Авг 22, 2016 Как оживают кости ящеров?

Доисторические чудовища, топающие и прыгающие на экранах кинозалов и телевизоров, издавна встали обыкновенным зрелищем, и иногда забываешь, что никто из жителей нашей планеты никогда не лицезрел живьем ни один-одинешенек динозавра либо индрикотерия. Для того чтоб осознать, как двигались древнейшие животные, у науки глодать только их закаменевшие скелеты, густо неполные. А меж тем финал шедшей сотки миллионов годов назад борьбы за доминирование на нечутче во многом зависел от установки двигательного аппарата.

Доисторические чудовища, топающие и прыгающие на экранах кинозалов и телевизоров, издавна встали обыкновенным зрелищем, и иногда забываешь, что никто из жителей нашей планеты никогда не лицезрел живьем ни один-одинешенек динозавра либо индрикотерия. Для того чтоб осознать, как двигались древнейшие животные, у науки грызть только их закаменевшие скелеты, густо неполные. А меж тем финал шедшей сотки миллионов годов назад борьбы за доминирование на нечутче во многом зависел от установки двигательного аппарата.

Двигательный (локомоторный) аппарат состоит не только лишь из костей, да и из мускулов, но в распоряжении изучающих окаменелости палеонтологов мягеньких тканей нет и натягивать на древнейшие кости мясо и жилы приходится умозрительно густо это область гипотез и горячих споров. Конкретно тут обретают близкое употребление экие разделы современной биологии, как многофункциональная морфология и биомеханика. Эти дисциплины обращены сначала на теперешнюю фауну, ведь разумеется, что разобраться в ископаемой древности можнож, только выучив локомоторику идущих в ногу со временем животных. К образцу, познание о двигательном аппарате носорога приблизит нас к осознанию манеры передвижения трицератопса. Жаждая главный был динозавром, а 2-ой млекопитающее, два животных образуют один-одинешенек конструктивный тип большие, травоядные, рогатые.

На самом деле исследование двигательного аппарата даже имеющихся в природе внешностей процесс так сложное, что метод передвижения других идущих в ногу со временем животных либо, например, способ пережевывания ними еды так до точки и не исследованы. Грызть ли передвигающиеся доли в черепе гаттерии реликтовой игуаны, живущей на островах Новейшей Зеландии? Как ни умопомрачительно, о этом ведутся споры. И гаттерия не единый пример. Перенесение же способов многофункциональной морфологии и биомеханики на ископаемые остатки быть может выполнено только с ведомой частей гипотетичности. Вообщем, другого метода вынудить ожить древнейшие кости да-да, само собой разумеется, в итоге только в воображении не есть.

Исследование следов доисторических животных доставляет внушительный субстанция для реконструкции локомоторного аппарата этих созданий, манеры передвижения и даже строения скелета. К примеру, неименье при следах лап динозавра следов волочащегося хвоста привело ученых к заключению, что эти рептилии передвигались по-птичьему, держа хвост на весу в качестве баланса. Изображение: Модная механика

Многофункциональная морфология наука о том, как строение какого-то органа либо доли тела соотносится с их функциями, как они адаптированы к предоставленным функциям и, навыворот, как эти функции могли обусловить развитие этих компонентов организма. Биомеханика занимается исследованием живых организмов, в частности локомоторного аппарата, строя модели на теоретической и математической основанию классической механики. Модель дозволяет найти, какому строению мускулов и костей какой тип движения подходит.

Для того чтоб представить для себя, как смотрелось и как двигалось древнее животное, сперва надо определить правильное сочленение костей, потому что не постоянно скелет достается ученым в сочлененном облике. Но даже ежели скелет цел, положение останков животного, обычно, отражает посмертную позу, а скелет надобно графически реконструировать как можнож наиболее естественно. Надлежащий шаг реконструкция мускулатуры конечностей и осевого скелета. Эта занятие густо проделывается палеонтологами вместе со спецами по анатомии идущих в ногу со временем животных. По окончании реконструкции выдвигаются гипотезы о том, каким образом двигалось животное и с какой скоростью.

Потенциал проверить эти гипотезы предоставляют закаменевшие отпечатки следов. В частности, грызть формулы, дозволяющие по длине шага найти приблизительную скорость движения доисторического существа.

Сухопутные рыбы
Вроде бы то ни имелось, скопленные к нынешнему дню познания о нраве движения наземных позвоночных, принадлежащих к различным эрам, предоставляют ключ к осознанию драматических событий крайних сотен миллионов лет, в тот или другой живые существа, располагавшие различную конструкцию, спорили власть над планеткой.

Наземные позвоночные, сообразно принятым в современной науке взорам, пришли на сушу из воды, водя близкую родословную от кистеперых рыб. Случилось это в палеозое, скорее, в девонском периоде (408360 млн годов назад). Древнейшее земноводное, вышедшее на сушу, в манере движения много унаследовало от близких аква предков. Рыба, как знаменито, плавает, исполняя телом волнообразные движения и исходя из воды хвостом. Верно так же девонский лабиринтодонт медлительно лез по нечутче, виляя близким туловищем. Конкретно тогда появилась так нарекаемая симметричная локомоция нрав движения, сохранившийся частично и у человек разумный: у жителя нашей планеты при выносе левой ноги вперед правая рука следует назад. При толчке правой ноги назад правая рука следует вперед. Эта чрезвычайно примитивная походка досталась нам в наследство от дальних предков из палеозоя.

1-ые земноводные встали родоначальниками целых тетраподов четырехногих, все же строение их лап имелось еще тесновато соединено с рыбьими плавниками. Правда, в отличие от плавников, тот или другой у рыб исполняют в генеральном функцию рулей, лапы земноводных заработали роль генерального движителя. Это был еще чрезвычайно неидеальный механизм ходьбы. Конечности старых тетраподов крепились к телу латерально, другими словами плечевая и бедренная кость размещались в горизонтальной плоскости (как у сегодняшних черепах, ящериц и саламандр). Это подходило латеральному положению плавников.

Жизнь вразвалочку
Кто же не помнит наши махонькие пробы схитрить во пора школьных уроков физкультуры? Учитель постоянно призывал, чтоб при отжимании от пола мы расставляли локти как можнож пространнее, не так ли? Чтоб заработать б&覫льшую нагрузку на мускулы рук и спины, очевидно. Но мы-то старались, навыворот, подвести руки под себя. Так как так свободнее.

Главным земноводным и их отпрыскам взявшим в каменноугольный период (360286 млн годов назад) простым рептилиям приходилось всю жизнь сдавать нормативы по отжиманию по самым требовательным правилам. Ведь их латеральные конечности веяли нагрузку не только лишь на движение, да и на удержание тела на весу. Скелеты парейазавров (травоядных пресмыкающихся подкласса анапсид) поражают близкой силою и основательностью. Ширина страшенно низких костей конечностей густо превосходила длину. К сиим костям, конечно, крепились могучие мускулы. Ежели еще учитывать, что суставы конечностей не водились до точки выработаны и кое-где заместо их была только мозаика из плоских косточек, то несложно для себя представить, как медлительно и неуклюже передвигалась эта махина на пространно расставленных лапах. При ходьбе конечность отрывалась от мира, заносилась вперед, совершая круговое движение, далее опять спускалась. Этот неэкономный метод движения мастерил парейазавра очень тихоходным. Выручало его только одно в палеозойскую эру плотоядных и прытких в теперешнем осознании созданий, видимо, вообщем не имелось. Неприятели травоядных анапсид и настоящие собственники планетки в пермский период плотоядные зверообразные рептилии из подкласса синапсид водились настолько же медлительны и также прогуливались на латерально поставленных конечностях (приблизительно так прогуливается современная австралийская хитра). И ах так смотрелась охота периодов палеозоя: за удирающей вразвалочку жертвой вальяжно шествовал плотоядный звероящер. Догонит? Не догонит? Эта пасторальная идиллия иной раз-то обязана имелась кончиться.

Рубиджея
Набросок реконструирует вид один-одинешенек из палеозойских звероящеров (терапсид из подкласса синапсид). Эти хищники выдавались от иных пресмыкающихся многофункциональной дифференциацией зубов отсюда и звероподобность. Терапсиды квитаются предками млекопитающих, а означает, и жителя нашей планеты. Изображение: Модная механика

Бегом от звероящера
Вместе с травоядными анапсидами и плотоядными зверообразными ящерами в палеозое был еще одна группа диапсиды. Правда, их физиологические различия с ругательными так разительны, что самые неустрашимые гипотезы взводят анапсид чуток ли не конкретно к рыбам. К примеру, потовые железы жителя нашей планеты обладают явное и искреннее родство со слизистой шкурой земноводных, но вот у диапсид и их бессчетных отпрысков кожные железы фактически отсутствуют.

В палеозое, пока на миру хозяйничали лохматые звероящеры, занявшие главенствующее положение благодаря впечатляющим размахам (при примитивной технике движения), диапсидам вырастать не приносили, и все это пора они оставались животными, схожими на идущих в ногу со временем ящериц. Все же длинное обитание на нечутче и передвижение в маленьком размерном классе отдало им потенциал обработать достаточно прыткую ходьбу (с латеральными изгибами тела).

В триасе, на рубеже палеозоя и мезозоя, большие звероящеры, а заодно и животные вида парейазавров вымерли, и на авансцену истории наземных позвоночных вышли диапсиды. В мезозое они пустили могучую ветвь архозавров, к тот или другой принадлежат текодонты, динозавры, крокодилы, а также летающие ящеры. От архозавров же водят собственный род птицы.

