Особливості руху амфібій

Жданова Т. Д.

Рух земноводних, як і всіх інших тварин, забезпечує як їх переміщення в просторі, захоплення їжі та інші індивідуальні дії, так і взаємодію з іншими особинами при репродуктивному і соціальну поведінку. Усім без винятку організмам дані спеціальні органи, а також численні доцільні пристрої для здійснення рухових процесів.

Керована кістково-м'язова система

Хребетні тварини, в тому числі земноводні, для пересування в просторі, а також руху окремих частин тіла та органів наділені чудово укомплектованою всім необхідним, керованою і чітко координованих кістково-м'язової системи. Такий складний опорно-руховий апарат являє собою єдиний комплекс, що складається з кісток, суглобів, зв'язок, м'язів, їх нервових утворень, аналізаторів і т.п. Численні ланки рухомо з'єднані в суглобах, тому допускають поворот однієї ланки щодо іншого, причому осей повороту може бути до трьох. Відповідно, вони володіють однією, двома і трьома ступенями свободи і надають тілу високу рухливість, гнучкість і маневреність.

Міцну основу тіла і захист організму від пошкоджень здійснює скелет. До його кісток прикріплюються поперечно-смугасті м'язи, які, завдяки доцільно розташованим в них нервових закінченнях, керуються центральною нервовою системою за допомогою рухового аналізатора. Узгоджена діяльність всієї мускулатури тіла дозволяє здійснювати численні і різноманітні рухи. При пересуванні в просторі (наприклад, ходьба, біг, плавання, повзання, стрибки) і навіть при стоянні і сидінні опора тіла вимагає активного напруги мускулатури.

рухають тіло, натягуючи «важелі» кісток скелету, поперечно-смугасті м'язи. Вони здійснюють зовнішні руху тулуба, голови, кінцівок, мови амфібій, у тому числі всі довільні поведінкові дії. А гладкі м'язи утримують внутрішні органи і забезпечують їх мимовільні руху. Вони утворюють, наприклад, мускулатуру стінок кровоносних судин, пронизують тканини внутрішніх органів і шкіри. Що найдивніше, все багатство рухів живих істот забезпечується тим єдиним, чим наділена м'язова тканина - здатністю скорочуватися. Відбувається це під впливом електричного або хімічного подразника. А оскільки розтягуватися і штовхати вперед м'яз не «вміє», то повинна постійно працювати тільки з «Напарницею». Наприклад, існують верхня і нижня м'язи передпліччя. Коли скорочується один з них - кінцівку йде вгору, а коли скорочується інша -- вниз. Цим забезпечується згинання та розгинання, витягування і стягування. Подібні парні м'язи-антагоністи діють в протилежних напрямках. Вони призначені для створення найтонших синхронізованих комбінацій. І завдяки цього здійснюються найскладніші і точні рухи.

Як протікає весь комплекс електрохімічних процесів у м'язах при скороченні, вчені не знають. Однак відомо, що коефіцієнт корисної дії м'язів набагато вище, ніж цей коефіцієнт у двигуна внутрішнього згоряння. Якщо б вдалося розібратися в складному комплексі протікають у м'язах процесів, системи управління і синхронізації, то був би шанс створити небачені за економічністю і своїми можливостями двигуни і механізми. І тоді рукотворні пристрої змогли б хоча б у якійсь мірі наблизитися за своїми характеристиками до чудовим показниками м'язів тварин.

координовані робота м'язів

Яким чином здійснюються найчастіше моторні і спритні руху амфібій? Як так звана «система важелів» чітко і злагоджено виконує свою роботу? Яким чином здійснюється координація такого, здавалося б, простого, але на диво цілеспрямованого руху як, наприклад, стрибок амфібії в точно розрахованому напрямку з приземленням в потрібному місці? Деякі з цих питань були розглянуті вище, де відзначена важлива роль зорової системи в управлінні рухом. Не менш важлива для цього і узгоджена (скоординована) робота певних м'язів. Вони управляються імпульсами (сигналами) з центральної нервової системи. Народжуються ці імпульси завдяки складним і взаємозалежних дій різних аналізаторів. Так, зоровий аналізатор через свій орган почуттів - око, отримує інформацію з зовнішнього середовища. Він аналізує її, використовуючи вроджені і набуті досвідом знання, і видає у вигляді сигналів точний розрахунок для стрибка амфібії або хапальний рухів її передніх лапок. У цей час руховий аналізатор сприймає і аналізує сигнали, що йдуть від м'язово-суглобового апарату. Вони повідомляють про напрям, величиною і швидкості здійснюється рух.

