Ноги жаб ставлять легкоатлетичні рекорди
Еластичні сухожилля дозволяють амфібіям здійснювати стрибки, на які вони не були б здатні, покладаючись лише на силу м'язів.
Леопардова жаба (фото Grant Webster).
На перший погляд, стрибки жаби несумісні з її анатомією та фізіологією. Навіть якщо м'язи ніг складають чверть маси тіла земноводного, їх все одно не вистачає на такі далекі та високі стрибки. Очевидно, що жаби мають якісь додаткові механічні хитрощі, які допомагають їм ставити легкоатлетичні рекорди.
Зоологи з Університету Брауна (США) дійшли висновку, що жаби взяли на озброєння принцип рогатки: енергія для стрибка запасається у них у сухожиллях, що розтягуються.
Вчені досліджували механіку стрибків леопардової жаби Rana pipiens, простого мешканця ставків Північної Америки. У тканині задніх ніг чотирьох амфібій — у м'язи та в великогомілкову та таранну кістки — вживили крихітні металеві кульки. Вони знадобилися у тому, щоб із зйомці в рентгенівських променях можна було відновити динаміку різних частин кінцівки друг щодо друга. Жаби стрибали, і стрибок записувався на швидкості 500 кадрів на секунду, що дозволяло побачити зміну довжини м'язів та руху суглобів.
Коли жаба готується до стрибка, її м'язи скорочуються. Приблизно через 100 мілісекунд перестають скорочуватися м'язи і починають розтягуватися сухожилля. Через їх еластичність вдається запасти набагато більше енергії для стрибка, ніж це можливо за допомогою самих лише м'язів. На початку стрибка сухожилля земноводного, які обернуті навколо таранної кістки, вивільняють запасену енергію, подібно до катапульти або тятиви цибулі. Завдяки спільній роботі м'язів та сухожилля жаба стрибає не лише далеко, а й швидко: загальний час стрибка разом із підготовкоюдо нього у Rana pipiens становить одну п'яту секунди, і це далеко не найкращий результат серед амфібій.
Результати експериментів зоологи представили у журналі Biology Letters. Вчені не виключають, що схожа «катапультна» система працює і в інших тварин, від приматів галаго до безхребетних — бліх та коників, чия анатомія, здавалося б, явно не годиться для таких акробатичних вправ.