokomoce je pohyb zvířat ve stromech. V biotopech, ve kterých jsou přítomny stromy, se zvířata vyvinula tak, aby se v nich pohybovala. Některá zvířata mohou šplhat po stromech jen příležitostně, ale jiná jsou výhradně stromová. Stanoviště představují četné mechanické problémy pro zvířata, která se jimi pohybují, a vedou k řadě anatomických, behaviorálních a ekologických důsledků, stejně jako variacím u různých druhů. Navíc mnohé z těchto stejných principů lze aplikovat na lezení bez stromů, například na hromadách skal nebo v horách.

Některá zvířata jsou ve svém stanovišti výhradně stromová, jako je hlemýžď ​​stromový .

Biomechanika

Stromová stanoviště představují pro zvířata pohybující se v nich četné mechanické problémy, které byly řešeny různými způsoby. Mezi tyto výzvy patří pohyb po úzkých větvích, pohyb nahoru a dolů po svahu, balancování, překračování mezer a řešení překážek.

Průměr

Pohyb po úzkých plochách, jako je větev stromu, může způsobit zvláštní potíže zvířatům, která nejsou uzpůsobena k vyvážení na substrátech s malým průměrem . Během pohybu na zemi se umístění těžiště může kývat ze strany na stranu. Ale během stromové lokomoce by to vedlo k pohybu těžiště za okraj větve, což by mělo za následek tendenci se převrátit a spadnout. Některá stromová zvířata musí být nejen schopna se pohybovat po větvích různého průměru, ale také na těchto větvích jíst, což má za následek potřebu schopnosti udržovat rovnováhu a používat ruce ke krmení. To vedlo k různým typům uchopení, jako je uchopení pedálu, aby se upnuly ​​na malé větve pro lepší rovnováhu.

Naklonit

Větve jsou často orientovány pod úhlem vůči gravitaci v stromových biotopech, včetně toho, že jsou vertikální, což představuje zvláštní problémy. Když se zvíře pohybuje po nakloněné větvi, musí bojovat proti gravitační síle, aby zvedlo své tělo, což ztěžuje pohyb. Aby se mnoho zvířat dostalo přes tento problém, musí uchopit substrát všemi čtyřmi končetinami a zvýšit frekvenci své sekvence chůze . A naopak, když zvíře klesá, musí také bojovat s gravitací, aby ovládlo svůj sestup a zabránilo pádu. Sestup může být zvláště problematický pro mnoho zvířat a vysoce stromové druhy mají často specializované metody pro kontrolu jejich sestupu. Jedním ze způsobů, jak zvířata zabránit pádu při sestupu, je zvýšit množství kontaktu jejich končetin se substrátem, aby se zvýšilo tření a brzdná síla.

Zůstatek

Giboni jsou velmi dobří brachiátoři, protože jejich prodloužené paže jim umožňují snadno se houpat a uchopit za větve

Kvůli výšce mnoha větví a potenciálně katastrofálním následkům pádu má pro stromová zvířata prvořadý význam rovnováha. Na vodorovných a mírně nakloněných větvích je primární problém překlápění na stranu kvůli úzké základně podpory. Čím užší je větev, tím větší je problém s vyvážením obličejů daného zvířete. Na strmých a svislých větvích se překlápění stává menším problémem a naklánění dozadu nebo sklouzávání dolů se stává nejpravděpodobnějším selháním. V tomto případě větve velkého průměru představují větší výzvu, protože zvíře nemůže umístit přední končetiny blíže ke středu větve než zadní končetiny.

Překračování mezer

Některá stromová zvířata potřebují mít možnost přemisťovat se ze stromu na strom, aby našli potravu a úkryt. Aby se zvířata mohla dostat ze stromu na strom, vyvinula si různá přizpůsobení. V některých oblastech jsou stromy blízko sebe a lze je překročit jednoduchým brachiací . V jiných oblastech stromy nejsou blízko sebe a zvířata musí mít specifické úpravy, aby mohla skákat na velké vzdálenosti nebo klouzat.

Obstrukce

Stromová stanoviště často obsahují mnoho překážek, a to jak ve formě větví vynořujících se z toho, kterým se pohybujeme, tak jiných větví zasahujících do prostoru, kterým se zvíře potřebuje pohybovat. Tyto překážky mohou bránit lokomoci nebo mohou být použity jako další kontaktní body k jejímu posílení. Zatímco překážky mají tendenci bránit zvířatům s končetinami, prospívají hadům tím, že poskytují kotevní body.

