Как уже говорилось в начале этой главы, задача детального описания каждого типа животных требует гораздо большего объема материала, чем может включать в себя одна глава книги. Исходя из огромного количества животных, относящихся к категории четвероногих, представляется возможным описать только основы формы, строения и функций их тел. Ключом к получению более детальной информации являются ваши собственные наблюдения и исследования.
Моделировать передвижение на двух ногах - это уже непросто, но добавьте еще две ноги, и процесс становится еще сложнее. Скелет животного нельзя рассматривать просто как человеческий скелет, наклоненный с целью хождения на руках и ногах. В своей основе строение скелета четвероногих животных достаточно сильно отличается от строения скелета человека. Эволюция обеспечила четвероногим , то есть тем животным, которые ходят по земле всеми четырьмя конечностями, конструкцию скелета, наилучшим образом отвечающую их потребностям.
Схема строения тела четвероногих напоминает мост, как показано на рис. 3.4. Дуга позвоночника подобна пролету моста, поддерживаемому опорами спереди и сзади. Передние опоры состоят из плеч и передних ног, а задние - из таза и задних ног. Элементы скелета спереди скрепляются мышцами шеи, а сзади - мышцами задних ног. Таз расположен с наклоном вниз. Поскольку задние ноги распрямлены, эта конструкция полностью передает всю нагрузку без потерь прямо позвоночнику.
Хотя как таз, так и плечи поддержива ют вес животного, на долю передних ног и плеч приходится большая часть веса, примерно две трети. Оставшаяся треть веса тела распределяется на задние конечности.
Перемещению шеи и головы между плечами и грудной клеткой способству ет наличие точек опоры на лопатках, которые работают как противовес подъемного крана. Типичным примером такого движения является покачивание вверх и вниз головы лошади во время ходьбы.
Хотя рассмотренные базовые принципы строения скелета сохраняются для
Рис. 3.4 Упрощенная схема скелета четвероного го животного напоминает арку моста любого четвероногого животного, в деталях имеются значительные отличия, которые начинаются с пропорций. Несмотря на то что и жираф, и корова - травоядные четвероногие, их тела сильно различаются. Изучайте пропорции, чтобы понять, как функционируют тела животных. Например, тело жирафа устроено так, что он может щипать листья на верхушках деревьев, в то время как корова находит пищу на уровне земли. Жираф почти всю потребную ему влагу получает из поедаемых листьев, ведь длинные ноги и шея не позволяют ему с легкостью пить воду из наземных водоемов. С другой стороны, корова имеет относительно короткие ноги и шею и может свободно пить с уровня земли.
Задние ноги
Как уже отмечалось, задние ноги, соединяясь с тазом, образуют опору, поддерживающую мост тела сзади. Этот узел телесной конструкции можно назвать центром движения тела. У различных животных в зависимости от типа их тел эволюция по-разному повлияла на положение и форму задних ног, чтобы обеспечить требуемые данному животному качества.
В то же время вне зависимости от того, ходит ли животное на лапах (то есть концах плюсневых костей) или копытах (видоизмененных концах пальцев), количество и расположение суставов задних ног совпадает у всех млекопитающих, как показано на рис. 3.5.
Углы между костями ног варьируются в зависимости от выполняемых ими толчковых функций. Если животное должно резко толкаться задними лапами во время охоты за добычей, подобно, например, льву, то диапазон изменения угла между верхней и нижней частями ноги велик. Пасущимся животным, например коровам, не нужны резкие ускорения, поэтому их задние ноги прямее, чем у хищников. Угол сгиба задних ног наиболее отчетливо заметен при взгляде в профиль. Динамичное изменение углов между костями и связанными с ними мышцами придает задним конечностям характерную изогнутую форму. Обратите внимание, что когда нога сгибается и разгибается,
Рис. 3.5 Все млекопитающие имеют одинаковое количество и расположение суставов в задних ногах
Рис. 3.6 Сжатие и растяжение мышц в задних ногах бегущего животного наблюдается в основном в областях бедер и пальцев а
б сжатие и растяжение мышц происходит главным образом в областях бедер и пальцев, а не в области промежуточ ных костей, как показано на рис. 3.6-а и 3.6-6.
В процессе моделирования четвероно гих животных не забывайте, что диаметр костей их задних ног уменьшает ся от бедра к ступне. Мышцы задних ног также становятся тоньше книзу. Таким образом, массивные мышцы бедра принимают на себя почти всю двигательную нагрузку ноги. У быстро бегающих животных диапазон движений бедренного сустава ограничен сгибанием и распрямлением бедра в продольной плоскости, а возможности вращения бедренной кости в других направлениях достаточно малы. Мышцы нижней части задней ноги несут меньшую нагрузку, но зато они обеспечивают тонкое управление постановкой ноги на опору.
Передние ноги
По строению передних ног четвероно гих животных можно условно разделить на следующие три категории: бегающие, плотоядные и приматы.
Плотоядные животные, например кошки, должны иметь возможность крепко впиваться когтями в свою добычу, цепко удерживаться на неровной поверхности и даже лазать по ветвям деревьев. Как следствие, их передние конечности должны обладать большей по сравнению с бегающими животными свободой движений, позволяющей им отводить лапы в сторону. Плечевая кость плотоядных (верхняя часть передней конечности) поворачивается в плечевом суставе, позволяя этим животным использовать данную степень свободы для атакующего удара сбоку, как показано на рис. 3.7.
