Animais que andam sobre nadadeiras ou pinípedes. Leis geográficas e alguns fatores ambientais Por que os animais que vivem no sul têm patas mais longas

A forma mais antiga de movimento é a caminhada ou corrida sem pressa, na qual o animal repousa sobre toda a superfície dos pés e mãos (ou a maioria deles). Portanto, esse método de movimento é chamado de caminhada. Não é particularmente rápido, mas garante estabilidade e manobrabilidade. Ao caminhar, a cada momento do movimento, apenas um membro é elevado, enquanto os outros três servem de apoio e fornecem equilíbrio.

Reorganizando sequencialmente os membros das metades esquerda e direita do corpo, o animal avança. Stopigrade foi preservado em muitos insetívoros: (ouriços, musaranhos), roedores (ratos, ratazanas, marmotas) e alguns carnívoros (urso). Quase da mesma forma que nos plantígrados, as patas de animais que sobem em árvores, como esquilos, são arranjadas. Apenas seus dedos são mais longos e muitos têm garras bem desenvolvidas.

Andar com os dedos e andar com a falange

Mas e os animais que vivem em espaços abertos? Afinal, eles precisam correr rápido para escapar dos predadores ou, ao contrário, alcançar a vítima. De mamíferos modernos as espécies de ungulados, que possuem uma estrutura especial da mão e do pé, são as mais adaptadas à corrida. Mas antes que tal membro fosse formado, como, por exemplo, em antílopes ou cavalos, seus ancestrais passaram a depender de todo o pé para contar com as falanges dos dedos, ou seja, andar na ponta dos pés.

Por um lado, andar com os dedos permite desenvolver maior velocidade, bem como mover-se em saltos. Mas, por outro lado, a área de suporte na superfície da Terra diminui e aumenta estresse do exercício nas falanges dos dedos (isso é fácil de verificar andando na ponta dos pés), o que significa que há risco de deslocamento dos dedos. Portanto, é necessário sacrificar a mobilidade das articulações em prol de sua maior força: as falanges dos dedos ficaram mais curtas, perderam a mobilidade e os ossos do metacarpo e metatarso, ao contrário, se alongaram muito.

Entre os mamíferos modernos, os representantes do grupo dos carnívoros, como cães e gatos, são digitígrados. A eficácia desse método de movimento é evidenciada pelo fato de que o mamífero mais rápido da Terra - a chita, que desenvolve velocidades de até 110 km / h, pertence ao digitígrado.

Por que uma chita corre rápido, mas não por muito tempo?

Ao contrário dos corredores digitígrados, os mamíferos com cascos são capazes de correr não apenas rapidamente, mas também por um longo tempo. Isso é possível devido à estrutura mais forte do membro e à presença de cascos com tesão. Os ungulados contam com as pontas dos dedos, cobertas por cascos que protegem contra ferimentos em solo duro ou pedras. Portanto, a corrida de carnívoros digitígrados é uma combinação de velocidade e capacidade de manobra, e a corrida de suas vítimas potenciais - ungulados herbívoros - é uma combinação de velocidade e resistência.

No mamíferos terrestres os membros posteriores, via de regra, são sempre mais desenvolvidos que os anteriores. Por exemplo, nas lebres, essa diferença é muito significativa. Eles geralmente se movem em saltos curtos, empurrando com as patas dianteiras e traseiras. Ao correr rápido, as lebres dão saltos longos. Pernas traseiras durante o movimento, eles carregam muito para a frente em relação aos frontais, que neste momento servem de suporte para o corpo. A carga principal ao correr cai justamente nos membros posteriores.

Corrida de ricochete

Muito raramente, os membros anteriores não são mais usados ​​como suporte no processo de corrida. Um exemplo notável da maneira "bípede" de se mover saltando são os cangurus. Este método de movimento é chamado de corrida de ricochete.

Ao mesmo tempo, empurrando com fortes patas traseiras e usando a cauda como leme e contrapeso, os cangurus são capazes de dar grandes saltos um após o outro, quicando no chão (“ricocheteando”) como uma bola de tênis. Grandes espécies de cangurus se movem em saltos de 6 a 12 metros de comprimento, desenvolvendo uma velocidade de até 40 km / h. É verdade que eles não podem correr nessa velocidade por muito tempo e se cansam rapidamente.

