Brachiace - Brachiation
Brachiation (z „brachium“, latinsky „paže“) nebo houpání paží je forma stromového pohybu, při kterém se primáti houpají z končetiny stromu na končetinu stromu pouze pomocí paží. Během brachiace je tělo střídavě podepřeno pod každou přední končetinou. Tato forma pohybu je primárním prostředkem pohybu pro malé gibony a siamangy v jihovýchodní Asii. Zejména giboni používají brachiaci až pro 80% svých pohybových aktivit. Některé opice Nového světa, jako například pavoučí opice a muriquis, byly zpočátku klasifikovány jako semibrachiatory a pohybovaly se mezi stromy s kombinací skákání a brachiace. Některé druhy z Nového světa také praktikují odkladné chování pomocí svého prehensilního ocasu , který funguje jako pátá uchopující ruka. Důkazy ukázaly, že vyhynulý lidoop Proconsul z Milocene z východní Afriky vyvinul časnou formu odkladného chování, a proto byl označován jako probrachiator.
Při dalším pozorování a hlubším porozumění anatomii a chování primátů termíny semibrachiator a probrachiator ve vědecké komunitě do značné míry upadly v nemilost. V současné době vědci klasifikují gibony a siamangy jako jediné skutečné brachiators a velké opice jako modifikované brachiators. Všechna ostatní brachiační chování, která nesplňují ani jednu z těchto klasifikací, se označují jako odpružené polohy předloktí a lokomoce.
Některé rysy, které umožňují primátům brachiovat, zahrnují krátkou páteř (zejména bederní páteř ), krátké nehty (místo drápů), dlouhé zakřivené prsty, zmenšené palce, dlouhé přední končetiny a volně rotující zápěstí. Moderní lidé si uchovávají mnoho fyzických vlastností, které naznačují brachiatorského předka, včetně pružných ramenních kloubů a prstů, které jsou vhodné pro uchopení. U menších lidoopů byly tyto charakteristiky adaptací pro brachiaci. Přestože lidoopi běžně brachiatizují (s výjimkou orangutanů ), lidská anatomie naznačuje, že brachiace může být exaptací na bipedalismus a zdraví moderní lidé jsou stále schopni brachiace. Některé dětské parky zahrnují opičí bary, na kterých si děti hrají brachiace.
Kromě formování evoluce struktury těla gibbonu brachiace ovlivnila styl a pořadí jejich chování. Například na rozdíl od jiných primátů, kteří nosí na zádech kojence, budou giboni nosit mladé ventrálně. Ovlivňuje to také jejich herní aktivity, páření a boje. Předpokládá se, že giboni získávají evoluční výhody brachiací a zavěšením oběma rukama ( bimanuální suspenze ) při krmení. Zatímco menší primáti se nemohou delší dobu držet oběma rukama a větší primáti jsou příliš těžcí na to, aby využívali zdroje potravy na koncích větví, gibony mohou zůstat po značnou dobu zavěšeny a pomocí svých dlouhých paží snáze dosáhnout potravu v koncových větvích . Další teorie předpokládá, že brachiace je tišší a méně zřejmý způsob pohybu než čtyřnásobné skákání a lezení, čímž se úspěšněji vyhýbá predátorům .
Druhy brachiace
Nepřetržitý kontakt
Tato forma brachiace nastává, když se primát pohybuje pomalejšími rychlostmi a je charakterizována tím, že si zvíře udržuje stálý kontakt s držadlem, jako je například větev stromu. Tento typ chůze využívá pasivní výměnu mezi dvěma druhy energie, gravitačním potenciálem a translační kinetikou , aby poháněl zvíře vpřed s nízkými mechanickými náklady. Tento způsob brachiace byl přirovnáván k pohybovým vzorcům bipedální chůze u lidí.
Ricochetal
Tento typ brachiace používají primáti k pohybu vyšší rychlostí a je charakterizován fází letu mezi každým kontaktem s držadlem. Ricochetální brachiace využívá k pohybu vpřed výměnu translační a rotační kinetické energie a je přirovnávána k pohybu „podobnému biči“. Díky své vzdušné fázi je ricochetální brachiace podobná bipedálnímu běhu u lidí.
Modely brachiace
Pohyb kyvadla
Kontinuální kontaktní brachiace byla často přirovnávána k pohybu jednoduchého kyvadla. To je způsobeno fluktuací energie mimo fázi, ke které dochází, když se pohybující primát houpá mezi každým přívěskem stromu při přenosu energie z potenciálu do kinetiky a naopak. Využití gravitačního zrychlení k pohybu lze nalézt jak u brachiačního primáta, tak u pohybující se koule v kyvadlovém modelu. Brachiator může využít tuto hybnost několika různými způsoby: během sestupu může primát maximalizovat svou změnu v kinetické energii, během vzestupu může minimalizovat ztrátu kinetické energie nebo se může vyhnout bočnímu pohybu během svého švihu nahoru. Brachializační primáti přizpůsobili tyto tři strategie pro maximalizaci pohybu vpřed úpravou polohy během každého švihu.
Množství energie přenesené z potenciálu do kinetiky během pohybu podobného kyvadlu je známé jako rekuperace energie. Udržování vyšší energetické rekuperace během brachiace stojí méně energie a umožňuje zvířeti rychlý přesun na místo určení, nicméně tento druh pohybu je také hůře ovladatelný. Vzhledem k tomu, že riziko chybějícího držadla může mít za následek zranění nebo smrt, výhoda pomalejšího pohybu s nižší spotřebou energie a lepší kontrolou pravděpodobně převáží náklady na další výdaje na energii.
Evoluce brachiace
Brachiation vznikla v Africe , před třinácti miliony lety. Vznik větších primátů, kteří se učí pohybovat po větvích, zavazuje nové generace k provedení některých tělesných změn, které u mnoha druhů, včetně lidí , trvaly dodnes .
Předpokládá se, že specializované pohybové chování, jako je brachiace, se vyvinulo z stromového kvadrupedalismu . Toto chování je rodový a nejběžnější pohybový mechanismus mezi primáty. To by vysvětlovalo, proč žijící lidoopi a lidé sdílejí mnoho neobvyklých morfologických aspektů horní končetiny a hrudníku. Přechod na brachiaci je považován za hlavní posun během evoluce primátů a je považován za možný předzvěst adaptace bipedální chůze u raných hominidů . Bylo prokázáno, že specializované suspenzní chování se vyvinulo nezávisle mezi hominidovými skupinami.
Existuje několik hypotéz o tom, jak se raní brachiatičtí primáti mohli přeměnit na bipedalismus. Nejvíce obecně přijímanou z nich je hypotéza vertikálního lezení, která říká, že vertikální lezení je biomechanickým spojením mezi brachiaci a bipedalismem. U raných homininů bylo nalezeno mnoho adaptací na lezení a některé z těchto adaptací lze stále vidět u současných lidí. Výrazné držení těla, proporce končetin a tvar trupu identifikované u živých lidoopů lze lépe vysvětlit předchozí adaptací chování při lezení.