Деревне пересування

Деревне пересування — це пересування тварин на деревах. У середовищах існування, де є дерева, тварини еволюціонували, щоб пересуватися по них. Деякі тварини можуть лазити по деревах лише іноді, але інші є виключно деревними. Середовища існування створюють численні механічні проблеми для тварин, що пересуваються по них, і призводять до різноманітних анатомічних, поведінкових та екологічних наслідків, а також до варіацій у різних видів.

Біомеханіка

Деревні місця існування створюють численні механічні проблеми для тварин, які переміщуються в них, і їх вирішують різними способами. Ці виклики включають пересування по вузьких гілках, пересування вгору та вниз, балансування, перетин прогалин і боротьбу з перешкодами.

Діаметр

Пересування по вузьких поверхнях, наприклад, по гілці дерева, може створити особливі труднощі для тварин, які не пристосовані до балансування. Під час пересування по землі розташування центру мас може коливатися з боку в бік. Але під час деревного пересування це призведе до того, що центр мас зміститься за край гілки, що спричинить тенденцію до перекидання та падіння. Деякі деревні тварини не тільки повинні мати можливість пересуватися по гілках різного діаметру, але вони також повинні їсти на цих гілках, що призводить до потреби в здатності балансувати, використовуючи руки, щоб харчуватися. Це призвело до різних типів захоплення, наприклад, лапами.

Нахил

Гілки часто орієнтовані під кутом до сили тяжіння в деревних середовищах існування, у тому числі вертикальні, що створює особливі проблеми. Щоб подолати цю складність, багатьом тваринам доводиться хапатися за опору усіма чотирма кінцівками і збільшувати частоту своєї ходи. Коли тварина спускається, вона також повинна боротися із силою тяжіння, щоб контролювати свій спуск і запобігти падінню. Спуск може бути особливо проблематичним для багатьох тварин, і види, що живуть на високому рівні дерев, часто мають спеціалізовані методи для контролю над своїм спуском. Один із способів, як тварини запобігають падінню під час спуску, — це збільшити кількість контакту їхніх кінцівок із субстратом, щоб збільшити тертя та силу гальмування.

Баланс

Через висоту багатьох гілок і потенційно катастрофічні наслідки падіння, рівновага має першочергове значення для деревних тварин. На горизонтальних і пологих гілках основною проблемою є перекидання набік через вузьку основу опори. Чим вужча гілка, тим більше труднощів у балансуванні виникає. На крутих і вертикальних гілках перекидання стає меншою проблемою, а відхилення назад або ковзання вниз стає найімовірнішою невдачею.

Перетин прогалин

Деяким деревним тваринам потрібна можливість переходити з дерева на дерево, щоб знайти їжу та притулок. Щоб мати можливість переходити з дерева на дерево, тварини виробили різні пристосування. У деяких місцях дерева розташовані близько одне до одного, й проміжок можна долати за допомогою розгойдування. В інших місцях дерева не розташовані близько одне до одного, і тварини потребують певних пристосувань, щоб стрибати на великі відстані чи ковзати по повітрю.

Перешкоди

Деревні місця існування часто містять багато перешкод, наприклад у вигляді гілок, що перешкоджають рухові. У той час як перешкоди, як правило, заважають тваринам з кінцівками, вони приносять користь зміям, створюючи опорні точки.

Анатомічні спеціалізації

Деревні організми демонструють багато спеціалізацій для роботи з механічними проблемами пересування через їхнє середовище існування.

Деревні тварини часто мають подовжені кінцівки, які допомагають їм перетинати проміжки, діставатися до плодів чи інших ресурсів, перевіряти міцність опори попереду, а в деяких випадках і розгойдуватися.

Невеликий розмір надає багато переваг деревним видам: наприклад, збільшення відносного розміру гілок до тварини, нижчий центр маси, підвищена стабільність, менша маса (дозволяє рухатися по менших гілках) і здатність пересуватися через більш захаращене середовище існування. Розмір, пов’язаний із вагою, впливає на ковзаючих тварин, наприклад, зменшення ваги на довжину морди для «летючих» жаб.

Деякі види приматів, кажанів і всіх видів лінивців досягають пасивної стабільності, зависаючи під гілкою.

Поведінкові спеціалізації

Розгойдування використовується приматами для дуже швидкого пересування, висячи під гілками.

Щоб подолати проміжки між деревами, багато тварин, наприклад вивірка-летяга, пристосували мембрани для ковзання. Деякі тварини можуть уповільнити свій спуск у повітрі за допомогою методу, відомого як стрибки з парашутом, наприклад Rhacophorus (вид «летючої жаби»), який має адаптовані мембрани пальців ніг, що дозволяє падати повільніше після стрибка з дерев.

Багато видів змій дуже деревні, і деякі з них розвинули спеціалізовану мускулатуру для цього середовища проживання. Пересуваючись по деревах змії повільно рухаються вздовж голих гілок, використовуючи спеціальну форму пересування — спіралеподібне, але коли вторинні гілки з’являються з гілки, на яку рухаються, змії використовують бічну хвилястість, значно швидший спосіб. Як наслідок, змії найкраще працюють у захаращеному середовищі, тоді як організми з кінцівками, здається, найкраще рухаються в незасміченому середовищі.

Еволюційна історія

Найдавнішим відомим тетраподом, що лазить, є варанопідний амніот Eoscansor з пізнього карбону (Пенсильванія) Північної Америки, який чітко спеціалізувався на пристосуваннях для хапання, ймовірно, за стовбури дерев. Suminia, аномодонтний синапсид з Росії, який датується пізньою перм'ю, приблизно 260 мільйонів років тому, також, ймовірно, був спеціалізованим дереволазом.