Anatomické specializace

Stromové organismy vykazují mnoho specializací pro řešení mechanických problémů spojených s pohybem po jejich stanovištích.

Délka končetiny

Stromová zvířata mají často prodloužené končetiny, které jim pomáhají překonávat mezery, dosahovat ovoce nebo jiných zdrojů, testovat pevnost opory dopředu a v některých případech i pažravost . Některé druhy ještěrek však mají zmenšenou velikost končetin, což jim pomáhá vyhýbat se pohybu končetin, který by jim bránily narážející větve.

Chytré ocasy

Mnoho stromových druhů, jako jsou dikobrazi , krajty zelené , hroznýši smaragdové , chameleoni , mravenečníci hedvábní , pavoučí opice a vačice , používají k uchopení větví chápavé ocasy . U pavouka a gekona chocholatého má špička ocasu buď holou záplatu nebo přilnavou podložku, které poskytují zvýšené tření.

Drápy

Mravenečník hedvábný používá svůj chytrý ocas jako třetí rameno pro stabilizaci a rovnováhu, zatímco jeho drápy pomáhají lépe uchopit větve a vylézt na ně.

Drápy lze použít k interakci s drsnými substráty a přeorientování směru sil, kterými zvíře působí. To umožňuje veverkám lézt po kmenech stromů, které jsou tak velké, že jsou v podstatě ploché, z pohledu tak malého zvířete. Drápy však mohou narušovat schopnost zvířete uchopit velmi malé větve, protože se mohou omotat příliš daleko a píchnout zvíře do vlastní tlapky.

Přilnavost

Přilnavost je alternativou drápů, která nejlépe funguje na hladkých površích. Mokrá adheze je běžná u rosniček a stromových mloků a funguje buď sáním nebo kapilární adhezí. Suchou adhezi nejlépe charakterizují specializované prsty gekonů , které využívají van der Waalsovy síly k přilnutí k mnoha substrátům, dokonce i sklu.

Uchopení

Třecí úchop používají primáti, kteří se spoléhají na bezsrsté konečky prstů. Stiskem větve mezi konečky prstů vzniká třecí síla, která drží ruku zvířete na větvi. Tento typ uchopení však závisí na úhlu třecí síly, tedy na průměru větve, přičemž větší větve mají za následek sníženou schopnost uchopení. Jiná zvířata než primáti, kteří při lezení používají uchopení, zahrnují chameleona, který má uchopovací nohy podobné palčákům, a mnoho ptáků, kteří se drží větví, když sedí nebo se pohybují.

Oboustranné nohy

Pro kontrolu sestupu, zejména po větvích o velkém průměru, si některá stromová zvířata, jako jsou veverky , vyvinula vysoce pohyblivé hlezenní klouby, které umožňují otáčení chodidla do „obrácené“ polohy. To umožňuje, aby se drápy zachytily do drsného povrchu kůry, což je proti gravitační síle.

Nízké těžiště

Mnoho stromových druhů snižuje své těžiště, aby omezilo naklánění a převracení při lezení. Toho lze dosáhnout posturálními změnami, změněnými tělesnými proporcemi nebo menší velikostí.

Malá velikost

Malá velikost poskytuje stromovým druhům mnoho výhod: jako je zvětšení relativní velikosti větví vůči zvířeti, nižší těžiště, zvýšená stabilita, nižší hmotnost (umožňující pohyb na menších větvích) a schopnost pohybovat se více zaplněným stanovištěm. Velikost související s hmotností ovlivňuje klouzající zvířata, jako je snížená hmotnost na délku čenichu u „létajících“ žab .

Visí pod bidýlky

Prsty gekona přilnou k povrchům suchou přilnavostí, což jim umožňuje zůstat pevně připojené k větvi nebo dokonce k ploché stěně

Některé druhy primátů , netopýrů a všechny druhy lenochodů dosahují pasivní stability zavěšením pod větev. Jak nahazování, tak naklánění se stávají irelevantními, protože jedinou metodou selhání by byla ztráta přilnavosti.

