Bipedie

A Bipedie ( latinul : „kettős”, pes / pedis „láb”) mozgás , például járás vagy ugrálás, két lábon („kétlábú”). A szárazföldi gerinceseket vagy a gépeket, amelyek általában kétoldalt mozognak, kétlábúaknak nevezzük .

Különbséget tesznek a szokásos (kötelező, szokásos) bipédia és a fakultatív (alkalmi) bipédia között. A szokásos kétlábúság olyan élőlényeket érint, amelyek teljes mértékben alkalmazkodnak a kétlábú mozgáshoz, például az embereket. Fakultatív bipedia érinti állatok kiegyenesedik, és esetleg gyalog rövid távolságok, de nem morfológiailag teljesen alkalmazkodott ehhez formájában mozgásszervi . Ez a helyzet a gibbonokkal (Hylobatidae) és a csimpánzokkal ( Pan ).

Egy strucc , az egyik leggyorsabban élő kétlábú

A bipédia típusai

A föld megérintése járás, ugrás és futás közben.

Számos mozgásállapot társul a bipédiához.

  1. Állvány. Mozdulatlanul áll mindkét (általában egyenes) lábon. A kétlábúak többségének ez egy aktív folyamat, amely állandó egyensúly-változtatást igényel.
  2. Menj . Az egyik lábat (vagy kézenfogva járás közben) a másik elé helyezzük, és legalább az egyik lábunk mindig a földet érinti.
  3. Futni. Az egyik lábat a másik elé helyezzük, és egyetlen láb sem érinti a földet bizonyos időpontokban.
  4. Ugrás. Mozgás egy olyan ugrássorozaton keresztül, amelyben mindkét lábat egyszerre mozgatják.
  5. Ugró futás . Hosszabb nem földi érintkezési periódusok, mint a futás kombinálva olyan időszakokkal, amikor az egyik vagy mindkét láb a földet érinti.

A bipédia jellemzői

A Bipedia és a hozzá kapcsolódó tulajdonságok számos előnnyel járhatnak egy faj számára:

  • Javult érzékelés. Egyes evolúciós biológusok szerint néhány vagy akár az összes kétlábúak evolúciójának kritikus állomása az állóképesség volt, ami általában növelte a távoli veszélyek vagy erőforrások meglátásának (és talán másképp felfedezésének) képességét.
  • Szabad első lábak. Azoknál a gerinces fajoknál, amelyeknél a további végtagok kialakulása óriási genetikai változást jelentene, a Bipedie felhasználható az elülső végtagok felszabadítására olyan funkciókhoz, mint a kézművesség (főemlősöknél), legyeknél (madaraknál), ásásokhoz (óriás pangolin) vagy harcokhoz ( medvék)).
  • Átgázol. A mosómedve és egyes főemlősök kétlábú állást vehetnek fel a vízben, lehetővé téve számukra, hogy mélyebb vízben álljanak vagy járjanak, miközben továbbra is képesek levegőt venni.
  • Rugalmas gerinc nélküli állatoknál, például gyíkoknál vagy csótányoknál az átmenő kétlábúak növelhetik járásuk sebességét. Néhány kétlábú gyors és kitartó futó, így a strucc vagy a vörös kenguru elérheti a 60–70 km / h körüli sebességet.
  • Nagyobb tartomány. A zsiráf gazella kétlábú helyzetet vállal a fák leveleinek legeltetésére.
  • Álcázás. Felvetődött, hogy a polipokban lévő kétlábúak lehetővé teszik számukra a mozgást, miközben a test többi részét mozdulatlanul tartják az álcázáshoz.

Az ember evolúciója

Orangután , egyenesen állva az ágakban.
Leah gorilla nőstény egy ágat használ támasztékként, amikor átlép egy víztestet.

Számos hipotézis van arra vonatkozóan, hogyan és miért alakult ki a bipédia a Homo nemzetség korai őseiben, és különféle hipotézisek is vannak arra vonatkozóan, hogy mikor. Az ősmaradványok leletei azt feltételezik, hogy a bipedalizmus az emberi agy megnagyobbodása előtt alakult ki, és hogy korai majmok körében vannak - különösen a megfogó láb elvesztése detektálható - többször önállóan alakult ki. A különféle hipotézisek nem feltétlenül zárják ki egymást, és számos befolyásoló tényező működhetett együtt a hominini bipédia kialakulásához . Egyes főemlősök fakultatív kétlábú képessége arra enged következtetni, hogy az emberi kétlábúság ugyanazon evolúció.