Існує безліч прикладів, що підтверджують здібності багатьох земноводних до складних маніпуляційним дій. Наприклад, жаби, часто мають справу з забрудненими в багнюці хробаками, хапають видобуток за той край, який ворушиться, а потім спритно простягають її між пальцями передніх лап. Очищеного від прилип бруду черв'яка жаби відправляють в рот, а закінчивши трапезу, вони «акуратно» витирають лапками свої губи. Важко собі навіть уявити, яку велику кількість координованих взаємодій різних аналізаторів, керованих мозком, тут використано. Дивно, що в комплексі складного інстинктивного поведінки тварини враховано навіть такі, здавалося б, незначні для його життєдіяльності можливості.

Можливості кінцівок

Дивно ефективні і доцільні пристрої являють собою кінцівки земноводних. Вони створені для активної життєдіяльності, як у воді, так і на суші, тому дозволяють амфібіям рухатися у всіх стихіях: чудово плавати, повзати, ходити і стрибати по землі і навіть здійснювати перельоти по повітрю подібно планеристів. Передні кінцівки безхвостих земноводних зовсім не схожі на лапи інших чотириногих. Їх ногами ніяк не назвеш - лапки більше нагадують дитячі рученята. Ці чудові кінцівки земноводних допомагають їм не тільки плавати і пересуватися по землі, а й вилазити на дерева, рити землю, будувати гнізда і багато іншого. Вони забезпечені цілий арсенал допоміжних засобів, розширюють можливості «системи важелів». Це диски-присоски і залози, що виділяють липку рідину для прикріплення до різних поверхонь; м'які подушечки, що пом'якшують удар при приземленні; жорсткі «мозолі» для риття; плавальні перетинки і багато іншого.

Для пересування амфібіям дані різні способи і пристрою. Наприклад, жаби в основному мають короткі лапи і частіше пересуваються по землі дуже невеликими стрибками або ходьбою. Характерною особливістю жаб є володіння довгими задніми лапами з перетинкою між пальцями. Ці лапи дозволяють їм чудово стрибати, плавати, лазить і навіть ковзати. Завдяки сильно розвиненою мускулатурі задніх лап жаба, різко відштовхуючись ними від землі, вистрибує високо в повітря. А щоб пом'якшити приземлення, автоматично «спрацьовує» механізм подачі в точку дотику із землею передніх лап, спеціально облаштованих м'якими подушечками. Такі чудові пристрої виводять безхвостих амфібій в ряд чемпіонів зі стрибків серед хребетних, якщо врахувати співвідношення розміру стрибуна з подоланим відстанню. Наприклад, чернопятністая квакша при довжині 30 мм може стрибнути у довжину на півтора метра, а європейська прудка жаба в разі небезпеки здатна навіть зробити триметровий стрибок.

Оснащеність плавців і землекопів

Більшість амфібій мають прекрасну можливість швидко плисти до наміченої мети. Пересування у воді жаб здійснюється завдяки потужним поштовхів задніх лап з плавальними перетинками. Їх конструкція настільки зручна, що вона використана людьми при створенні спортивних ласт. Так і спосіб плавання жаб дуже ефективний - її передні лапки щільно притиснуті до тіла. Недарма цей спосіб ліг в основу таких спортивних стилів, як брас і батерфляй. Гребінчастий тритон також під час плавання вміло прикладає лапки до боків, хоча його цьому ніхто не вчив. Їх він використовує як керма глибини. А поступальний рух тритона забезпечує його важливий помічник у багатьох доцільних діях - добре керований хвіст.

Багато видів амфібій володіють і рятівною здатністю порівняно швидко закопуватися в землю. Так, часничниця вночі займається полюванням, а вдень ховається в землі, закопуючи за допомогою своїх рогових мозолів на лапках. Робить це вона досить вправно, тому що менш ніж за хвилину, може повністю зануритися в пісок або пухку землю. Де б не застало цих земноводних ранкове сонце, вони ту годину ж зариваються, зникаючи під землею майже у вертикальному положенні. При цьому часничниці можуть жалібно нявкати, як маленькі кошенята. Можливість закопуватися дозволяє представникам деяких видів амфібій переживати тривалі періоди посухи або похолодання. А деяким амфібіям, мешканцям пустель, дана чудова здатність залишатися живими під товщею піску до 2-3 років.

