Зачем кенгуру опирается на хвост при ходьбе

При медленном передвижении крупного кенгуру хвост может участвовать не только в сохранении равновесия. Он касается земли, поддерживает тело и помогает продвигать его вперёд. Измерения у рыжего кенгуру показали, что такая опора выполняет механическую работу, а не просто остаётся позади животного.

Это движение иногда называют ходьбой на пяти опорах. Четыре настоящие конечности при этом остаются четырьмя. Пятый контакт создаёт хвост, устройство которого отличается от лапы. Название описывает участие частей тела в движении, а не появление ещё одной анатомической ноги.

Хвост помогает перенести задние ноги

У западного серого кенгуру описано медленное движение, при котором хвост вместе с передними конечностями поддерживает тело, пока задние ноги перемещаются вперёд. Это отличается от обычной последовательной перестановки четырёх ног у многих других млекопитающих.

Передняя и задняя пары конечностей у кенгуру заметно различаются по размерам. Поэтому его медленное движение полезно рассматривать как согласованную последовательность контактов. Важно, какая часть тела уже опирается на землю, какая переносится и когда возникает следующая опора.

Само касание хвоста не рассказывает обо всех его действиях. Он может находиться у земли во время спокойного стояния. Чтобы установить роль в ходьбе, нужно проследить весь цикл перемещения, а затем связать положение хвоста с возникающими силами.

Поддерживать и толкать — разные действия

Когда животное давит на землю, опора действует на него в ответ. У этой силы можно отдельно рассматривать вертикальную и горизонтальную составляющие. Такое разделение помогает объяснить, почему выражение «держится на хвосте» описывает лишь часть возможного участия органа.

Вертикальная составляющая связана с поддержкой веса. Горизонтальная может помогать продвижению или тормозить его в зависимости от направления. Большой вклад в одно действие не означает столь же большой вклад в другое: поддержка и толчок оцениваются по разным направлениям.

Сила также отличается от механической работы. Для работы важно, как сила сочетается с перемещением. Заметное усилие во время неподвижной опоры само по себе ещё не сообщает, насколько эта часть тела помогает перемещать организм.

Поэтому для изучения ходьбы недостаточно измерить только размер хвоста или увидеть, что он касается поверхности. Положение, направление усилия и движение во времени отвечают на разные вопросы.

Что измерили у рыжего кенгуру

В исследовании 2014 года пять рыжих кенгуру проходили по площадке, записывающей силы. Среди них были четыре взрослые самки и один молодой самец. Движения одновременно снимали на видео, чтобы сопоставить контакты передних ног, задних ног и хвоста с силовыми измерениями.

Хвост создавал заметную продвигающую силу и преимущественно положительную механическую мощность. Авторы рассчитывали её по силам и движению центра массы тела. Следовательно, хвост участвовал в выполнении работы, а не только в поддержке веса.

Это механическое исследование. Рассчитанная мощность не равнозначна прямому измерению потребления кислорода или всей энергии, потраченной мышцами. Результат относится к изученной медленной походке и не задаёт одинаковую долю вклада хвоста для каждого животного при любой скорости.

Мышечное устройство изучали отдельно

Другая работа 2014 года посвящена мышцам хвоста западного серого кенгуру. Исследователи описали их расположение после анатомического изучения и связали особенности строения с ролью хвоста в медленном перемещении и прыжках.

Это другой вид и другой подход. Описание расположения мышц дополняет понимание органа, но не является повторением силового опыта на рыжем кенгуру. Анатомия показывает устройство, тогда как запись на площадке позволяет оценить участие в конкретном движении.

Не стоит превращать эти два результата в утверждение, что у всех родственников кенгуру любая походка устроена одинаково. Для такого вывода потребовались бы соответствующие сравнения видов и режимов движения.

Покой, ходьба и прыжок

У отдыхающего рыжего кенгуру хвост вместе с задними ногами может образовывать три опоры. При прыжках у хвоста есть роль в уравновешивании тела. Эти ситуации отличаются от медленного передвижения, когда он передаёт усилие земле в определённой последовательности с конечностями.

Целый хвост на обычной иллюстрации помогает увидеть общие пропорции животного. Один неподвижный кадр не показывает последовательность контактов и механическую работу. Главный вывод исследования ходьбы состоит в активном участии хвоста: он способен быть опорой и помогать продвижению, сохраняя собственное анатомическое устройство.