"As partes salientes dos corpos de animais de sangue quente (orelhas, pernas, caudas) são menores em climas frios do que em climas quentes."

Explicação: quanto maiores as orelhas e caudas, maior a superfície do corpo através da qual o calor escapa. Para os animais do norte, isso não é benéfico, então suas orelhas e caudas são pequenas. Para parentes do sul, pelo contrário, é conveniente ter uma grande superfície para esfriar de alguma forma.

Explicação: quando um organismo aumenta de tamanho, seu volume cresce e sua superfície cresce - todos crescem, mas em velocidades diferentes. A superfície fica para trás - cresce mais lento que o volume, portanto, em grandes animais do norte, a superfície é relativamente pequena. Todos eles precisam disso para o mesmo - liberar menos calor.

Exemplo: o lobo polar é o maior de todos os lobos, o urso polar é de todos os ursos, o carcaju é de todos os mustelídeos, o alce é de todos os veados, o tetraz é de todos os tetrazes.

E por que animais tão grandes como elefantes e hipopótamos vivem no sul?

Porque há vegetação suficiente para eles se alimentarem. - Mas ao mesmo tempo eles Muito quente. O hipopótamo fica constantemente sentado na água, o elefante se refresca com a ajuda de suas enormes orelhas. (Mamutes que viviam em clima temperado, o tamanho era o mesmo que elefantes modernos, mas eles tinham tamanho normal orelhas e cabelos, como deveria ser para os mamíferos.)

Ecologia

As mãos humanas são uma das mais partes importantes do corpo. Com a ajuda das mãos, fazemos quase tudo, até nos comunicamos. No entanto, o homem não é a única criatura no planeta com mãos e dedos hábeis. Os membros dos animais que são comumente chamados patas, pode surpreendê-lo. Convidamos você a conhecer as patas mais inusitadas do reino animal.

animais maravilhosos

Ai-Ai ameaçador

sim sim- uma criatura incrível que vive em Madagascar, que sabe "mostrar dedo do meio' como ninguém no mundo. sim sim ou bracinho- um pequeno primata que pode ser chamado o mais estranho de todos os primatas. Ele tem patas ossudas feias com dedos longos e garras, que lembram os heróis dos contos de fadas sobre vampiros e lobisomens.

Além disso, o dedo médio do cabo é um pouco maior que o resto e se projeta visivelmente. Com sua ajuda, a besta batendo nas árvores em busca de vazios na casca onde se podem esconder os deliciosos insectos de que se alimenta. Se aye-aye encontra uma guloseima, ele morde a madeira e com a ajuda de seu sinistro dedo longo agarra a presa.

As armas, apesar de sua aparência ameaçadora, completamente inofensivo para todos, exceto insetos, no entanto, os habitantes de Madagascar são muito hostis a esses animais, pensando em encontrá-los um mau sinal. Se um aie-aie for visto perto da aldeia, ele será morto imediatamente, pois acredita-se que, caso contrário, o infortúnio cairá sobre a aldeia.

Sapo Voador Helena

Em 2009, enquanto viajavam pela floresta perto da cidade vietnamita de Ho Chi Minh, os biólogos se depararam com um sapo incrível. Este sapo é longo cerca de 9 centímetros, como se viu, pertencia a uma nova espécie de sapos voadores desconhecidos da ciência, conhecidos por sua capacidade de pular de uma árvore para outra e flutuar no ar com a ajuda de patas com membranas especiais.

Biólogo Judy Rowley quem descobriu este sapo no Vietnã deu-lhe o nome sapo voador Helen em homenagem a sua mãe Helen Rowley.

Os animais mais incríveis

toupeira polidáctila

Toupeiras- animais muito fofos, exceto, talvez, toupeira estrela do mar, que mora nos EUA e no Canadá. Toupeiras têm membros incríveis, que eles simplesmente precisam para viajar no subsolo.

Grandes patas dianteiras planas funcionam como pás, e longas garras nos dedos permitem cavar tocas e túneis subterrâneos em que as toupeiras encontram abrigo e comida.

