С участием исследователей из Университета Колорадо в Боулдере, Университета Саймона Фрейзера в Бернаби, Канада, и Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, Австралия, исследование проливает свет на кажущуюся приземленной задачу добычи пищи красными кенгуру. Хотя такая деятельность кажется неудобной, оказывается, что их хвосты обеспечивают такую же движущую силу, как их передние и задние лапы вместе взятые, когда они проедают свой путь через ландшафт.«Мы обнаружили, что когда кенгуру идет, он использует свой хвост как ногу», — сказал доцент Максвелл Донелан из Университета Саймона Фрейзера, автор-корреспондент исследования. «Они используют его, чтобы поддерживать, продвигать и усиливать свое движение. Фактически, они выполняют столько же механической работы своим хвостом, сколько мы делаем с одной из наших ног».
«Мы пришли к такому выводу, думая, что хвост в основном использовался в качестве стойки, балансира или одноногого доильного стула», — сказал соавтор исследования доцент Роджер Крам из отдела интегративной физиологии CU-Boulder. «Чего мы не ожидали обнаружить, так это того, сколько энергии производят хвосты кенгуру. Это было чертовски удивительно».Красные кенгуру — самый крупный из видов кенгуру в Австралии. Когда они пасутся на траве, они двигают обе задние лапы вперед в стиле «парных конечностей», одновременно используя свои хвосты и передние конечности для поддержки своего тела. «Они кажутся неуклюжими и неуклюжими гуляющими, когда видишь, как они рыщут в толпе в поисках еды», — сказал Крам. «Но оказалось, что это не так уж и неудобно, просто странно».
По словам Крэма, при передвижении человека задняя нога действует как педаль газа, а передняя — как тормоз, что не особенно эффективно. Но он сравнивает шагающего кенгуру со скейтбордистом, который одной ногой стоит на доске, а другой ногой — в данном случае хвостом — отталкивается от тротуара, увеличивая движение вперед.Статья на эту тему была опубликована в Интернете в журнале Biology Letters.
Помимо Крама и Донелана, соавторами статьи выступили научный сотрудник Шон О’Коннор из Саймона Фрейзера и заслуженный профессор Теренс Доусон из Университета Нового Южного Уэльса. Исследование финансировалось Канадским советом по естественным наукам и инженерным исследованиям, Австралийским исследовательским советом, а также стипендиями Международного общества биомеханики и Журнала экспериментальной биологии.
Донелан, бывший аспирант Крама, сказал, что ни одно животное, кроме кенгуру, не использует свой хвост как ногу. «В их хвостах более 20 позвонков, они выполняют роль наших костей стопы, икр и бедер».Исследовательский проект зародился в 1973 году, когда Доусон, приглашенный профессор Гарвардского университета, работал с профессором Гарварда Ричардом Тейлором, который позже стал советником Крама. Доусон уговорил небольшую группу кенгуру прыгать и ходить на большой моторизованной беговой дорожке, чтобы измерить затраты энергии на передвижение с различной скоростью.
В конце концов Доусон и Крам показали, что кенгуру может увеличивать свой метаболизм в 50 раз во время упражнений.«Кенгуру — действительно особенные млекопитающие, — сказал Доусон. «Работа за последние полвека полностью перевернула представление о том, что они принадлежат к неэффективной, примитивной группе млекопитающих».Хвост кенгуру также действует как динамичный, упругий противовес во время прыжков и повышает баланс, когда самцы кенгуру хватают друг друга за грудь или плечи, затем возвращаются назад и пинают друг друга в живот, пытаясь утвердить свое доминирование с целью воспроизводства.
Для исследования команда записала на видео пять красных кенгуру в лаборатории Доусона в Сиднее, которых приучили ходить вперед по платформе для измерения силы со сторонами из оргстекла. Датчики платформы измеряли вертикальные, обратные и поступательные силы от лап и хвостов животных.
По словам Крэма, кенгуру учили, что если они идут вперед по платформе, их награждают сладкими угощениями.За свою карьеру Крам и его ученики изучали передвижение множества существ, от слонов, черепах и лам до страусов и жуков.
Хотя большая часть данных для нового исследования была собрана много лет назад, другие исследовательские усилия членов команды постепенно отодвинули некоторые ключевые данные о передвижениях кенгуру на задний план. «Но это было исследование, от которого мы просто не могли отказаться», — сказал Крам. «Это было слишком весело. Это настоящее чудо природы, как эти кенгуру передвигаются и на что они способны».
Крам называет эволюцию хвоста кенгуру, который, как считается, был цепким, когда опоссумоподобные предки кенгуру жили на деревьях, «эксаптацией» — сдвигом в функции биологического признака с течением времени. Он сравнил это с рулоном изоленты в кузове грузовика. «Вы знаете, что собираетесь использовать это, но вы просто не знаете, когда», — сказал он.
«Я завидую кенгуру», — сказал Крам, мастер соревнований по бегу на милю и 1500 метров. «Когда они прыгают быстрее, они не расходуют энергию с большей скоростью. У них есть способность двигаться быстрее и не уставать — конечная цель бегуна».