Авг 23, 2023 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-одинехонек динозавра либо индрикотерия. Для того чтоб осознать, как двигались античные животные, у науки грызть едва их закаменевшие скелеты, нередко неполные. А меж тем финал шедшей сотки миллионов годов назад борьбы за доминирование на нечутче во многом зависел от агрегата двигательного аппарата.

Доисторические чудовища, топающие и прыгающие на экранах кинозалов и телевизоров, издавна встали обычным зрелищем, и иногда забываешь, что никто из жителей нашей планеты никогда не лицезрел живьем ни 1-го динозавра либо индрикотерия. Для того чтоб осознать, как двигались древнейшие животные, у науки глодать едва лишь их закаменевшие скелеты, нередко неполные. А меж тем финал шедшей сотки миллионов годов назад борьбы за доминирование на бездушнее во многом зависел от сборки двигательного аппарата.

Двигательный (локомоторный) аппарат состоит не совсем только 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 нередко 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 сегодняшнюю фауну, ведь разумеется, что разобраться в ископаемой древности можнож, едва лишь исследовав локомоторику идущих в ногу со временем животных. К образцу, познание о двигательном аппарате носорога приблизит нас к осознанию манеры передвижения трицератопса. Жаждая 1-ый был динозавром, а 2-ой млекопитающее, два животных образуют один-одинешенек конструктивный тип большие, травоядные, рогатые.

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

Исследование следов доисторических животных доставляет полноценный субстанция для реконструкции локомоторного аппарата этих созданий, манеры передвижения и даже строения скелета. К примеру, неимение 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 принесенным функциям и, напротив, как эти функции могли обусловить развитие этих компонентов организма. Биомеханика занимается исследованием живых организмов, в частности локомоторного аппарата, строя модели на теоретической и математической базе 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 найти правильное сочленение костей, потому что не постоянно скелет достается ученым в сочлененном внешности. Но даже ежели скелет цел, положение останков животного, обычно, отражает посмертную позу, а скелет нужно графически реконструировать как можнож наиболее естественно. Должно шаг реконструкция мускулатуры конечностей и осевого скелета. Эта служба нередко проделывается палеонтологами вместе со профессионалами 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, глодать формулы, дозволяющие по длине шага найти приблизительную скорость движения доисторического существа.

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

Наземные позвоночные, сообразно принятым в современной науке взорам, пришли на сушу из воды, водя свойскую 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 родных аква предков. Рыба, как знаменито, плавает, исполняя телом волнообразные движения и исходя из воды хвостом. Метко так же девонский лабиринтодонт медлительно лез по бездушнее, виляя близким туловищем. Конкретно тогда показалась так давать имя 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 цельных тетраподов четырехногих, все-таки строение их лап имелось еще узко соединено с рыбьими плавниками. Правда, в отличие от плавников, тот или другой у рыб исполняют в генеральном функцию рулей, лапы земноводных заработали роль главного 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 малюсенькие 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 приобрести б&覫льшую нагрузку на мускулы рук и спины, очевидно. Но мы-то старались, напротив, подвести руки под себя. Так как так свободнее.

Основным земноводным и их отпрыскам явившимся 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 совсем только на движение, да и на удержание тела на весу. Скелеты парейазавров (травоядных пресмыкающихся подкласса анапсид) поражают близкой мощностью и основательностью. Ширина страшенно низких костей конечностей нередко 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 водилась едва лишь мозаика из плоских косточек, то несложно для себя представить, как медлительно и неуклюже передвигалась эта махина на обширно расставленных лапах. При ходьбе конечность отрывалась от света, заносилась вперед, совершая круговое движение, далее опять спускалась. Этот неэкономный метод движения сооружал парейазавра очень тихоходным. Выручало его едва лишь одно в палеозойскую эру плотоядных и прытких в теперешнем осознании созданий, видимо, вообщем не имелось. Недруги 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 (ориентировочно 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 иногда-то соответственна водилась кончиться.

Рубиджея
Набросок реконструирует вид 1-го из палеозойских звероящеров (терапсид из подкласса синапсид). Эти хищники выделялись от иных пресмыкающихся многофункциональной дифференциацией зубов отсюда и звероподобность. Терапсиды числятся предками млекопитающих, а следственно, 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 прямо к рыбам. К примеру, потовые железы жителя нашей планеты обладают явное и открытое 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-таки длинное обитание на бездушнее и передвижение в маленьком размерном классе отдало им потенциал обработать достаточно скорую ходьбу (с латеральными изгибами тела).

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

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

Сейчас никакие зверообразные рептилии с их ужасными зубами не мешали диапсидам умножаться в размахах, но, превращаясь во все наиболее большущих 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 света по совета учителя физкультуры и они встали подводить конечности под себя ради наиболее экономного расходования энергии и наиболее скорого бега.