Em 2011, pesquisadores Universidade de Zurique sugeriu por que as patas da toupeira cavam o chão tão bem: as toupeiras um dedo extra- polegar sobressalente em forma de foice.

Este polegar não tem articulação motora, toupeira depende disso enquanto cava, o que dá suas patas-pás poder extra. Estudos mostraram que o osso desse dedo se desenvolve a partir dos ossos do pulso no estágio embrionário um pouco mais tarde do que os ossos dos outros dedos. Toupeiras realmente têm não 5, mas 6 dedos nas patas!

lagartixa pegajosa

lagartixas possuem pernas incríveis que lhes permitem agarrar-se a quase para qualquer superfície. As linhas nas solas dos pés são cobertas por pêlos chamados cerdas, que também são cobertos com cerdas.

As últimas estruturas são tão rasas que permitem que as lagartixas grudem na superfície em que se movem. Eles permitem que você aprimore força van der Waals, a força elétrica fraca que mantém muitas coisas juntas, incluindo a maior parte da matéria orgânica.

Manter-se aquecido é muito importante para os animais que vivem no frio zonas climáticas, portanto, muitos deles são marcados pela aptidão física para tais condições.
Dados básicos:
Mudança na forma do corpo. Em muitos habitantes de regiões frias, a forma, tamanho e proporções do corpo diferem da forma, tamanho e proporções do corpo de animais da mesma espécie que habitam regiões quentes. Essa estrutura corporal é sinal de melhor adaptação à regulação da transferência de calor. Este fato é explicado pelo exemplo de duas regras.
Regra de Bergman. Obviamente, os animais que vivem no frio zonas climáticas, tem um corpo arredondado. De acordo com a regra de Bergaman Forma redonda ajuda o corpo a reter melhor o calor. Um excelente exemplo que ilustra Esta regra, corpos cilíndricos de mamíferos que vivem em água fria, em especial selos.
regra de Bergaman diz que entre os animais da mesma espécie que vivem em grande área, os maiores indivíduos são encontrados em regiões frias. Quanto mais perto do sul, menor seu tamanho. Assim, por exemplo, o tigre mais móvel - tigre de Amur. Menor - bengali. E bem pequeno - o tigre javanês. Portanto, de acordo com as regras, os lobos grandes devem viver no Ártico.
regra de Allen. De acordo com a regra de Allen, em animais que habitam áreas frias da cordilheira, as partes salientes do corpo (membros, cauda, ​​​​aurículas) são menores do que em representantes da mesma família que vivem em áreas quentes. As dimensões do corpo são reduzidas para reduzir a transferência de calor e evitar perdas de calor desnecessárias. Assim, uma raposa comum tem corpo, membros e cauda curtos, testa convexa, orelhas e boca encurtadas. A raposa vermelha tem um corpo mais longo uma longa cauda e o focinho, assim como as orelhas, são fortemente salientes. E a raposa da estepe tem membros longos e orelhas enormes. Os animais precisam de orelhas grandes para melhorar a dissipação de calor e evitar o superaquecimento de seus corpos.

OU VOCÊ SABE QUE...
A chinchila tem uma pelagem muito espessa, porque até 40 fios de cabelo crescem de um folículo piloso.
Durante o degelo do inverno nas latitudes árticas, chove, após o que a lã molhada dos bois-almiscarados costuma congelar, formando uma casca de gelo que impede o movimento do animal.
1 cm2 de pele de foca do norte cobre até 50.000 cabelos.
As renas costumam fazer longas viagens em busca de abrigo dos ventos frios, elas tentam se aquecer pressionando seus corpos um contra o outro.

Os mamíferos que vivem em regiões frias mantêm uma temperatura corporal constante, principalmente devido ao espaço de ar presente em sua pelagem. Muitas espécies animais têm uma espessa camada de gordura sob a pele. Tipos separados são salvos do frio com a ajuda de uma estrutura corporal especial.
Norte do Círculo Polar Ártico
A parte mais fria da gama de mamíferos é o Ártico. Com a exceção de Urso polar, que vive até no Pólo Norte, a maioria das espécies vivendo nas regiões do sul. Muitos habitantes do Ártico têm uma pele espessa, longa e, via de regra, lã branca. Seus casacos de pele são organizados de acordo com o princípio da dupla janela de quadros, entre os quais existe ar - uma camada protetora térmica. EM horário de verão lã na maioria das espécies dilui. O urso polar usa uma roupa branca com tons de amarelo durante todo o ano. Os raios do sol penetram pelos pelos brancos até a pele do urso e a aquecem. A pelagem do urso consiste em um subpêlo espesso, de modo que a pele do urso permanece seca mesmo ao nadar em água gelada. Além disso, uma espessa camada de gordura subcutânea também a protege do frio.
O wolverine também tem uma pelagem muito grossa. Como os cristais de gelo nunca se formam no pelo do wolverine, os esquimós costuram um forro para roupas com sua pele. Outros animais "resistentes ao gelo", os bois-almiscarados, têm pêlos de 50 a 70 cm de comprimento a partir de um subpêlo espesso. Ambas as camadas têm excelentes propriedades para reter o calor e proteger o animal mesmo nas condições mais muito frio. O boi-almiscarado muda durante o curto verão ártico.
Termorregulação NAS MONTANHAS
Nas áreas montanhosas, as temperaturas noturnas são geralmente muito mais baixas do que as temperaturas diurnas. Os mamíferos que vivem no alto das montanhas devem se adaptar não apenas às flutuações sazonais de temperatura, mas também às diárias. Vento, chuva e neve no inverno não são fenômenos muito agradáveis, então a maioria dos montanheses, como os habitantes do Ártico, tem pêlo grosso. Chinchilas, vicunhas, guanacos, lhamas e alpacas que vivem nos Andes têm pelagem muito quente. As pessoas tosquiam guanacos, lhamas, vicunhas e alpacas para obter lã quente. Nas montanhas arborizadas, a diferença entre as temperaturas diurnas e noturnas não é tão grande. Isso é usado por muitas espécies de cabras montesas e carneiros, que descem para esses locais de maior altitude para o inverno.
Termorregulação NA ÁGUA

Alguns mamíferos marinhos vivem perto do Norte e do Sul círculo polar, enquanto as morsas são encontradas apenas no Ártico. Algumas espécies de pinípedes vivem na costa da Antártica, estando constantemente em águas geladas. As baleias narval e beluga passam aqui toda a sua vida, e baleias cinzentas, jubarte e azuis aparecem nestas regiões em período de verão. Na água fria, a transferência de calor é muito mais intensa do que no ar frio. Uma pessoa que se encontra nessas condições só consegue viver alguns minutos. A forma cilíndrica das baleias e focas evita a geração excessiva de calor, e uma espessa camada de gordura subcutânea ajuda a manter uma temperatura corporal constante quando estão em água gelada. A espessura da camada de gordura, dependendo do tipo de animal, varia de alguns centímetros a meio metro. Além disso, os pinípedes têm uma sistema circulatório- atua como trocador de calor. O princípio de sua ação baseia-se no fato de que o vaso pelo qual o sangue entra no membro está entrelaçado com uma rede de pequenos vasos que transportam o sangue do membro. Com uma troca constante de calor entre os fluxos sanguíneos opostos, consegue-se um resfriamento mínimo do sangue que circula dentro do corpo do animal.
PROTEÇÃO DO FRIO
Com o início das fortes geadas, uma camada de neve para muitos animais torna-se um excelente abrigo que retém o calor. Esses pequenos mamíferos, como os lemingues, cavam complexos corredores subterrâneos cobertos por uma espessa camada de neve no topo. Arminho também se esconde no subsolo no inverno. Gigante Urso marrom, morando no Alasca, dorme em uma toca no inverno, e os ursos polares machos se escondem sob a neve apenas em tempestades de neve, enquanto as fêmeas grávidas hibernam em um covil de neve. O urso polar fêmea sobe na toca e se enrola em uma bola. O covil está coberto de neve. Nesse caso, a neve forma uma espécie de camada isolante. Lobos, rena e os alces não têm medo da geada. Alces não se apressam hibernação, mas retiram energia das reservas de gordura, que trabalharam no verão e no outono. Movimentam-se muito pouco e só no muito frio procuram abrigo em matagais de plantas e outros locais protegidos. Esquilos e muito mais pequenos mamíferos hibernam no inverno.