При этом эта революция имелась не попросту победой одной ветки пресмыкающихся над иными назревала и кардинальная смена метода движения.

Сейчас никакие зверообразные рептилии с их ужасными зубами не мешали диапсидам умножаться в масштабах, но, превращаясь во все наиболее больших животных, они, сходственно близким небольшим предкам, пробовали передвигаться стремительно, что в окончательном итоге привело к перестройке двигательного аппарата. Конечности из латерального положения встали перебегать в полупарасагиттальное, а далее и в парасагиттальное. Выражаясь наименее научно, можнож произнести, что животным надоело отжиматься от мира по назначения учителя физкультуры и они встали подводить конечности под себя ради наиболее экономного расходования энергии и наиболее прыткого бега.

КБ живой природы
Иногда возникает воспоминание, что заключение одной и той же технической задачки, вроде перехода к отвесно поставленным конечностям, природа поручала различным конструкторским бюро. В итоге и сами установки выходили неодинаковыми, все же все оказывались трудоспособными. Перспективность же каждый из их могло подтвердить только пора.

К примеру, текодонты сохранили достаточно примитивное строение бедренной кости, все же ее перемещение из латеральной в парасагиттальную плоскость имелось обеспечено за счет расширения таза, в тот или иной вертлужные впадины глядели не вбок, а вниз. Их родственники динозавры отправь по второму пути. Таз у их, против, сузился, зато в нем взяли прободенные вертлужные впадины, в тот или другой могла насквозь проходить измененная бедренная кость. Бедро упиралось сейчас не в вертлужную впадину, а в гребень подвздошной кости.

Выгода этакого положения ноги колоссальная, так как генеральные мышцы действовали сейчас не на поддержание веса тела, а на исполненье только 2-ух функций. Главная движение вперед и назад (протракция и ретракция). 2-ая поддержание балансировки и стойкости, неподражаемо при двуногом хождении. Ведь, как знаменито, динозавры перебежали к бипедализму, и только позднее число из их возвратилась к четвероногости. Значимость данной нам функции несложно осознать, задумавшись о том, для чего человеку необходимы ягодицы, тот или другой отсутствуют у целых обезьян. Ответ примитивен это мускулы, обеспечивающие наше прямохождение, подсобляющие поддерживать торс в вертикальном положении.

Итак, унаследовав прыткую локомоцию от простых диапсид, динозавры выработали революционный двигательный аппарат. Конкретно экономное положение конечностей позволило им вырасти до циклопических размахов и встать обладателями Мира.

Неясные революции
Ежели посмотреть на скелет, например, тираннозавра тесного, высочайшего, двуногого, в чем-то даже изящного мезозойского ящера и на останки приземистых и неловких особей палеозойской фауны, безизбежно возникает вопросец: как наука доставляет для себя эволюционный переход меж настолько разительно выдающимися агрегатами? Азбучного ответа на этот вопросец, очевидно, нет, а тема переходных форм, промежных шеренг, идущих от один-одинешенек конструктивного вида к второму, остается одной из самых дискуссионных. Разумеется одно чтоб иметься жизнеспособной, порядок обязана изменяться стремительно и полностью, размазанный процесс привел бы переходные формы к погибели. Сходственно тому как в людском сообществе периоды стабильности и поступательного развития заменяются революциями, так и в живой природе скопление количественных конфигураций приводит к стремительным высококачественным скачкам. Механизм этих скачков настоящее не до точки понятен, но некие подсказки доставляет палеонтологам наблюдение за современными животными.

К примеру, знаменито, что ящерицы, владеющие латерально поставленными конечностями, при прытком движении подводят лапы под тело. Как им это удается? Ведь морфологически хождение на искренних конечностях в строении их организма не обеспечено. Оказывается, юркая рептилия практически выворачивает плечевые и бедренные кости из суставов, и во пора бега они вроде бы висят на сухожилиях. Не считая того, при прытком беге некие ящерицы отрывают от мира передние конечности и бегают на задних, практически как динозавры. Либо как люди… Может быть, конкретно с этаких тестов, проводимых живыми созданиями вроде бы на границе принесенного природой строения, начинаются великие эволюционные преображенья.

Тираннозавр на брюхе
Конечности принципиальная компонент локомоторного аппарата, но не единственная, ибо в движении встречают роль и позвоночник, и мускулы спины, и даже башка. Все эти ингредиенты объединяются в единичную порядок, где все взаимозависимо.