По сравнению с собачьей лапа кошки имеет более прямые кости плюсны. Кроме того, в результате эволюции у кошек развилась способность втягивать фаланги пальцев с когтями, у собак же когти не втягиваются, как показано на рис. 3.8. (Интересно заметить, что гепард - быстро бегающая кошка - по своему строению больше похож на собаку, чем собственно на кошку, а его когти не втягиваются. Когти обеспечивают ему хорошее сцепление с землей во время быстрой
Рис. 3.7 Свободное вращение плечевой кости в сторону позволяет кошке и другим плотоядным животным наносить боковой атакующий удар лапой
Рис. 3.8 У кошек фаланги пальцев с когтями втягиваются, а у собак - нет погони за добычей по ровной местности.)
Животным, которые используют быстрый бег в качестве средства спасения своей жизни, нет необходимости разворачивать плечи в стороны, в результате их передние ноги отличаются по строению от ног хищников. Бегунам, типичным примером которых является лошадь, не нужно хватать добычу своими копытами, в результате их плечевые суставы имеют незначительную боковую подвижность.
Анатомия оленя в основном сходна со строением лошади, но имеет определенные незначительные отличия. Так, плечи оленя расположены низко, почти напротив грудной клетки, а задняя часть его тела практически целиком состоит из бедер и ног. Такое строение не только придает телу оленя более обтекаемую форму, но и позволяет его передним ногам во время бега принимать на себя вес тела и направлять его в нужную сторону при поворотах (см. рис. 3.9).
В отличие от двух предыдущих категорий животных приматы обладают повышенной подвижностью суставов рук и плечевого пояса, что позволяет им хватать предметы, качаться на ветвях и карабкаться с помощью передних конечностей.
Несмотря на множество различий в строении животных рассмотренных групп, имеется и целый ряд общих черт, к которым относятся:
■ Количество и расположение суставов конечностей.
■ Направления изгибов в каждом из суставов.
■ Положение плечевых и локтевых суставов по отношению к туловищу.
■ Распределение мышц в мускулату ре конечностей.
Приведенные ниже примеры описыва ют особенности строения и основные функции тела разных типов четвероногих животных.
■ Хищные животные, которые прячутся в ожидании появления добычи, как правило, имеют массивные
Рис. 3.9 Плечи оленя расположены низко, почти на уровне ребер, а задняя часть его тела целиком состоит из массивных бедер и ног. Это придает телу оленя обтекаемый вид
Рис. 3.10 Различия между теми четвероногими хищниками, которые подстерегают свою добычу, и теми, которые преследуют ее, выражаются в строении их тел
Модели предоставлены компанией Viewpoint Datalabs International, Inc.
Совет
Запомните: чем длиннее ноги животного, тем длиннее и его шея. При несоблюдении этого правила добыча пищи стала бы для такого животно го трудной задачей.
скелет и мускулатуру. У них низкое туловище, сочетающееся с короткой мощной шеей и головой. Длина их торса превышает высоту тела. Сильные мускулы позволяют им развить большую скорость во время короткой погони за жертвой и нанести удар, достаточный чтобы сбить добычу с ног. Локти и колени этих животных расположены вдоль нижней линии тела. Африканский лев, тигр и домашняя кошка являются типичными примерами хищников этого типа (см. рис. 3.10).
■ Хищные животные, преследующие свою добычу, обычно имеют узкую и легкую конструкцию тела. У животных этого типа, как правило, длинные ноги, длинная узкая голова и шея, большие легкие и, соответ ственно, глубокая грудная клетка. Длина торса у них гораздо ближе к общей высоте тела, чем у животных первой категории. Среди этих хищников встречаются прекрасные бегуны на длинные дистанции, которые, преследуя свою жертву, доводят ее до изнеможения. Примерами животных этой категории являются собаки, волки, лисы и койоты.
■ У травоядных бегающих животных туловище обычно расположено высоко над землей. Скорость - это их основной способ спасения от хищников, так как они, как правило, не имеют рогов или клыков для атаки и защиты. Тело таких животных имеет прямоугольное сечение (длина торса больше его высоты), но соотношение между длиной торса и его высотой над землей близко к единице. Низ живота располагается примерно посередине между верхом торса и землей. Тела животных этой категории хорошо сбалансированы и приспособлены к бегу и прыжкам. Лошадь, показанная на рис. 3.11, является примером этого типа существ. Другие животные с таким же высоким телосложением - это верблюды и такие рогатые виды, как лани и антилопы.
Хотя приведенные выше описания пропорций уже должны дать вам определенное представление о строении тел
Рис. 3.11 Тело лошади хорошо сбалансировано и приспособлено к бегу и прыжкам Совет
При моделировании животных помните, что чем больше вес животного, тем выше его устойчивость.
обитателей четвероногого мира, нельзя забывать еще и о пропорциях грудной клетки. Все существующие четвероногие имеют сходное строение грудного отдела. Их грудная клетка - узкая, сдавленная с боков, но имеет большую глубину от позвоночника до грудины или грудной кости. Это позволяет животным беспрепятственно двигать ногами вдоль боков грудной клетки.
⇐Двуногие животные || Оглавление || Вес и равновесие животных⇒