КБ живой природы
Иногда возникает воспоминание, что вывод одной и той же технической задачки, вроде перехода к отвесно поставленным конечностям, природа поручала различным конструкторским бюро. В итоге и сами сборки выходили неодинаковыми, все-таки все оказывались трудоспособными. Перспективность же хоть какой из их могло подтвердить едва лишь пора.

К примеру, текодонты сохранили достаточно примитивное строение бедренной кости, все-таки 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 иному пути. Таз у их, против, сузился, зато в нем возникли 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 едва лишь 2-ух функций. 1-ая движение вперед и назад (протракция и ретракция). 2-ая поддержание балансировки и стойкости, в особенности при двуногом хождении. Ведь, как знаменито, динозавры перебежали к бипедализму, и едва лишь 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 цельных обезьян. Ответ примитивен это мускулы, обеспечивающие наше прямохождение, подсобляющие поддерживать торс в вертикальном положении.

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

Неясные революции
Ежели посмотреть на скелет, так, тираннозавра узенького, высочайшего, двуногого, в чем-то даже изящного мезозойского ящера и на останки приземистых и неловких особей палеозойской фауны, неминуемо возникает вопросец: как наука доставляет для себя эволюционный переход меж настолько разительно выдающимися установками? Обычного ответа на этот вопросец, очевидно, нет, а неувязка переходных форм, промежных линий, идущих от 1-го конструктивного разновидности к иному, остается одной из самых дискуссионных. Разумеется одно чтоб иметься жизнеспособной, порядок соответственна изменяться стремительно и полностью, размазанный процесс привел бы переходные формы к смерти. 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 стремительном движении подводят лапы под тело. Как им это удается? Ведь морфологически хождение на открытых 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 стремительном беге некие ящерицы отрывают от света передние конечности и бегают на задних, практически как динозавры. Либо как люди… Может быть, конкретно с таковых тестов, проводимых живыми созданиями вроде бы на границе принесенного природой строения, начинаются взрослые эволюционные преображенья.

Тираннозавр на брюхе
Конечности главная элемент локомоторного аппарата, но не единственная, ибо в движении зачисляют роль и позвоночник, и мускулы спины, и даже башка. Все эти компоненты объединяются в единичную налаженность, где все взаимозависимо.

К примеру, при переходе к парасагиттальным конечностям меняется движение позвоночного столба. Иногда при простом четвероногом хождении позвоночник изгибается лишь вбок, как у рыб, ящериц и палеозойских пресмыкающихся, это именуется симметричной локомоцией при латеральной флексии позвоночного столба. При вертикальной постановке конечностей возникают иные виды передвижения, экие как иноходь либо галоп. И позвоночный столб начинает двигаться идеально по-иному. При иноходи позвоночник фиксируется в горизонтальной плоскости, а при галопе требуется масса, чтоб сгибать его в плоскости вертикальной. Другими словами возникает не совсем только 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. Глодать 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 тяжеленной башки, малюсеньких и слабеньких передних лап, а могучие задние отстояли очень далековато. Итак вот, по одной из гипотез, тираннозавр первоначально вскидывал котелок, принося импульс цельному телу, далее скачком мускул шейки и спины поднимал переднюю число тела, и лишь позже вступали в ход задние конечности.

Мозг либо позвоночник?
Иногда-то в палеозое едва лишь малюсенькие 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 порой из пресмыкающихся эти небольшие 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, в особенности передних, едва лишь отчасти парасагиттальное. Экое воспоминание, что постановка на вертикальные конечности шла у млекопитающих как-то невыносимо 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 действует с математическими моделями, к реконструкции облика старых животных привлекаются компы. Но в базе этих расплат не совсем только исполнительное познание, да и гипотезы. Изображение: Модная механика

Все-таки над парасагиттальностью млекопитающих действовало очевидно иное конструкторское бюро. Почти все в строении таза и ноги у динозавров и млекопитающих схоже. Глодать совместная функция поддержка и опора. Но о идентичности либо преемственности разговаривать невыносимо. 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 иногда-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 другой решили не напрягать передние лапы хождением. Двуногость же посреди млекопитающих великая экзотика.

И как здесь не вспомнить о самом ярчайшем и изумительном двуногом млекопитающем человек разумный? Ученых восхищает сначала то, что двуногость жителя нашей планеты фактически не укреплена морфологически. Обычно, бипедализм связан с стремительным бегом в качестве отличительного образца можнож привести тушканчика. Но все бегущие животные бегут на пальцах (включая копытных). Подходящим образом перестроены конечности тушканчика, тот или другой нередко передвигается либо быть достойным на задних лапах. Но человек стопоходящее, а следственно, 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 глодать 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: