14-10-2023
Бипедализм (также бипедальность или двуногость) — способ локомоции (передвижения) по твёрдой поверхности при помощи двух парных конечностей (ног). Характерен, в первую очередь, для птиц, сумчатых млекопитающих и человека. Также был характерен для многих динозавров. Животные передвигающиеся на двух конечностях называются бипедами.
Содержание |
В природе бипедализм неоднократно возникал в ходе эволюции независимо у различных групп наземных хордовых животных.
У рептилий бипедализм впервые возник в среднетриасовом периоде у древних архозавров Ornithodira и получил дальнейшее развитие у динозавроморфов.
Все ранние динозавры, как ящеротазовые, так и птицетазовые были хищниками, передвигавшимися на двух задних конечностях. В ходе эволюции бедренные кости и голеностопные суставы у них оказались повернуты так, что задние ноги стали двигаться под туловищем, а колени и лодыжки расположились под бедрами, не сдерживая развития могучей ножной мускулатуры. Голеностопный сустав получил возможность пружинить при ходьбе, что способствовало более экономному расходу сил. Опора переместилась на средний (третий) палец. Изменилась функция хвоста - сросшиеся тазовые кости превратили его в дополнительную опору при неподвижном стоянии. Всё это сильно отличало динозавров от остальных рептилий и способствовало их достаточно быстрому прогрессу - в юрском периоде почти уже все более-менее крупные наземные животные (свыше метра), были динозаврами.
Постепенно часть динозавров переходит на растительную пищу, занимая освободившиеся экологические ниши. Большинство растительноядных видов вновь возвращается к передвижению на четырех конечностях, эволюция же хищников продолжает идти по двуногому пути (так у тираннозавра и тарбозавра передние конечности оказались практически редуцированными). В течение 140 млн. лет, вплоть до конца мелового периода, основными наземными хищными позвоночными были бипедальные динозавры.
Бипедальными динозаврами были предки птерозавров и птиц. Среди современных пресмыкающихся бипедализм редок. В качестве примера рептилии с бипедальной локомоцией можно привести плащеносную ящерицу.
Птицы, произошли от хищных ящеротазовых динозавров. Бипедализм изначальная черта птиц, передние, покрытые перьями, конечности которых превратились в крылья, а вся остальная анатомия развивалась адаптивно к полёту.
Впоследствии часть птиц вновь вернулась к полностью наземному образу жизни и утратила киль и передние конечности. Эти птицы получили название бескилевых. У многих видов этой группы развилась способность к быстрому бегу. Так взрослый африканский страус способен развивать скорость до 70 км/ч.
Еще одна группа птиц – пингвины, также утратила способность к полёту. Крылья этих птиц, ставших полуводными животными, эволюционировали в ласты. Передвигаются по твёрдой поверхности они также на двух задних конечностях. При этом позвоночник пингвинов располагается фактически вертикально.
Наибольшее распространение бипедализм получил среди сумчатых млекопитающих (кенгуровые, кенгуровые крысы и др.).
Среди плацентарных млекопитающих бипедализм редок и является скорее исключением. В качестве примеров можно привести лептиктидий, тушканчиковых, некоторых неполнозубых и человека.
Переход предков человека к хождению на двух задних конечностях способствовал развитию передних конечностей (рук), с помощью которых было удобно пользоваться примитивными орудиями труда, переносить пищу из одного места в другое. Развитие ручного труда в свою очередь способствовало развитию головного мозга. Вместе с тем переход гоминид к бипедальности имел и отрицательную сторону – человек стал фактически единственным млекопитающим, детеныши которого рождаются с не до конца сформированными черепной коробкой и головным мозгом.
Ввиду технических сложностей исполнения, механизмы, использующие бипедальный способ локомоции не получили пока большого распространения. Из используемых на практике механизмов можно назвать шагающие экскаваторы. Так же, существуют разработки роботов, перемещающихся на двух ногах. Примерами роботов такого типа могут служить ASIMO[1], TOPIO[2] и другие.
Бипедализм.