Пристрої для стрибків по деревах

Представники деяких видів квакша проводять певну частину свого життя в кронах дерев. Ці невеликі та спритні амфібії оснащені чудовим комплексом пристроїв для здійснення віртуозних стрибків. Кінчики їх пальців озброєні спеціальними дисками або пластинками, які діють як присоски. Завдяки ним жаби утримуються на гладкою поверхні стовбура, гілки, деревного листа, можуть прогулюватися по гладкій стіни і навіть висіти вниз головою. Вони так легко і невимушено перестрибують з листа на лист, що деякі пернаті в порівнянні з ними здаються незграбними. А щоб присосок зчеплення з поверхнею було надійним, в комплекті для пересування ще передбачені додаткові пристрої та механізми. По-перше, квакша дані спеціальні м'язи, які роблять диски плоскими по відношенню до гладких поверхнях прикріплення, а також дозволяють підганяти диски до рельєфу шорсткуватої поверхні. При цьому відбувається повний збіг виступів на подушечках з дрібними западинами місця прикріплення. По-друге, їх шкіра на горлі і животі, та й самі диски мають залізячками, що виділяє липку рідину. Вона забезпечує капілярні сили зчеплення частин тіла з гладкими поверхнями. Причому значна площа живота, що покривається цієї рідиною, також служить відмінною присоском. Такі пристрої та механізми прилипання дозволяють жабам пересуватися навіть за такими слизьким поверхонь, як мокре скло.

Ці витончені істоти демонструють нам приклад чудових можливостей, якими володіють різні тварини. Так, створення такого способів пересування, як стрибки по деревах, що супроводжується застосуванням присосок з рідкими липкими мастилами, повинен припускати глибокі пізнання в різних науках: гідродинаміки, теорії адгезії, хімії та ін Цілком очевидно, що такими знаннями вони не володіють. Всі можливості організму кожного конкретного виду організму реалізуються завдяки його «мудрої» спадкової програмі.

Найбільш незвичайними квакша славляться філломедузи. На їх передніх і задніх лапках внутрішні пальці протиставлені іншим. Зовсім як на мавпячої руці. Завдяки цьому квакша легко обхоплюють лапками гілки і дуже міцно на них тримається. Кажуть, що філломедузе простіше відірвати лапку, ніж примусити її відпустити гілку. За те, що ці витончені істоти чудово лазять, їх називають мавпочками. Але по швидкості пересування філломедузи нагадують лінивців. Перед кожним кроком квакша довго шарит в повітрі передній лапкою, аж поки не знайде і не схопить за гілку. Підтягнувши задню лапку, вона ще довше шукає для неї опору. Потім настає черга наступного передньої лапки і т.д.

Зовсім по-іншому поводиться чудова стрибунка - Кубинська карликова квакша, що живе по околицях пересохлих ставків і боліт. Пристрій її кінцівок забезпечує таке стрімке пересування, що здається, ніби вона не стрибає, а пурхає. Варто малятко сполохати, і вона красивими стрибками блискавично зникає в листі чагарнику. І недарма місцева назва цієї квакша в перекладі означає «ільная летюча миша».

Що допомагає «літали» земноводним переноситися в повітрі на досить великі відстані (до 10-12 м), приєднаним до поверхонь, лазити по деревах і плавати? Якщо розглянути відому яванське літаючу жабу і її найближчих родичів, то можна нарахувати кілька чудових пристроїв, що забезпечують їй велику різноманітність способів пересування. По-перше, для стрибка-польоту ці жаби забезпечені великими перетинками, які розташовані між специфічними довгими пальцями лап. Вони чудово служать їм замість крил для опори в повітрі. Адже при довжині тварини близько 10 см загальна площа перетинок на чотирьох лапах становить 80 см2. По-друге, тулуб жаби володіє можливістю надуватися до значних розмірів, що покращує її «літні» якості. А по-третє, для надійного приземлення і лазіння по деревах амфібія забезпечена пневматичними подушечками на кінцях пальців. Можна тільки дивуватися оснащеності «літаючі» амфібій і налагодженості механізмів конкретного використання не зовсім звичайних для земноводних пристроїв.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.portal-slovo.ru/