Os herbívoros que vivem no norte são maiores do que os do sul porque a grama do norte é mais nutritiva, dizem os cientistas. Uma explicação inesperada da regra de Bergman foi confirmada experimentalmente.

Carl Georg Lucas Christian Bergman - biólogo, fisiologista e anatomista alemão, por muito tempo estudou anatomia comparada. Mas foi a descrição do padrão ecogeográfico que lhe trouxe fama, que mais tarde recebeu o seu nome. A famosa frase do livro de Bergman de 1847 Sobre a relação entre a economia de calor em animais e seu tamanho é: e de acordo com sua massa.

Como funciona a regra de Bergman?

Muitos cientistas, de fato, confirmam que tal padrão existe. É verdade que a pergunta "por que" por muito tempo permaneceu sem resposta. Agora os cientistas explicam essa regularidade pelas peculiaridades da termorregulação dos animais de sangue quente. O fato é que a produção de calor é proporcional ao volume do corpo e a transferência de calor é proporcional à sua área de superfície. Consequentemente, a proporção de área de superfície para volume é menor em animais grandes. Portanto, nas latitudes frias do norte, é mais lucrativo ser grande para produzir mais calor e dar menos, e nas latitudes do sul, vice-versa.

O Dr. Chuan-Kai Ho, da Universidade de Houston, junto com seus colegas, propôs uma explicação completamente nova e inesperada da regra de Bergmann, que, no entanto, sem dúvida levantará muitas outras questões entre os cientistas. Dr. Ho, sem excluir, no entanto, a explicação tradicional, sugeriu que o tamanho do corpo dos animais depende muito do tipo de comida que comem. De acordo com a hipótese do Dr. Ho, a vegetação das latitudes do norte tem um alto valor nutricional, então os animais herbívoros que comem essas plantas diferem mais tamanho grande corpo.

As plantas do norte são mais nutritivas

Os cientistas decidiram testar a hipótese do Dr. Ho experimentalmente. Os espécimes de teste eram insetos generalizados. Prokelisia da subordem torácica ( Archaeorrhyncha) e a amêijoa Aplysia ( Aplysia) (lebre do mar) Segundo os cientistas, embora essas espécies sejam de sangue frio, a regra de Bergman também funciona em seu exemplo - os maiores espécimes são encontrados em latitudes mais ao norte e os menores nas latitudes ao sul.

Insetos e moluscos foram cultivados em laboratório e alimentados exclusivamente com plantas Spartina anglica. Os próprios cientistas coletaram plantas em diferentes latitudes. América do Norte(na tundra e na zona da floresta). Através certo tempo Quando os moluscos e os insetos atingiam a maturidade, o Dr. Ho media o tamanho de seus corpos. Segundo os autores do trabalho, os insetos que receberam grama cultivada na tundra acabaram sendo 8% a mais do que seus parentes que se alimentavam de grama de zona temperada. Quanto aos moluscos, o tamanho dos indivíduos alimentados com ervas do norte acabou sendo maior em até 27%. Só pode haver uma explicação para isso - diferentes valor nutricional ervas crescendo em condições diferentes diz o Dr. Ho.

“Não acreditamos que esta seja a única explicação possível para a regra de Bergmann. Mas nosso estudo mostra que, para explicar o mecanismo de seu funcionamento, não basta apenas conhecer as características das reações fisiológicas ao temperatura diferente ambiente. Também é importante levar em consideração as relações ecológicas dos animais com o meio ambiente”, diz o Dr. Ho.

Por que as plantas que crescem em altas latitudes são mais nutritivas, os cientistas ainda acham difícil responder e fazem apenas uma suposição. Um dos autores do estudo, o Dr. Stephen Pennings, em seu trabalho anterior, mostrou que plantas de latitudes setentrionais são menos suscetíveis a ataques de insetos. Talvez seja por isso, sugerem os autores, plantas do sul gastar mais energia em proteção química de insetos, e seu menor valor nutricional também é uma espécie de mecanismo de proteção contra insetos vorazes.

O artigo do Dr. Ho "A qualidade da dieta é um mecanismo negligenciado para a regra de Bergman" pode ser encontrado na edição de fevereiro do The American Naturalist.