Некоторые случаи морфо-функциональных адаптаций скелета конечностей птиц

Abstract

Біпедалізм у птахів значно впливає на морфологію їхніх кінцівок, яка досить консервативна. Вузька спеціалізація кінцівок призводить до більш суттєвих адаптацій їхнього скелета. У даній роботі досліджені кістки кінцівок семи видів птахів: плечова, ліктьова, променева, стегнова, великогомілкова, цівка (табл. 1). Визначені маса (m, г), загальна довжина кістки (l, мм), фронтальний (df, мм) та сагітальний (ds, мм) діаметри середини діафіза; параметри геометрії перерізу діафіза: площа перерізу (А, мм2), головні моменти інерції (Imax, Imin, мм4), полярний момент інерції (J, мм4) (табл. 2). Обчислено індекси: співвідношення діаметрів діафіза (df/ds), індекс компакти (ik), співвідношення головних моментів інерції (Imax/Imin) (табл. 3). Площа перерізу, головні та полярний моменти інерції відображають стійкість кістки до механічних навантажень різного характеру: на стискання, згинання і кручення відповідно. Форма перерізу діафіза безпосередньо пов’язана з цими параметрами. Досліджена також міжвидова алометрія характеристик (табл. 4, 5). Встановлено, що кістки крила мають переважно еліптичну форму перерізу (рис. 1). Але у представників роду Anas вона округла через значні навантаження на кручення, викликані інтенсивним характером польоту. Для перерізу кісток тазової кінцівки (особливо, стегнової) найбільш типова форма – округла (рис. 2). Це свідчить про переважання в тазовій кінцівці навантажень на кручення при більшості форм наземної локомоції. Але водоплавання супроводжується значним підвищенням навантажень на згинання у сагітальній площині, оскільки переріз стегнової кістки Anas має еліптичну форму. Проте дана особливість – не єдиний шлях адаптацій до водоплавання. До підвищення відносних механічних навантажень при збільшенні маси тіла кістки кінцівок птахів пристосовуються шляхом більш інтенсивного відносного зростання механічних показників. Це демонструє їх позитивна алометрія (для площі перерізу – b > 0.67, для моментів інерції – b > 1.33). Лінійні розміри кісток переважно ізометричні до маси тіла. Таким чином, при біпедалізмі властивості кісток кінцівок зазнають скоріше якісних змін (підвищення міцності та стійкості до навантажень), ніж кількісних (відносне збільшення).