Галерея

• Леопарди чудово лазять і можуть переносити здобич на дерева, щоб уберегти її від падальників та інших хижаків
• Гібонам їхні подовжені руки дозволяють легко розгойдуватися і хапатися за гілки
• Карликовий мурахоїд використовує свій чіпкий хвіст як третю руку для стабілізації та рівноваги, а його кігті допомагають краще хапатися за гілки та лазити по них
• Пальці ніг геконів прилипають до поверхонь за допомогою сухого зчеплення, дозволяючи їм залишатися міцно прикріпленими до гілки або навіть до плоскої стіни
• Деревні равлики використовують свій липкий слиз, щоб лазити по деревах, оскільки для цього у них немає кінцівок

Примітки

1. Cartmill, M. (1985). Climbing. In Functional Vertebrate Morphology, eds. M. Hildebrand D. M. Bramble K. F. Liem and D. B. Wake, pp. 73–88. Cambridge: Belknap Press.
2. Toussaint, Séverine; Herrel, Anthony; Ross, Callum F.; Aujard, Fabienne; Pouydebat, Emmanuelle (2015). Substrate Diameter and Orientation in the Context of Food Type in the Gray Mouse Lemur, Microcebus murinus: Implications for the Origins of Grasping in Primates. International Journal of Primatology (англ.). 36 (3): 583—604. doi:10.1007/s10764-015-9844-2. ISSN 0164-0291. S2CID 14851589.
3. Neufuss, J.; Robbins, M. M.; Baeumer, J.; Humle, T.; Kivell, T. L. (2018). Gait characteristics of vertical climbing in mountain gorillas and chimpanzees. Journal of Zoology (англ.). 306 (2): 129—138. doi:10.1111/jzo.12577. ISSN 0952-8369. S2CID 53709339.
4. Graham, Michelle; Socha, John J. (2020). Going the distance: The biomechanics of gap‐crossing behaviors. Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological and Integrative Physiology (англ.). 333 (1): 60—73. doi:10.1002/jez.2266. ISSN 2471-5638. PMID 31111626. S2CID 160013424.
5. Jones, Zachary M.; Jayne, Bruce C. (15 червня 2012). Perch diameter and branching patterns have interactive effects on the locomotion and path choice of anole lizards. Journal of Experimental Biology (англ.). 215 (12): 2096—2107. doi:10.1242/jeb.067413. ISSN 0022-0949. PMID 22623198.
6. Hyams, Sara E.; Jayne, Bruce C.; Cameron, Guy N. (1 листопада 2012). Arboreal Habitat Structure Affects Locomotor Speed and Perch Choice of White-Footed Mice (Peromyscus leucopus). Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological Genetics and Physiology (англ.). 317 (9): 540—551. doi:10.1002/jez.1746. ISSN 1932-5231. PMID 22927206.
7. Jayne, Bruce C.; Herrmann, Michael P. (2011). Perch size and structure have species-dependent effects on the arboreal locomotion of rat snakes and boa constrictors. Journal of Experimental Biology (англ.). 214 (13): 2189—2201. doi:10.1242/jeb.055293. ISSN 0022-0949. PMID 21653813.
8. Astley, Henry C.; Jayne, Bruce C. (2009). Arboreal habitat structure affects the performance and modes of locomotion of corn snakes (Elaphe guttata). Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological Genetics and Physiology (англ.). 311A (3): 207—216. doi:10.1002/jez.521. ISSN 1932-5231. PMID 19189381.
9. Mansfield, Rachel H.; Jayne, Bruce C. (2011). Arboreal habitat structure affects route choice by rat snakes. Journal of Comparative Physiology A. 197 (1): 119—129. doi:10.1007/s00359-010-0593-6. PMID 20957373. S2CID 6663941.
10. Emerson, S.B.; Koehl, M.A.R. (1990). The interaction of behavioral and morphological change in the evolution of a novel locomotor type: 'Flying' frogs. . 44 (8): 1931—1946. doi:10.2307/2409604. JSTOR 2409604. PMID 28564439.
11. Friderun Ankel-Simons (27.07.2010). Primate Anatomy: An Introduction. Elsevier. ISBN .
12. John R. Hutchinson. Gliding and Parachuting. www.ucmp.berkeley.edu. Regents of the University of California.
13. Jayne, B.C. (1982). Comparative morphology of the semispinalis-spinalis muscle of snakes and correlations with locomotion and constriction. J. Morph, 172, 83–96 (PDF). Процитовано 15 серпня 2013.
14. Astley, H. C. and Jayne, B. C. (2007). Effects of perch diameter and incline on the kinematics, performance, and modes of arboreal locomotion of corn snakes (Elaphe guttata)" J. Exp. Biol. 210, 3862–3872. [ 17 червня 2010 у Wayback Machine.]
15. Astley, H. C. a. J., B.C. (2009). Arboreal habitat structure affects the performance and modes of locomotion of corn snakes (Elaphe guttata). Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological Genetics and Physiology 311A, 207–216 (PDF). Процитовано 15 серпня 2013.
16. Lucas, Spencer G.; Rinehart, Larry F.; Celeskey, Matthew D.; Berman, David S.; Henrici, Amy C. (June 2022). A Scansorial Varanopid Eupelycosaur from the Pennsylvanian of New Mexico. Annals of Carnegie Museum. 87 (3): 167—205. doi:10.2992/007.087.0301. ISSN 0097-4463. S2CID 250015681.
17. Fröbisch, Jörg; Reisz, Robert R. (2009). The Late Permian herbivore Suminia and the early evolution of arboreality in terrestrial vertebrate ecosystems. Proceedings of the Royal Society B. 276 (1673): 3611—3618. doi:10.1098/rspb.2009.0911. PMC 2817304. PMID 19640883.