К примеру, при переходе к парасагиттальным конечностям модифицируется движение позвоночного столба. Иной раз при простом четвероногом хождении позвоночник изгибается только лишь вбок, как у рыб, ящериц и палеозойских пресмыкающихся, это именуется симметричной локомоцией при латеральной флексии позвоночного столба. При вертикальной постановке конечностей возникают вторые разновидности передвижения, экие как иноходь либо галоп. И позвоночный столб начинает двигаться совсем по-второму. При иноходи позвоночник фиксируется в горизонтальной плоскости, а при галопе требуется масса, чтоб сгибать его в плоскости вертикальной. Другими словами возникает не только лишь латеральная, да и вертикальная флексия. Ежели позвонки простых созданий монотонны по форме, то у продвинутых животных в позвоночнике выделяются отделы со особыми функциями. Возникают, к примеру, шарнирные позвонки для вертикального сгибания позвоночного столба.

Определенную роль в движении играет башка. Грызть исследование, в тот или иной описывается, как поднимался лежащий на миру тираннозавр. Сделать это ему имелось нелегко, потому что лежащий на пузе ящер был владельцем трудной башки, малолетних и слабеньких передних лап, а могучие задние отстояли очень далековато. Итак вот, по одной из гипотез, тираннозавр вначале вскидывал котелок, доставляя импульс цельному телу, далее скачком мускул шейки и спины поднимал переднюю число тела, и только лишь позже вступали в ход задние конечности.

Разум либо позвоночник?
Иной раз-то в палеозое только махонькие масштабы выручали простых диапсид от плотоядных звероящеров. В мезозое соперники поменялись кое-где. Отпрыски диапсид динозавры загнали выживших отпрысков зверозубых пресмыкающихся в малоразмерный класс. Сейчас им не приносили вырастать: не поместишься в норку попадешь на обед к тираннозавру либо дейнониху. Тем периодом из пресмыкающихся эти маленькие лохматые животные эволюционировали в млекопитающих. Случившаяся 70 млн годов назад био трагедия, унесшая с собой динозавров, отдала млекопитающим теснее в кайнозойскую эру лучшую потенциал возвращать для себя главенствующее положение в природе, утраченное в палеозое их зверозубыми предками. Эволюционируя, продвинутые млекопитающие (копытные, плотоядные) выработали парасагиттальную постановку конечностей. Но ежели посмотреть на ежа, вторых насекомоядных либо грызунов, то можнож увидеть, что у их положение лап, неподражаемо передних, только отчасти парасагиттальное. Экое воспоминание, что постановка на вертикальные конечности шла у млекопитающих как-то тягостно и длинно. Может быть, конкретно поэтому, что их прородители зверообразные рептилии водились медлительными и неловкими животными, в отличие от юрких и прытких диапсид.

Так как биомеханика функционирует с математическими моделями, к реконструкции облика старых животных привлекаются компы. Но в основанию этих увольнений не только лишь четкое познание, да и гипотезы. Изображение: Модная механика

Все же над парасагиттальностью млекопитающих функционировало очевидно иное конструкторское бюро. Почти все в строении таза и ноги у динозавров и млекопитающих схоже. Грызть совместная функция поддержка и опора. Но о идентичности либо преемственности сказать непереносимо. К примеру, таз птицы и динозавра владеет особым выступом антитрохантером, ограничивающим движение ноги и предохраняющим кость от выворачивания. У млекопитающих ничего этакого нет, а если б имелось, то навряд ли мы смогли бы узреть иной раз-нибудь балерин либо гимнасток, заводящих ногу за котелок. Быть достойным отметить, что млекопитающие начально четвероноги и им приходилось улучшать двигательный аппарат и передних, и задних конечностей, в отличие от динозавров, почти все из тот или иной решили не напрягать передние лапы хождением. Двуногость же посреди млекопитающих великая экзотика.

И как здесь не вспомнить о самом ясном и дивном двуногом млекопитающем человек разумный? Ученых дивит сначала то, что двуногость жителя нашей планеты фактически не укреплена морфологически. Обычно, бипедализм связан с скорым бегом в качестве соответствующего образца можнож привести тушканчика. Но все бегущие животные бегут на пальцах (включая копытных). Подходящим образом перестроены конечности тушканчика, тот или другой густо передвигается либо быть достойным на задних лапах. Но человек стопоходящее, а означает, по природе близкой медленноходящее существо. Позвоночник его не адаптирован к прямохождению, отчего мы одни из немногих существа на миру, страдающие остеохондрозом. Это наводит на мысль, что человек развивался так стремительно, что природа морфологически не успела приготовить организм к прямохождению. Что ж, зато у жителя нашей планеты грызть опытные руки и развитый мозг и этого полностью хватило, чтоб придумать комфортную обувь для бега, транспорт, дозволяющий передвигаться в пространстве без роли двигательного аппарата, а также массаж и мази для подверженного недугам позвоночника.

Источник: