Особливості руху амфібій
Кісткова-м'язова система
Хребетні тварини, у тому числі земноводні, для пересування у просторі, а також рухи окремих частин тіла та органів наділені чудово укомплектованою всім необхідним, керованою та чітко координованою кістково-м'язовою системою. Такий складний опорно-руховий апарат є єдиним комплексом, що складається з кісток, суглобів, зв'язок, м'язів, їх нервових утворень, аналізаторів і т.п. Численні ланки рухомо з'єднані в суглобах, тому допускають поворот однієї ланки щодо іншої, причому осей повороту може бути до трьох. Відповідно, вони володіють одним, двома і трьома ступенями свободи і надають тілу високу рухливість, гнучкість і маневреність.
Міцну основу тіла та захист організму від пошкоджень здійснює скелет. До його кісток прикріплюються поперечно-смугасті м'язи, які, завдяки доцільно розташованим у них нервовим закінченням, керуються центральною нервовою системою за допомогою рухового аналізатора. Узгоджена діяльність усієї мускулатури тіла дозволяє здійснювати численні та різноманітні рухи. При пересуванні в просторі (наприклад, ходьба, біг, плавання, повзання, стрибки) і навіть при стоянні та сидінні опора тіла потребує активної напруги м'язів.
Рухають тіло, натягуючи «важелі» кісток кістяка, поперечно-смугасті м'язи. Вони здійснюють зовнішні рухи тулуба, голови, кінцівок, язика амфібій, у тому числі всі довільні поведінкові дії. А гладкі м'язи утримують внутрішні органи та забезпечують їх мимовільні рухи. Вони утворюють, наприклад, м'язи стінок кровоносних судин, пронизують тканини внутрішніх органів і шкіри. Що найдивовижніше, все багатство рухів живих істотзабезпечується тим єдиним, що має м'язова тканина – здатністю скорочуватися. Відбувається це під впливом електричного чи хімічного подразника. А оскільки розтягуватися і штовхати вперед м'яз не «вміє», то має постійно працювати лише з «напарницею». Наприклад, існують верхній та нижній м'язи передпліччя. Коли скорочується одна з них – кінцівка йде нагору, а коли скорочується інша – вниз. Цим забезпечується згинання та розгинання, витягування та стягування. Подібні парні м'язи-антагоністи діють у протилежних напрямках. Вони призначені для створення найтонших синхронізованих комбінацій. І завдяки цьому здійснюються найскладніші та точніші рухи.
Як відбувається весь комплекс електрохімічних процесів у м'язах при скороченні, вчені не знають. Однак відомо, що коефіцієнт корисної дії м'язів набагато вищий, ніж цей коефіцієнт двигуна внутрішнього згоряння. Якби вдалося розібратися в складному комплексі процесів, що протікають у м'язах, системі управління та синхронізації, то був би шанс створити небачені за економічністю та своїми можливостями двигуни та механізми. І тоді рукотворні пристрої змогли б хоча б якоюсь мірою наблизитись за своїми характеристиками до чудових показників м'язів тварин.
Координована робота м'язів
Яким чином здійснюються найчастіше моторні та спритні рухи амфібій? Як так звана «система важелів» чітко та злагоджено виконує свою роботу? Яким чином здійснюється координація такого, здавалося б, простого, але напрочуд цілеспрямованого руху як, наприклад, стрибок амфібії в точно розрахованому напрямку із приземленням у потрібному місці? Деякі з цих питань були розглянуті вище, де відзначено важливу роль зорової системи вуправлінні рухом. Не менш важлива для цього і злагоджена (скоординована) робота певних м'язів. Вони керуються імпульсами (сигналами) із центральної нервової системи. Народжуються ці імпульси завдяки найскладнішим та взаємопов'язаним діям різних аналізаторів. Так, зоровий аналізатор через свій орган почуттів – око, отримує інформацію із зовнішнього середовища. Він аналізує її, використовуючи вроджені та набуті досвідом знання, і видає у вигляді сигналів точний розрахунок для стрибка амфібії чи хапальних рухів її передніх лапок. У цей час руховий аналізатор сприймає та аналізує сигнали, що йдуть від м'язово-суглобового апарату. Вони повідомляють про напрям, величину і швидкість руху, що відбувається.
Існує безліч прикладів, що підтверджують можливості багатьох земноводних до складних маніпуляційних дій. Наприклад, жаби, що часто мають справу з забрудненими в багнюці черв'яками, хапають видобуток за той кінець, який ворушиться, а потім спритно простягають її між пальцями передніх лап. Очищеного від прилипшого бруду черв'яка жаби відправляють до рота, а закінчивши трапезу, вони «акуратно» витирають лапками свої губи. Важко навіть уявити, яка величезна кількість координованих взаємодій різних аналізаторів, керованих мозком, тут використано. Дивно, що в комплексі найскладнішої інстинктивної поведінки тварини враховано навіть такі, здавалося б, незначні для її життєдіяльності можливості.
Напрочуд ефективні та доцільні пристрої являють собою кінцівки земноводних. Вони створені для активної життєдіяльності, як у воді, так і на суші, тому дозволяють амфібіям рухатися у всіх стихіях: чудово плавати, повзати, ходити і стрибати по землі і навіть здійснювати перельоти повітрямпланеристам. Передні кінцівки безхвостих земноводних зовсім не схожі на лапи інших чотирилапих. Їхніми ногами ніяк не назвеш – лапки більше нагадують дитячі рученята. Ці чудові кінцівки земноводних допомагають їм не лише плавати і пересуватися землею, а й підбиратися на дерева, рити землю, будувати гнізда та багато іншого. Вони забезпечені цілим арсеналом допоміжних засобів, що розширюють можливості системи важелів. Це диски-присоски та залози, що виділяють липку рідину для прикріплення до різних поверхонь; м'які подушечки, що пом'якшують удар при приземленні; жорсткі «мозолі» для копання; плавальні перетинки та багато іншого.
Для пересування амфібіям дано різні способи та пристрої. Наприклад, жаби здебільшого мають короткі лапи і частіше пересуваються землею дуже невеликими стрибками або ходьбою. Характерною особливістю жаб є володіння довгими задніми лапами з перетинкою між пальцями. Ці лапи дозволяють їм чудово стрибати, плавати, лазити і навіть ковзати. Завдяки сильно розвиненій мускулатурі задніх лап жаба, різко відштовхуючись від землі, вистрибує високо в повітря. А щоб пом'якшити приземлення, автоматично спрацьовує механізм подачі в точку торкання із землею передніх лап, спеціально облаштованих м'якими подушечками. Такі чудові пристрої виводять безхвостих амфібій до ряду чемпіонів зі стрибків серед хребетних, якщо врахувати співвідношення розміру стрибуна з подоланою відстанню. Наприклад, чорноплямиста квакша при довжині 30 мм може стрибнути в довжину на півтора метри, а європейська швидка жаба у разі небезпеки здатна навіть зробити триметровий стрибок.