Брахиация (от латинского «brachium», что означает «рука»), или размахивание руками , представляет собой форму древесного передвижения , при которой приматы передвигаются с ветки дерева на ветку дерева, используя только свои руки. Во время брахиации тело поочередно поддерживается под каждой передней конечностью. Эта форма передвижения является основным средством передвижения небольших гиббонов и сиамангов Юго-Восточной Азии. Гиббонсы, в частности, используют брахиацию в 80% своей двигательной активности. [1] Некоторые обезьяны Нового Света, такие как обезьяны-пауки и мурики, изначально были классифицированы как полубрахиаторы и передвигались по деревьям, сочетая прыжки и брахиацию. Некоторые виды Нового Света также практикуют подвешивающее поведение , используя свой цепкий хвост , который действует как пятая цепляющая рука. [2] Имеющиеся данные показали, что вымершая обезьяна Проконсул из миоцена Восточной Африки развила раннюю форму подвешенного поведения, и поэтому ее называли пробрахиатором . [3]
После дальнейших наблюдений и более глубокого понимания анатомии и поведения приматов термины «семибрахиатор» и «пробрахиатор» в значительной степени вышли из моды в научном сообществе. [3] В настоящее время исследователи относят гиббонов и сиамангов к единственным настоящим брахиаторам, а человекообразных обезьян — к модифицированным брахиаторам. [3] Все другие виды брахиационного поведения, которые не соответствуют ни одной из этих классификаций, называются позами подвешивания и локомоцией предплечья. [3]
Некоторые черты, которые позволяют приматам иметь плечи, включают короткий позвоночник (особенно поясничный отдел позвоночника ), короткие ногти (вместо когтей), длинные изогнутые пальцы, уменьшенные большие пальцы, длинные передние конечности и свободно вращающиеся запястья. [2] Современные люди сохранили многие физические характеристики, которые позволяют предположить наличие предков-брахиаторов, в том числе гибкие плечевые суставы и пальцы, хорошо приспособленные для хватания. У мелких обезьян эти характеристики были адаптацией к брахиации. Хотя человекообразные обезьяны обычно не владеют плечами (за исключением орангутанов ), анатомия человека предполагает, что брахиация может быть экзаптацией к прямохождению , и здоровые современные люди все еще способны использовать плечи. [4] В некоторых детских парках есть обезьянки , на которых дети играют, размахивая руками.
Брахиация не только определила эволюцию структуры тела гиббонов, но и повлияла на стиль и порядок их поведения. Например, в отличие от других приматов, которые носят детенышей на спине, гиббоны вынашивают детенышей на животе. Это также влияет на их игровую деятельность, совокупление и драки. Считается, что гиббоны получают эволюционные преимущества за счет брахиации и подвешивания за обе руки ( бимануальное подвешивание ) во время кормления. В то время как более мелкие приматы не могут удерживать себя обеими руками в течение длительного времени, а более крупные приматы слишком тяжелы, чтобы использовать пищевые ресурсы на концах ветвей, гиббоны могут оставаться в подвешенном состоянии в течение значительного периода времени и использовать свои длинные руки, чтобы легче добывать пищу на конечных ветвях. . Другая теория постулирует, что брахиация является более тихим и менее очевидным способом передвижения, чем четвероногие прыжки и лазание, что позволяет более успешно избегать хищников . [5]
Эта форма брахиации возникает, когда примат движется с меньшей скоростью, и характеризуется тем, что животное поддерживает постоянный контакт с опорой, например с веткой дерева. [6] Этот тип походки использует пассивный обмен между двумя типами энергии, гравитационным потенциалом и поступательной кинетикой , чтобы продвигать животное вперед с низкими механическими затратами. [6] Этот тип брахиации сравнивают с моделями движений при двуногой ходьбе у людей. [7]
Этот тип брахиации используется приматами для движения на более высоких скоростях и характеризуется фазой полета между каждым контактом с опорой. [8] Рикошетальная брахиация использует обмен поступательной и вращательной кинетической энергией для движения вперед и сравнивается с «хлыстовым» движением. [7] Благодаря своей воздушной фазе рикошетное брахиирование похоже на бег на двух ногах у человека. [7]
Непрерывную контактную брахиацию часто сравнивают с движением простого маятника. [8] Это происходит из-за противофазных колебаний энергии, которые происходят, когда движущийся примат раскачивается между каждым придатком дерева, когда энергия переходит от потенциальной к кинетической, и наоборот. [9] Использование гравитационного ускорения для осуществления движения можно найти как у примата с плечами, так и у движущегося шара в модели маятника. [9] Брахиатор может использовать этот импульс несколькими различными способами: во время замаха вниз примат может максимизировать изменение кинетической энергии, во время подъема он может минимизировать потерю кинетической энергии или избегать бокового движения во время взмаха вверх. [9] Приматы, имеющие брахиацию, адаптировали эти три стратегии для максимального движения вперед, регулируя свою позу во время каждого качания. [9]
Количество энергии, передаваемой из потенциальной в кинетическую во время маятникового движения, известно как рекуперация энергии. [8] Поддержание более высокого восстановления энергии во время брахиации требует меньше энергии и позволяет животному быстро перемещаться к месту назначения, однако этот тип движения также сложнее контролировать. [8] Таким образом, поскольку риск потери опоры может привести к травме или смерти, выгода от более медленного движения с меньшим восстановлением энергии и большим контролем, вероятно, перевешивает затраты на дополнительные затраты энергии. [8]
Брахиация возникла в Африке тринадцать миллионов лет назад. [ нужна цитата ] Появление более крупных приматов , которые учатся передвигаться, держась за ветки, обязывает новые поколения производить некоторые телесные изменения, которые продолжаются до сегодняшнего дня у многих видов, включая человека .
Считается, что специализированное двигательное поведение, такое как ведение рук, развилось из древесного четвероногого движения . Такое поведение является наследственным и наиболее распространенным локомоторным механизмом среди приматов. [10] Это могло бы объяснить, почему современные обезьяны и люди имеют много общих морфологических особенностей верхних конечностей и грудной клетки. [10] Переход к брахиации рассматривается как главный сдвиг в эволюции приматов и считается возможным предшественником адаптации двуногого ходьбы у ранних гоминид . [11] Было показано, что специализированное поддерживающее поведение развивалось независимо между группами гоминид. [11]
Существует несколько гипотез о том, как ранние приматы с плечевыми мышцами могли перейти к прямохождению. Наиболее общепринятой из них является гипотеза вертикального лазания, которая утверждает, что вертикальное лазание является биомеханической связью между брахиацией и прямохождением. [12] [13] Многие приспособления для лазания были обнаружены у ранних гомининов , и некоторые из этих приспособлений все еще можно увидеть у современных людей. Отличительная поза тела, пропорции конечностей и конструкция туловища, выявленные у ныне живущих обезьян, лучше объясняются предыдущей адаптацией к лазанию. [13]
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )