Факультет

Студентам

Посетителям

Особенности локомоций в почве

Почва представляет собой еще одну среду обитания, физические свойства которой предполагают специфические адаптации животных, включая локомоции.

К жизни в почве приспособились животные немногих систематических групп. Среди них наибольший интерес с точки зрения обсуждаемой проблематики представляют насекомые на разной стадии онтогенетического развития и млекопитающие.

Особенностью почвенных обитателей является то, что при движении они расходуют энергию в большей мере не на преодоление силы земного притяжения, а на роющие действия, которые включают элементы раздвижения почвенных частиц с их последующим уплотнением. Поскольку плотность почвы имеет высокие значения, то затраты энергии на рытье и уплотнение частиц почвы и перемещение в почве достаточно высоки. Чаще всего работа, затрачиваемая животными на локомоции в почве, совершается в условиях гипоксии и гиперкапнии. В почве состав воздуха специфичен. Он содержит меньше кислорода и больше углекислого газа, поскольку процесс почвообразования включает окисление органики и выделение углекислого газа.

Как объект для изучения особенностей локомоций в почве интересна медведка. Это крупное роющее насекомое. Медведка имеет жесткий наружный хитиновый скелет, в силу чего выдерживает большое давление на свое тело. Первая пара конечностей у медведки (на фоне других видов насекомых) имеет гипертрофированное мышечное обеспечение. Этими конечностями насекомое совершает роющие движения. Разрыхленная почва утрамбовывается и вдавливается в стенки образующихся ходов и нор. Скорость движения насекомого в рыхлой почве достигает 1,5-2,0 м/мин при длине тела в 3-5 см.

Медведка под землей совершает специфические движения на месте, которые приводят к возникновению звуковых сигналов в частотном диапазоне 1500-3500 Гц. Так называемая песня является атрибутом только самцов. Интересно, что у каждого из трех видов медведки, встречающихся в Европе, своя специфическая песня. Но биомеханика генерации звука у них одинакова. Характер песни зависит от размеров и строения передних крыльев самца. Звук возникает в результате трения заднего края левого крыла о зазубренную нижнюю поверхность жилки на правом крыле. У медведок с небольшими крыльями и мелкими зубцами гребня песня тихая, с частотой звукового сигнала около 1500 Гц. При наличии больших крыльев и крупных зубцов в составе гребня самец издает громкие звуки с частотой в районе 3500 Гц.

Для того чтобы усилить сигнал и обеспечить его распространение на большее расстояние, самец медведки роет в земле камеру в форме рога, которая выполняет функцию подземного резонатора. Звуковая камера широким основанием выходит на поверхность земли. При «пении» самец располагается в основании этой камеры головой вниз. Поэтому генерируемый звук распространяется в резонансной камере подобно звуку в граммофонной трубе. Песня самца адресована пролетающим над норкой самкам.

Высокий уровень адаптации к жизни в почве демонстрируют и некоторые виды млекопитающих — грызунов и насекомоядных. Наиболее показательны адаптации крота. Мощными, вывернутыми наружу передними лапами крот, действуя как ложками, разрыхляет почву и отодвигает ее в стороны назад. Через вертикальные ходы (отнорки) животное передней частью тела выдавливает рыхлый грунт на поверхность. Всю свою жизнь крот остается под землей. У него редуцированные глаза, заросшие кожей. Фактически не имея зрения, крот не утратил до конца фоторецепцию. При попадании на него яркого света животное демонстрирует отрицательный фототаксис: мгновенно закапывается в землю.

В рыхлой почве кроты прокладывают неглубокие ходы на уровне 2-5 см под поверхностью земли. В таких условиях животные не делают выбросов грунта на поверхность. Разрыхленную почву животные просто вдавливают в верхний свод хода. В результате на поверхности земли образуется земляной валик, выдающий движение крота.

На открытых пространствах (лесные поляны, луга), где почва по каким-то причинам уплотняется (образуется дернина, пересыхает и цементируется верхний слой), крот роет норы на глубине 10-50 см от поверхности. В этом случае животные не способны поднять разрыхленный грунт. Поэтому избыток земли они вынуждены выдавливать на поверхность через вертикальные отнорки, что приводит к образованию небольших куч рыхлого грунта — кротовин. Закупорив один отнорок плотной пробкой, крот делает другую по маршруту следования. Поэтому направление движения крота под землей определяют по расположению кротовин на поверхности земли. Самки перед родами устраивают выводковую камеру на глубине 1,5—2,0 м. Выдает местоположение гнездовой камеры особенно большая кротовина — высотой до 80 см.

Для кротов характерен своеобразный хоуминг. Исследователи после поимки и кольцевания выпускали кротов на расстоянии порядка 700 м от выводковой камеры. Через некоторое время животные возвращались «домой», т. е. в то место, где были пойманы.

Другое подземное млекопитающее — слепыш — не имеет таких сильных передних лап, как крот. Поэтому биомеханика движения у него другая. Слепыш роет почву крупными, далеко выступающими изо рта резцами, а выбрасывает разрыхленный грунт на поверхность или передней, или задней частью тела.

Таким образом, поведение как реакция адаптации животного на изменение среды обитания имеет в своей основе мышечные сокращения. За счет сокращения скелетной мускулатуры животные передвигаются в водной, воздушной среде, в почве и по суше. Поведенческие реакции животных могут и не сопровождаться линейным перемещением в пространстве. Так происходит во время отдыха и сна животных, груминга или руминации у жвачных. Биомеханика движений в водной, воздушной среде, а также в почве и на суше имеет существенные различия.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: