При медленной ходьбе кенгуру касается земли хвостом, потому что использует его как дополнительную опору и активную конечность. Во время особой пятипедальной походки животное ставит на грунт передние лапы и мощный хвост, переносит вес, а затем подводит вперёд задние ноги. Хвост не просто волочится сзади: он выдерживает нагрузку и помогает толкать тело вперёд.
Кенгуру двигается по-разному на разных скоростях
Большинство людей особенно хорошо знают прыжки кенгуру. При быстром передвижении крупные кенгуру отталкиваются обеими задними ногами почти одновременно. Длинный хвост помогает балансировать и участвует в управлении телом, но обычно не касается земли на каждом прыжке. Совсем иначе выглядит медленное перемещение, когда кенгуру кормится, приближается к растению или меняет место.
При низкой скорости задние ноги плохо подходят для обычной чередующейся ходьбы. Их масса, длина и устройство делают поочерёдное переставление неудобным. Кенгуру наклоняется вперёд, опирается передними лапами, затем опускает хвост и использует его вместе с передними конечностями, чтобы приподнять таз и перенести задние ноги. После этого опора перемещается, и цикл повторяется.
Такую походку называют пятипедальной, потому что в опоре участвуют пять точек контакта: две передние лапы, две задние ноги и хвост. Это не означает, что хвост буквально стал пятой ногой с пальцами и стопой. Он выполняет часть механической работы конечности: принимает нагрузку, стабилизирует тело и сообщает ему направленный вперёд импульс.
Хвост может толкать, а не только удерживать равновесие
Долгое время хвост кенгуру представляли главным образом противовесом, который помогает удерживать баланс во время прыжка. Измерения сил при медленной пятипедальной походке показали более активную роль. В опытах с красными кенгуру датчики платформы регистрировали силу, с которой хвост давит на опору. Исследователи обнаружили, что во время такого шага он создаёт значительную тягу и может обеспечить не меньше поступательного импульса, чем передние и задние ноги вместе.
Это происходит потому, что хвост у кенгуру не тонкий декоративный придаток. Он мускулистый, гибкий и способен передавать силу от туловища к земле. Когда животное ставит его на грунт, хвост работает как опорная колонна с подвижными мышцами. Вместе с передними конечностями он принимает часть массы тела, пока задние ноги перемещаются вперёд.
С точки зрения механики важен не только контакт хвоста с землёй, но и направление силы. Если бы хвост лишь поддерживал вес, он в основном предотвращал бы проваливание тела вниз. Однако хвост также оказывает направленное действие, которое продвигает животное. Поэтому корректно говорить, что в этом режиме он работает как конечность, а не только как стабилизатор.
Почему схема полезна именно при медленном шаге
При прыжке основную движущую силу создают задние конечности, а упругая отдача сухожилий помогает экономить энергию при повторяющихся прыжках. При очень медленном перемещении такой пружинящий механизм не работает так же эффективно: нет длинной фазы полёта, а задние ноги нужно подвести под тело. Передние лапы сами по себе слишком малы, чтобы поднять всю заднюю часть туловища.
Хвост закрывает этот механический пробел. Опираясь на него и передние конечности, кенгуру приподнимает таз, перемещает задние ноги, затем переносит тело дальше. Поэтому хвост и передние лапы образуют опорную систему, которая позволяет сдвинуть тяжёлую заднюю часть тела. Медленная походка выглядит неловкой только если сравнивать её с человеческой; для анатомии кенгуру это практичный способ двигаться без прыжков.
Подобная схема зависит от условий. На мягком песке, скользкой поверхности или тесном участке животное будет выбирать движение с учётом доступной опоры. Вода, крутой склон и густые заросли меняют возможности контакта. Нельзя утверждать, что кенгуру всегда использует хвост при каждом медленном шаге: наблюдаемая походка зависит от скорости, вида и ситуации.
Что видно в движении
Если проследить за циклом по кадрам, сначала кенгуру наклоняет туловище и переносит вес на передние лапы. Затем хвост опускается и становится точкой опоры позади тела. Задние ноги приподнимаются и двигаются вперёд, пока передняя часть и хвост поддерживают туловище. После постановки задних ног животное освобождает передние лапы и хвост, чтобы перенести их в следующий шаг.
Движение не означает, что хвост перемещает тело сам по себе. Силы от передних конечностей, задних ног и хвоста координируются. Положение корпуса меняется, а различные мышцы стабилизируют позвоночник и таз. Измерения отдельных конечностей помогают исследователям понять, какая часть работы приходится на каждую опору, но визуальное наблюдение также показывает последовательность контактов.
Кенгуру вообще приспособлены к необычным способам передвижения. Строение задних конечностей связано с прыжками, а длинный хвост помогает стабилизировать тело. О других особенностях животных Австралии можно прочитать в статье о фауне этого континента, а вопрос о раннем развитии кенгуру раскрывает материал зачем кенгуру сумка.
Эти способы перемещения нельзя переносить на всех сумчатых. У древесных кенгуру и валлаби пропорции конечностей и привычная среда отличаются от крупных наземных видов. Даже у красного кенгуру амплитуда шага зависит от того, спокойно ли животное кормится или быстро уходит от опасности. Учёные специально исследовали силы при медленной походке на измерительной площадке, поэтому вывод о работе хвоста относится к изучавшемуся режиму. Видео с кенгуру часто показывает лишь прыжки и скрывает медленный цикл опоры, из-за чего роль хвоста при шаге легко недооценить.
Хвост касается земли при медленном движении, потому что кенгуру включает его в опорный цикл. Вместе с передними лапами он поддерживает туловище, пока задние ноги перемещаются вперёд, и помогает создавать толчок. При быстром прыжке хвост чаще работает как средство баланса и управления. Таким образом, назначение хвоста меняется в зависимости от походки и скорости.