Ezt különösen alátámasztja a fákkal való egyenes járás kialakulásának hipotézise. A Science magazin 2007-es beszámolója szerint a kutatók egy évig megfigyelték az orangutánokat Szumátra szigetén . Körülbelül 3000 mozdulat elemzése azt mutatta, hogy az orangutánok nagyon vékony gallyakon mozognak két lábon, kezükkel a felettük lógó ágakra tapadva, karjukkal egyensúlyban tartva a súlyukat. Az ebből levezetett elmélet szerint, amikor az afrikai erdők egy száraz időszak alatt fokozatosan eltűntek, a hominini ősei a földre „költözve” reagáltak, ahol tovább fejlesztették és tökéletesítették az egyenes járást. A Danuvius guggenmosi 2019- ben közzétett megállapítását szintén ennek a hipotézisnek a megerősítéseként értelmezték. A függőleges járás kialakulásának egyik kiegészítő hipotézise, ​​hogy például a bonobók és a gorillák a folyók közelében vagy a mangrove- ban élnek , ahol vízben mozognak testükkel alámerülve, miközben például a felettük lévő ágakhoz kapaszkodnak. .

Az emberi gyermekek egy korai fejlődési stádiumon mennek keresztül, amelyben kézzel tartják egymást, hogy gyakorolják az egyenes járást. Az alapvető biogenetikai szabály szerint az emberi ősöknek át kellett volna menniük a megfelelő filogenetikai fejlődési szakaszon.

A lábak legrégebbi fosszilis bizonyítéka, amely funkcióval hasonlítható össze az emberrel, az Australopithecus afarensis teljesen megőrzött, 3,2 millió éves metatarsalis csontja (archívumszám AL 333-160), amelynek jellemzői felismerik mind a hosszanti ív, mind a haránt keresztirányát ív, mindkettő "lengéscsillapítóként" működik, ha egyenesen jár. A legrégebbi fennmaradt nyomai álló hominini származik laetoli és mintegy 3,6 millió éves.

Kétlábú állatok

A kétlábú mozgás többször és egymástól függetlenül fejlődött, leginkább gerinceseknél . Például olyan madarakkal , mint a kazuár és fosszilis rokonaik, a dinoszauruszok, amelyek a sauropodomorpha kivételével mindkettő kétlábúak voltak. Úgy gondolják, hogy az összes theropoda dinoszaurusz kétlábú ősöktől származott, talán hasonló az eoraptorhoz . Patkány madarak élnek ma , mint a strucc funkciókkal sebesség akár 65 km / h. Úgy gondolják, hogy sok theropoda, különösen a maniraptora , hasonló sebességgel tudott haladni. A kétlábú mozgás számos más dinoszaurusz- vonalon is kialakult , például az Iguanodonban . Úgy tűnik, hogy a Bipedia a krokodilokban is kifejlődött , amely a dinoszauruszok és madarak testvércsoportja. Az Effigia okeeffeae-t - a triász krokodilok egyik tagját - kétlábúnak veszik. A pingvinek érdekes madarak a kétlábúság szempontjából, mivel testüket egyenesen tartják, míg más madarak vízszintesebben tartják.

A kétlábú mozgás ritkábban fordul elő az emlősök körében , amelyek többnyire négylábúak (tetrapodák). A kétlábú mozgást alkalmazó emlősök leggazdagabb csoportja a kenguruk és hozzátartozóik. Ezek azonban főleg ugrálás útján mozognak, ami nagyon különbözteti őket az emberektől, a madaraktól és a teropodáktól. Ugráló rágcsálóknak is vannak különféle csoportjai , például a kenguru patkányok . Egy főemlős - a szifaka - szintén a földön ugrálva mozog. Az embereken kívül valószínűleg az egyetlen olyan emlős, amely szintén kétlábúan mozog váltakozó járásban, nem pedig ugrál, különféle főemlősök , például a földön tartózkodó gibbonok és a kapucinus majmok . Ez utóbbiak folyamatosan szállítják a tárgyakat a hátsó lábukon, vízszintesen a talajon és függőlegesen is az ágakban, amint azt a hátsó csíkokkal ellátott kapucinusok esetében bizonyították .

