Тайната на превъзходното скачане на жабите се крие в техните сухожилия. Изследователи от университета Браун, заснемащи жаби, които скачат със скорост 500 кадъра в секунда със специална рентгенова технология, показват, че сухожилието на жабата се разтяга, докато отчита скока си и след това отстъпва, подобно на извор, когато жабата скочи. Откритието може да обясни как другите животни са изключителни скокове.

пружиниращи

Някои видове жаби и много други животни са в състояние да скочат далеч отвъд това, което изглежда е тяхната способност. Обучените състезатели в състезанието по скачане на жаби в окръг Калаверас, Калифорния, идват на ум, но дори обикновените жаби могат да скочат няколко пъти по-далеч, отколкото изглежда, че физиологията им позволява.

„Мускулите сами по себе си не могат да произведат толкова добри скокове“, казва Хенри Астли, който изучава биомеханиката на скачането на жаби в Университета Браун.

В статия, публикувана в Biology Letters, Астли и Томас Робъртс, доцент по биология, показват, че ключът към скачането на жабите се крие в техните разтегливи сухожилия: Преди да скочи, мускулът на крака се съкращава, зареждайки енергия в сухожилието, което след това отстъпва като извор за задвижване на жабата нагоре, нагоре и далеч. Въпреки че до една четвърт от масата на жабата е в краката й, тя би била физически неспособна да скочи толкова далеч без услугите на сухожилието.

„За да постигнете наистина изключителни резултати при скачане, имате нужда от някаква еластична структура“, казва Астли, студент от четвърта година в лабораторията на Робъртс в Департамента по екология и еволюционна биология.

Астли и Робъртс изследваха скокове от северната леопардова жаба (Rana pipiens), езерна жаба, разпространена в североизточната част на САЩ. Двамата имплантираха метални мъниста в пищялната кост, глезенната кост и мускула на крака на четири жаби и след това записаха скоковете им с 3-D рентгенова видео технология, разработена в Браун. Видеото, заснето с 500 кадъра в секунда и показващо скока около 17 пъти по-бавно от нормалното, проследява промените в дължината на мускула на крака и движението на ставите преди, по време и след скок.

Докато жабата се подготвя да скочи, телешкият й мускул се скъсява. След около 100 милисекунди телешкият мускул спира да се движи и енергията е напълно натоварена в опънатото сухожилие. В момента, в който жабата скочи, сухожилието, което се увива около костта на глезена, освобождава енергията си, подобно на катапулт или лък на стрелец, причинявайки много бързо удължаване на глезенната става, което тласка жабата напред. Целият скок - от подготовка до скок - трае около една пета от секундата, показват експериментите. Други видове жаби скачат много по-бързо.

"За пръв път наистина сме получили вътрешната работа, че сме събрали всички парчета (за скачане на жаби) заедно", каза Астли. „Сега имаме по-ясна представа какво се случва.“

Как сухожилията, мускулите и ставите работят при скачане на жаби, може да помогне да се обясни как другите животни са такива, които драскат главата - безгръбначни като скромната бълха или скакалеца или гръбначни като токачки и храстови бебета.

"Жабите са интересни сами по себе си, но също така сме уверени, че това проучване ни дава представа за това как мускулите и сухожилията работят заедно в движението на животни", каза Робъртс. "Други проучвания представиха доказателства за еластичен механизъм, но този на Хенри ни дава първата представа за това как всъщност работи."

Националната научна фондация финансира изследването.