Behaviorální specializace

Stromové druhy mají chování specializované na pohyb ve svých stanovištích, nejvýrazněji z hlediska držení těla a chůze. Stromoví savci konkrétně dělají delší kroky, natahují během kroku své končetiny dále dopředu a dozadu, zaujímají „skrčenější“ pozici, aby snížili své těžiště, a používají diagonální sekvenci chůze .

Ekologické důsledky

Stromová lokomoce umožňuje zvířatům přístup k různým zdrojům v závislosti na jejich schopnostech. Větší druhy mohou být omezeny na větve s větším průměrem, které udrží jejich váhu, zatímco menší druhy se mohou vyhnout konkurenci pohybem v užších větvích.

Lezení bez stromů

Mnoho zvířat šplhá v jiných stanovištích, jako jsou hromady skal nebo v horách, a v těchto stanovištích platí mnoho stejných principů kvůli sklonům, úzkým římsám a problémům s rovnováhou. Méně výzkumu však bylo provedeno o specifických požadavcích na pohyb v těchto biotopech.

Snad nejvýjimečnější ze zvířat, která se pohybují po strmých nebo dokonce blízko svislých skalních stěn pečlivým balancováním a skákáním, jsou různé druhy horských kapridů , jako jsou ovce Barbary , Markhor , yak , kozorožec , tahr , skalnatá horská koza a kamzík . . Jejich úpravy mohou zahrnovat měkkou gumovou podložku mezi kopyty pro přilnavost, kopyta s ostrými keratinovými lemy pro ubytování v malých stupech a výrazné rosné drápy. Sněžný leopard , který je predátorem takových horských kapridů, má také velkolepou rovnováhu a schopnosti skákání; schopnost skočit až ≈17 m (~50 stop). Mezi další balancéry a skokany patří zebra horská , tapír horský a hyraxes .

Brachiation

Brachiation je specializovaná forma stromové lokomoce, kterou používají primáti k velmi rychlému pohybu, zatímco visí pod větvemi. Pravděpodobně ztělesněním stromové lokomoce, zahrnuje houpání pažemi z jednoho držení do druhého. Jen několik druhů je brachiators a všichni tito jsou primáti; je to hlavní prostředek pohybu mezi pavoučími opicemi a gibony a příležitostně jej používají samice orangutanů . Giboni jsou experti na tento způsob pohybu, houpání z větve na větev na vzdálenost až 15 m (50 stop) a cestování rychlostí až 56 km/h (35 mph).

Bezmotorové létání a parašutismus

K překlenutí mezer mezi stromy má mnoho zvířat , jako je létající veverka, přizpůsobené membrány, jako je patagia pro klouzavý let . Některá zvířata mohou zpomalit svůj sestup ve vzduchu pomocí metody známé jako parašutismus, jako je Rhacophorus (druh „ létající žáby “), který má přizpůsobené blány prstů, které mu umožňují padat pomaleji po skoku ze stromů.

Lezení bez končetin

Mnoho druhů hadů je vysoce stromových a u některých se vyvinula specializovaná svalovina pro toto stanoviště. Zatímco se pohybují v stromových biotopech, hadi se pohybují pomalu po holých větvích pomocí specializované formy harmonikového pohybu , ale když se z větve, která se pohybuje dál, vynoří sekundární větve, hadi používají boční vlnění , což je mnohem rychlejší režim. Výsledkem je, že hadi si nejlépe vedou na malých hřadech v přeplněném prostředí, zatímco organismům s končetinami se zdá, že nejlépe na velkých hřadech v nepřehledném prostředí.

Stromová zvířata

Stromoví hlemýždi používají svůj lepkavý sliz k šplhání po stromech, protože jim k tomu chybí končetiny

Mnoho druhů zvířat je stromových, příliš mnoho na to, abychom je mohli vyjmenovat jednotlivě. Tento seznam zahrnuje výrazně nebo převážně stromové druhy a vyšší taxony.

Evoluční historie

Nejstarší známý popínavý tetrapod je varanopidní amniot Eoscansor z pozdního karbonu ( Pensylvánie ) Severní Ameriky, který se jasně specializuje na adaptace pro uchopení, pravděpodobně na kmeny stromů. Suminia , anomodontní synapsida z Ruska datovaná do pozdního permu , asi před 260 miliony let, byla pravděpodobně také specializovaným horolezcem.

Viz také

Reference

Prameny