A kétlábúságra korlátozott példák találhatók más emlősöknél. Például a bonobos és a proboscis majmok , amelyek mindketten gyakran elárasztott erdőkben élnek, kétlábú helyzetben gázolnak át a vízben. Bizonyos körülmények között bonobók, orrmajmok és ritkábban más főemlősök is két lábon járnak vagy állnak a szárazföldön. Számos más állat, például patkány , a hátsó lábain kuporodik, hogy megragadja az ételt, miközben eszik. A mosómedve gyakran függőlegesen áll vagy guggolva a vízben, kezével manipulálva az ételt, köveket és botokat. A hódok időnként két lábon is mozognak, ha ágakat hordanak. Egyes állatok, például a medvék , fizikai harcok során felegyenesedhetnek, és két lábon mozoghatnak, hogy jobban használhassák mancsaikat fegyverként. Számos emlős, mint például a mókusok és a szurikáták , szintén a hátsó lábukon állnak, hogy felfedezzék a környezetüket anélkül, hogy rajtuk járnának. Végül is a zsiráf gazella a hátsó lábain áll, hogy a fák leveleit megegye. Pangolinok , hangyabogarak és páncélosok is fel tudnak állni a hátsó lábukon, néha táplálék keresésekor, néha védekezéskor. Egyes kihalt lajhárok , például az óriási Megatherium vagy más nagy földi lajhárok esetében ezt is feltételezik. Az egyes nyomkövető kövületek mellett a test súlypontja, amely messze hátra tolódott, ezt jelzi. A részben feltételezett kötelező kétlábú mozgás azonban anatómiai okokból kizárható. Lehet, hogy egy másik kihalt csoport, a páratlan lábú chalicotheria is hasonlóan viselkedett. A korlátozott bipédia szokatlan formáját mutatják a foltos skunkok , akik, amikor fenyegetést éreznek, elülső lábukra állnak, ami lehetővé teszi számukra , hogy anális mirigyeiket , amelyek csípős váladékot ki tudnak tolni, a támadó felé irányítsák, miközben még mindig tartják - néz a támadó.

A kétéltűeknél a Bipedia teljesen ismeretlen. A Bipedia ritka a nem Archosaur hüllők között , de megtalálható, ha bizonyos gyíkok "egyenesen" futnak . Érdekes példa található legalább egyféle baziliszkusz gyíkban , amely ezzel a módszerrel bizonyos távolságot képes megtenni a víz felszínén. A rovarokban , például csótányokban , egyenesen álló bipédia is megtalálható . Egyébként a kétlábú mozgás az ízeltlábúaknál nem ismert. A kétlábúak szinte kizárólag szárazföldi gerincesek . Legalább kétféle polip létezik , amelyekről ismert, hogy kétlábúan mozognak. Úgy tűnik, hogy ez a fajta mozgás lehetővé teszi számukra, hogy kissé álcázva maradjanak, miközben gyorsan mozognak az alak használatával, pl. Vegyünk egy kókuszt vagy tengeri moszatot, és haladjunk a két karjuk hegyén.

Kivételes esetek

Sok olyan állat, amely természetesen nem használ kétlábú mozgást, megtanítható a hátsó lábán járni. Azok az állatok, akiknél sérülések vagy veleszületett rendellenességek miatt hiányoznak a végtagok, alkalmazkodhatnak a kétlábú mozgáshoz, akár két hátsó lábon, akár egy elülső és egy hátsó lábon.

Egyes állatokat elülső lábukon járni is lehet, bár ennek a módszernek nincsenek gyakorlati előnyei, kivéve a torna változatosságát a szórakoztatásban. Az emberek megtanulhatnak járni a karjuk segítségével, vagy csak a karjukkal ( kézenállás ). Ez szokatlan és mentális és fizikai gyakorlást igényel, csakúgy, mint sokféle testmozgás, mivel különben sérülések következhetnek be az atrófiás vagy kiegyensúlyozatlan izmok elleni védelem hiánya miatt, amelyek túlságosan gyengén fejlettek ezekhez a mozgásokhoz.

