Бегущий страус поворачивает тело к пострадавшим

Если присмотреться, то тело бегущего африканского страуса действительно похоже на горизонтально лежащее яйцо. Так вот, в этом всё и дело (фото Manoj Shah/Stone/Getty Images).

Посмотрите на вашего страуса, когда он бегает. Как вы думаете, почему он так классно вписывается в виражи, практически не сбрасывая скорости на поворотах? Да потому, что он в форме яйца. Горизонтального яйца. Такие слова могут показаться странными, но с этим не поспоришь – научный факт.

Всякие антилопы умеют сигать по кочкам не только грациозно, но и очень быстро. Ну, и тигры с ягуарами – тоже красивые звери, и движутся они также грациозно и скоро.

А страус – он некрасивый. Но всё равно быстрый. Такое стечение обстоятельств серьёзно обеспокоило Девина Джиндриха (Devin L. Jindrich), специалиста по биомеханике из университета Аризоны (Arizona State University). Учёный высказал идею о том, что этот внешний вид птиц, точнее — строение их тел, и является тайным источником бегового таланта страусов.

Над этой проблемой Джиндрих работает не один год. Он изучает ходьбу и бег не только этих восхитительных птиц, но и многих других живых существ. Но всё же страусы – отдельная тема, ведь эти птицы научились перемещаться именно за счёт двух ног намного раньше человека (что не может не ударить по самолюбию). А некоторые из их собратьев на ходу ещё и пожирали лошадей.

Вы не знаете, как бегает страус? Да вот так он и бегает – ногами (видео Fotosearch).

Итак, Девин вместе с коллегами из своей лаборатории наловил где-то восемь штук африканских страусов (или Struthio camelus, если вам так понятнее). После этого птиц научили бегать по 23-метровой резиновой беговой дорожке, под которой была где-то спрятана специальная пластина для измерения силы, с которой топает разбежавшийся страус.

Ещё на каждого страуса нацепили по несколько отражающих ярлычков. Их положение в пространстве отслеживалось с помощью восьми (вероятно, это счастливое число Джиндриха) видеокамер. Утверждается, что видеозапись перемещения этих ярлычков была в дальнейшее обработана с помощью компьютера и едва ли не тех программ, которые использовались при создании «Властелина колец» (Lord of the Rings).

Нового фильма про хоббитов с участием страусов у Джиндриха не получилось, однако он провёл неплохое научное исследование, что почти то же самое.

Страусы выполняли всего два типа заданий: бежать по прямой и бежать, огибая препятствия. Это не кажется чем-то сложным, но исследователям немало пришлось помучиться во время эксперимента.

Пара снимков, сделанных во время эксперимента. На втором зафиксирован момент, когда страус наступает на панель, регистрирующую силу, с которой его нога давит на землю (фото James Usherwood).

Заставить бежать птиц оказалось не так легко – потребовались спецсредства. Для этого нужно было взорвать надутый полиэтиленовый пакет позади страуса, чтобы вынудить тронуться с места. Джиндрих объясняет это тем, что птицам не нравится этот звук. Да уж, не всякому живому существу такое понравится.

Вот так, лопая полиэтиленовые мешки, исследователи с грехом пополам научили страусов бегать куда надо. Но были и прочие трудности.

Экспериментаторам приходилось особым образом размещаться в комнате, чтобы птицы бежали прямо, а не бросались в сторону. «Последствия могли оказаться тяжёлыми, — говорит Джиндрих. – Несколько раз они с перепугу начинали ломиться куда-то прямо через камеры и компьютерную технику. К счастью, всё осталось целым».

«Птицы замечают всё сверкающее, — также добавил он. – Поэтому если стоишь неподвижно, то тебя вскоре могут окружить четыре или пять страусов и начать клевать застёжки-молнии, заклёпки и всё остальное, что блестит на одежде. Это не больно, но немного мешает сконцентрироваться на работе».

Девин Джиндрих. Единственный человек, упомянутый на сайте его же лаборатории в разделе «Люди». Что бы это могло значить? (фото с сайта limblab.org).

К каким же результатам пришли наши поклёванные учёные?

Для удобства исследователи сравнили специфику страусиного бега с человечьим. Если человеку во время бега нужно свернуть, то, чтобы тело при этом слишком сильно не разворачивалось, приходится снижать скорость. Со страусами такая же история, только они замедляются при этом гораздо меньше.

Согласно подсчётам Джиндриха, вся изюминка – в «яйцеобразной» форме страусячьего тела, ориентированного горизонтально. Оно обладает большей инерцией, чем «более вертикальное» туловище человека. Благодаря этому оно не слишком сильно крутится во время бега, чем и не мешает.

Зато если нужно повернуть, то для этого страусу как раз нужно повернуть только туловище, а кинематика ног при этом практически не изменяется. В результате поворот осуществляется намного быстрее, и страус бежит себе спокойно дальше, только в «новую» сторону.

Один из испытуемых. И как только могло хватить совести пугать полиэтиленовым пакетом обладателя такого чуткого и доброго лица?!.. (фото James Usherwood).

Юн-Хуэй Чан (Young-Hui Chang), специалист по биомеханике технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology), узнав об этом исследовании, пришёл в такой восторг, что, комментируя его, явно перепутал идею этой работы с каким-то научно-фантастическим фильмом.

«Если вы можете понять простые физические правила, которым животные должны следовать, чтобы совершать движения, то вы можете начать манипулировать переменными для генерирования новых идей», — сказал он.

Написав обо всём этом статью для журнала Journal of Experimental Biology, доктор Джиндрих со своей лабораторией не стал расслабляться.

Полученную модель беговых страусиных манёвров он даже проверил на тараканах – она и тут оказалась успешной. Ну а раз всё это подходит к тараканам, то, следовательно, должно пригодиться и для людей.

К сожалению, Девин Джиндрих исследовал не все стратегии бега страусов. Этой, в частности, он совсем не уделил внимания (анимация Paul Downs).

Ведь Девина Джиндриха беспокоит не только бег страусов – этих птиц с некрасивым телом, но и двигательные проблемы нас с вами, пострадавших от каких-либо травм. И помочь людям учёный хочет, как ни странно, с помощью своей теории страусиного бега.

Нет, он не планирует придавать телу пациента форму горизонтального яйца, а только думает о некой биомеханической системе для стимулирования нервов и мышц. Она должна помощь травмированному человеку оставаться устойчивым во время движения.

А ещё он говорит, что его работа ценна для физиотерапии. Только не рассказывает, чем именно.

Однако нам кажется, что использование всяких страусиных систем для человека – это никакая не помощь, а так, полумера. Давно уже пора для таких случаев нашпиговать наш геном «записями» страусиных манёвров – тогда, если что, мы легко могли бы справиться с любой бедой. Ведь правда?



Пингвин на бегущей дорожке ничего не объяснил

4 апреля 2007

Открыт секрет радиационно-устойчивой бактерии

29 марта 2007

Разгадка тайны B12 озадачила учёных

27 марта 2007

Корейцы впервые клонировали волка

26 марта 2007

Одинокие каннибалы берегут собратьев от вымирания

26 марта 2007