Древесный образ жизни
Древесный образ жизни — образ жизни животных, характеризующийся постоянным или чаще периодическим обитанием на деревьях: в древесной кроне, на ветвях. Существуют виды животных, постоянно обитающие на деревьях и никогда или очень редко спускающиеся на землю, а есть виды, взбирающиеся на деревья, например, в случае опасности или в поисках пищи. Большинство позвоночных животных, ведущих древесный образ жизни, в ходе эволюции тем или иным образом приспособились к передвижению по деревьям, а некоторые приобрели для этого специальные приспособления, например, цепкий хвост или подобия присосок на пальцах, позволяющие им передвигаться не только по стволам и ветвям, но и по листьям деревьев и кустарников. Ряд видов из разных групп для ускорения перемещения между деревьями приспособились к планирующему полёту. Именно обитание среди древесных крон, в трехмерной среде, как полагают ученые, привело к появлению у приматов бинокулярного зрения, помогающего лучше оценить расстояние при прыжках с ветки на ветку, а питание плодами деревьев, меняющими свой цвет по мере созревания, способствовало развитию у приматов цветного зрения. Ведущим древесный образ жизни беспозвоночным животным, как правило, не требуются какие-либо дополнительные приспособительные адаптации для передвижения по деревьям ввиду их малых размеров и массы, некоторые их них приобрели характерные для древесной среды защитную окраску и форму тела для лучшей маскировки от хищников.
Биомеханика
Древесная среда обитания создает многочисленные механические проблемы для животных, которые перемещаются в ней: необходимость передвижения по тонким ветвям, передвижение вверх и вниз, балансировка, преодоление пространств между деревьями и различных препятствий. Разные виды животных в ходе эволюции приспособились к решению этих задач разными способами, при этом у них развились различные анатомические, поведенческие и экологические приспособления[1].
Тонкие ветви
Необходимость передвижения по узкой поверхности, например, по тонкой ветви дерева, может представлять особую трудность для животных, которые не приспособлены к балансировке при перемещении по субстратам малого диаметра. При передвижении по земле расположение центра массы тела может изменяться, колебаться из стороны в сторону. Однако во время передвижения по ветвям деревьев это приведет к тому, что центр массы сместится за край ветки, что повлечет за собой опасность опрокидывания и падения. Некоторым древесным животным приходится не только передвигаться по ветвям разного диаметра, но и питаться на этих ветвях, что приводит к необходимости сохранять равновесие, используя передние конечности для питания. Это привело к развитию разных типов захвата ветвей, таких как педальное хватание (англ. pedal grasping), для закрепления на небольших ветвях для лучшего равновесия[2].
Наклон
В древесных средах обитания ветви часто ориентированы под углом к силе тяжести, в том числе вертикально, что создает особые проблемы. Чтобы преодолеть эту сложность, многим животным приходится хвататься за опору всеми четырьмя конечностями и увеличивать частоту своего шествия. Когда животное спускается, оно также должно бороться с силой тяжести, чтобы контролировать свой спуск и предотвратить падение. Спуск может быть особенно проблематичным для многих животных, и виды, обитающие на высоком уровне деревьев, часто имеют специализированные методы для контроля над спуском. Один из способов, которым животные предотвращают падение при спуске, — усиление контакта их конечностей с субстратом, чтобы увеличить трение и силу торможения.
Баланс
Из-за высоты многих ветвей и потенциально катастрофических последствий падения, равновесие имеет первостепенное значение для древесных животных. На горизонтальных и пологих ветвях основной проблемой является опрокидывание набок через узкое основание опоры. Чем уже ветвь, тем больше трудностей в балансировке возникает. На крутых и вертикальных ветвях опрокидывание становится меньшей проблемой, зато возникает опасность отклонения назад или скольжения вниз.
Преодоление промежутков
Некоторым древесным животным нужна возможность переходить с дерева на дерево, чтобы найти пищу и убежище. Чтобы иметь возможность переходить с дерева на дерево, животные произвели разные приспособления. В некоторых местах деревья расположены близко друг к другу, и промежуток можно преодолевать с помощью раскачки. В других местах деревья не расположены близко друг к другу, и животные нуждаются в определённых приспособлениях, чтобы прыгать на большие расстояния или планировать по воздуху.
Препятствия
Древесные среды обитания часто содержат много препятствий, например в виде ветвей, препятствующих движению. В то время как препятствия, как правило, мешают животным с конечностями, они приносят пользу змеям, создавая дополнительные точки опоры.
Анатомические специализации
Древесные организмы демонстрируют многие специализации для работы с механическими проблемами передвижения через их среду обитания.
Древесные животные часто имеют удлиненные конечности, которые помогают им пересекать промежутки, добираться до плодов или других ресурсов, проверять прочность опоры впереди, а в некоторых случаях раскачиваться.
Небольшой размер предоставляет много преимуществ древесным видам: например, увеличение относительного размера ветвей к животному, низший центр массы, повышенная стабильность, меньшая масса (позволяет двигаться по меньшим ветвям) и способность передвигаться через более заполненную среду обитания. Размер, связанный с весом, влияет на скользящих животных, например, уменьшение веса — на длину морды для летающих лягушек.
Для наиболее быстрого и кратчайшего преодоления значительных промежутков между деревьями, некоторые животные, такие как белка-летяга, приспособились к планирующему полёту, для чего у них между конечностями развились специальные летательные перепонки. Некоторые животные могут замедлить свой спуск в воздухе с помощью метода, известного как прыжки с парашютом, например летающие лягушки (Rhacophorus), который имеет адаптированные мембраны пальцев ног, что позволяет медленнее падать после прыжка с деревьев.
Некоторые виды приматов, летучих мышей и все видов ленивцев достигают пассивной стабильности, зависая под ветвью.
Человекообразные обезьяны для передвижения по ветвям используют брахиацию, перемещение с помощью передних конечностей и раскачивания тела. При этом само животное висит под ветвями, за которые цепляется. Особенно этот способ передвижения усовершенствовали гиббоны, чьи передние конечности (руки) стали намного длиннее задних.
Поведенческие специализации
Многие виды змей ведут преимущественно древесный образ жизни, и некоторые из них развили специализированную мускулатуру для этой среды обитания. Передвигаясь по деревьям, змеи медленно двигаются вдоль голых ветвей, используя специальную форму передвижения — спиралеобразное, но когда вторичные ветви появляются из ветки, на которую двигаются, змеи используют боковую волнистость, гораздо более быстрый способ. Как следствие, змеи лучше работают в захламленной среде, тогда как организмы с конечностями, кажется, лучше всего двигаются в незасоренной среде.
Эволюция
Самым древним известным лазящим тетраподом является вараноподобный амниот Eoscansor из позднего карбона (Пенсильвания) Северной Америки, который четко специализировался на приспособлениях для хватания, вероятно, за стволы деревьев. Аномодонтный синапсиды Suminia, датируемый поздней пермью, примерно 260 миллионов лет назад, также, вероятно, был специализированным древолазом.
Примечания
- ↑ Cartmill M.. Climbing // Functional Vertebrate Morphology / Hildebrand M., Bramble D. M., Liem K. F., Wake D. B. (editors). — Cambridge, Massachusetts: Belknap Press, 1985. — P. 73—88. — 544 p. — ISBN 978-0-674-32775-7.
- ↑ Toussaint S., Herrel A., Ross C. F., Aujard F., Pouydebat E. 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 (англ.) // International Journal of Primatology. — 2015. — Vol. 36, iss. 3. — P. 583—604. — doi:10.1007/s10764-015-9844-2.