Néhány szokatlan magányos főemlős egyedről ismert, hogy kétlábúak. Volt egy dokumentált eset, amikor egy súlyos betegségből felépülve teljesen két lábon járó makákó volt , és legalább egy példa egy elfogott csimpánzra, aki csak egyenesen járt.

A Bipedia élettana

A kétoldalas mozgás többféle módon fordul elő, és sok mechanikai és neurológiai kiigazítást igényel. Néhányukat az alábbiakban ismertetjük.

Biomechanika

A kétlábú járást vagy futást vizsgáló mérnökök ezt ismételten megszakított zuhanásnak minősítik. A botlás jelensége tanulságos a gyaloglás vagy futás "ellenőrzött esés" koncepciója szempontjából. A botlás gondolkodásának általános módja az, ha egy lábat elhúzunk egy sétálótól vagy futótól. Valójában azonban pusztán a sétáló egyik lábának megállítása vagy csak a futó egyik lábának lelassítása elegendő ahhoz, hogy meggátolja őket. Előzetesen már „elesnek”, és elegendő megakadályozni a botladozó láb leállítását ebben az esésben, hogy kétlábúak lehulljanak a földre.

  • Állvány

Az energiatakarékos kétlábú álláshoz az egyensúly állandó szabályozása szükséges, ebben természetesen el kell kerülni a túlkorrekciót .

  • Séta

A hatékony járás nehezebb, mint az álló. Megköveteli a mérleg enyhe kibillenését előre és oldalra, valamint az egyensúly időben történő korrekcióját. Emberekben a járás különféle egyéni folyamatokból áll:

  • ringat előre-hátra a lábak között
  • Tolja előre a lábujjait a sebesség fenntartása érdekében
  • kombinált megszakítások a bokák megingatásában és a másik irányba billentésében
  • Hajlítsa meg és igazítsa ki a térdet, hogy megakadályozza az "előreesést"

Ha nyugodtan jár, a hosszabb lábak hosszabb, lassabb lépéseket tesznek. Ez annak köszönhető, hogy a lábak ingaként működnek e mozgás során.

  • Futni

A futás eredendően folyamatos folyamat, szemben a sétával. A kétlábú lény vagy eszköz, ha hatékonyan működik, folyamatosan előre esik. Ezt csak a megfelelő időben történő ismételt önfogással lehet fenntartani, de futás esetén csak a szinte elkerülhetetlen eset elhalasztásával egy további lépés időtartamára, viszonylag egyenletes mozgásként.

  • Ugrás

Izomzat

A Bipedia erős lábizmokat igényel, különösen a combokban. Az izmos lábakat csak háziasított baromfi esetén lehet összehasonlítani a kis csontos szárnyakkal. Hasonlóképpen, az embereknél a quadriceps és a combhajlítás annyira fontos a kétlábú folyamatok szempontjából, hogy ezek az izmok mindegyike jelentősen nagyobb, mint egy jól fejlett karú bicepsz .

Minél gyorsabban hajtják végre a járást, annál megerőltetőbb. A csendes séta azonban kevésbé fárasztó, mint az álló, mivel a lábak felváltva megkönnyebbülnek. Ez nem áll fenn akkor, amikor a jármű áll, így több mint kétszer olyan megterhelő lehet, mint a csendes séta.

Idegrendszer

A patellaris ínreflex (még: combhajlító reflex ) jól ismert példa a kétlábúak rendkívül gyors irányítási rendszerére, amelynek segítségével ellensúlyozzák a függőleges testtartás küszöbön álló zavarát: A reflexekhez hasonlóan az egyén teljesen öntudatlanul reagál , és a reakció egyetlen olyan idegpályán sem megy végbe, amely a lábtól az agyig vezet.

A kétlábú neuroanatómia kevésbé ismert aspektusa megjelenhet olyan emberi kisgyermekeknél, akiknél még nem alakult ki a felállás képessége. Továbbra is nagy ügyességgel tudnak futni, feltéve, hogy függőleges helyzetben vannak megtámasztva, és hogy a mozgó futópad ingerét kínálják a lábuk alatt.

lélegző

A kétlábúak futás közben is képesek lélegezni. Az emberek általában minden második lépést lélegeznek, amikor az aerob rendszerük működik. Sprint során a légzés lelassul, amint az anaerob rendszer beindul, amíg az anaerob rendszer már nem tudja támogatni a sprintet.

Kétlábú robotok

ASIMO - kétlábú robot

A mobil robotokat általában kerekekkel, láncokkal vagy sínekkel való mozgásra tervezik - konkrét feladatuktól függően. A speciális mozgásszervi rendszerekkel ellentétben a kétlábú robotok nagyobb kihívásokat jelentenek mind a mechanikai felépítés, mind az irányítás szempontjából. Páratlan eredményeket ért el ezen a területen az 1980-as évek elején Marc Raibert az MIT-nél .

A legismertebb és legfejlettebb kétlábú robotok: ASIMO (a Hondától ), Qrio (a Sony-tól ), Johnnie (a TUM-tól ) és a HRP sorozat

Lásd még

irodalom

web Linkek

Wikiszótár: Bipedie  - jelentésmagyarázatok, szóeredet , szinonimák, fordítások

Egyéni bizonyíték

  1. ↑ C. Owen Lovejoy : Evolution of Human gyaloglás. In: Tudományos amerikai. 259. évfolyam, 5. szám, 1988, 118–125. Oldal, teljes szöveg (PDF)
  2. E WEH Harcourt-Smith, Leslie C. Aiello : Kövületek, lábak és az emberi kétlábú mozgás fejlődése. In: Journal of Anatomy . 204. évfolyam, 2004. szám, 5. szám, 403–416. O., Doi: 10.1111 / j.0021-8782.2004.00296.x
  3. ↑ SKS Thorpe és mtsai: Az emberi kétlábúság eredete mint adaptáció a rugalmas ágak mozgásához. Science, 316. kötet, 2007, 1328-1331. O., Doi: 10.1126 / science.1140799 ; lásd: www.sueddeutsche.de : „Egyenesen az ágon”.
  4. ↑ Madelaine Böhme et al.: Új miocén majom és mozgás a majmok és az emberek őseiben. In: Természet. 575. évfolyam, 2019, 489–493. O., Doi: 10.1038 / s41586-019-1731-0 .
  5. ↑ youtube.com
  6. ^ Carol V. Ward, William H. Kimbel és Donald C. Johanson : Teljes negyedik lábközép és boltívek az Australopithecus afarensis lábánál. In: Science , 331. évfolyam, 6018. szám, 2011, 750–753. Oldal, doi: 10.1126 / science.1201463
  7. ↑ National Geographics Hírek: A Dino-Era Fossil kétlábú krókus rokonát tárja fel
  8. ↑ Tiago Falotico, Agumi Inaba, William C. McGrew és Eduardo Ottoni példa: Függőleges kétlábú mozgás vadszakállú kapucinus majmokban (Sapajus libidinosus). Primates 57 (4), 2016, 533-540. doi: 10.1007 / s10329-016-0542-2
  9. ↑ Adrià kaszinók: Bipedalizmus és négylábúság a Megatheriumban: kísérlet biomechanikai rekonstrukcióra. Lethaia 29., 1996, 87-96
  10. ^ R. Ernesto Blanco és Ada Czerwonogora: A Megatherium Cuvier 1796 járása (Mammalia, Xenarthra, Megatheriidae). Senckenbergiana biologica 83 (1), 2003, 61-68
  11. ↑ M. Susana Bargo, Sergio F. Vizcaíno, Fernando M. Archuby és R. Ernesto Blanco: A végtagok csontarányai, ereje és ásása néhány Lujanian (késő pleisztocén-korai holocén) mylodontid földi lajhárban (Mammalia, Xenarthra). Journal of Gerte Gerinces Paleontology 20 (3), 2000, 601-610
  12. ↑ Franz Daffner: Az emberek növekedése. Antropológiai tanulmány. 2. kiadás. Engelmann, Lipcse 1902, 356. o.
  13. ↑ MIT: 3D kétlábú (1989-1995)
  14. ^ Müncheni Műszaki Egyetem: JOHNNIE járógép
  15. Ise Heise: HRP-4C: A következő szupermodell?
  16. ↑ AIST