Poruszanie się zwierząt

Pojęcie ruchu.

Ruch jest jedną z głównych cech charakteryzujących organizmy zwierzęce : jeśli zwierzę się rusza to znaczy ,że żyje. Ruch niektórych zwierząt ogranicza się do wykonywania minimalnych skurczów, inne zaś wykształciły mechanizmy ruchu, dzięki którym mogą przemieszczać się niezwykle szybko i wytrwale.
Ruch jako taki jest wynikiem skurczu mięśni pobudzonych sygnałem z komórek nerwowych. Sygnały z komórek nerwowych mogą powstawać w sposób odruchowy, to jest poprzez bezpośrednie połączenie pomiędzy receptorem i mięśniem. W większości przypadków sygnały te powstają równocześnie w sposób odruchowy i kontrolowany: zwierzę wie, co chce osiągnąć , ale koordynacja ruchowa mięśni jest dokonywana w sposób automatyczny poprzez sygnały z centralnego układu nerwowego. Taka koordynacja może być obserwowana u najprostrzych zwierząt- jednokomórkowych pierwotniaków. U zwierząt wielokomórkowych podobny efekt powstaje w trakcie przechodzenia impulsu przez włukno nerwowe. Impuls stymuluje skurcze kolejnych mięśni tworząc falę ruchową. Bardziej złożone formy ruchu zwierząt takich jak ptaki i ssaki są koordynowane przez mózg, który wysyłając serie impulsów za pośrednictwem sieci nerwów steruje w zależności od potrzeb pracą każdego mięśnia.

Mięśnie i szkielety.

Komórka mięśniowa, nazywana też włóknem mięśniowym lub miocytem składa się z wielu wypełniających jej wnętrze włókienek kurczliwych czyli miofybrili. Każde włókienko kurczliwe składa się z rozmieszczonych na przemian miofilamentów grubych i miofilamentów cienkich. Moifilamenty cienkie mogą się wysuwać i wsuwać pomiędzy miofilamenty grube , od których odchodzą wypustki zwane mostkami poprzecznymi. W pobudzonym przez impuls nerwowy miocycie mostki poprzeczne miofilamentów grubych przyczepiają się do miofilamentów cienkich i wciągają je w wolne przestrzenie pomiędzy miofilamentami grubymi. Kiedy ustaje działanie impulsu nerwowego , miofilamenty cienkie wyślizgują się spod filamentów grubych- następuje rozkurcz.
Mięsień, będący w ogólnym zarysie zbiorem miocytów, może się więc tylko kurczyć i rozkurczać, nie może się rozciągać. Włókna w stanie rozkurczu muszą być rozciągane przez jakąś inną siłę . Może to być sprężynujące działanie sąsiadujących narządów lub , co jest znacznie częstsze, wynik pracy tak zwanych mięśni antagonistycznych.

Miękki szkielet

U wielu gatunków zwierząt ?szkielet? jest jeszcze elastyczniejszy i ma postać woreczka wypełnionego płynem , otoczonego przez mięśnie. Ten hydrostatyczny szkielet sam w sobie nie jest sprężysty, ale działa zprężyście, gdyż wypełniający go nieściśliwy płyn jest poddany działaniu otaczających go mięśni. Ułożonych w dwóch lub więcej grupach działających przeciwstawnie.
Zwierzęta posiadające twarde szkielety nie mogłyby zmieniać kształtu swego ciała , lecz czynią to wykożystując działanie antagonistycznych grup mięśni, na przykład: kręgosłup ryb stanowi stabilne oparcie dla wielkich bloków mięśni ciągnących się od kręgosłupa w dół po obu stronach ciała. Kurcząc mięśni lewej strony ciała, ryba powodyje ruch ogona w lewą stronę ; rozkurczając je i kurcząc mięśnie prawej strony ciała kieruje ogon w prawo. Kurcząc na przemian mięśnie obu stron ciała, ryba przyjmuje esowaty kształt i wprawia w ruch część ogonową , która zaczyna odpychać wodę dzięki czemu ryba zaczyna płynąć.

Poruszanie się w wodzie

Woda jest substancją o dużej gęstości, prawie tak dużej jak gęstość ciała zwierząt, które żyją i poruszają się w niej. Zwierzę, które chce w miarę szybko poruszać się w wodzie, musi mieć opływowy kształt ciała. Inaczej traciłoby zbyt dużo energii na poruszanie się. Z drugiej strony, gęsta woda sprzyja zwierzętom o dużej masie ciała dzięki obecnej w wodzie sile wyporu. Pozwala to zaoszczędzić energię, którą zwierzę przebywające na lądzie musi wydatkować na ruch i utrzymanie równowagi. Poza tym woda stawia duży opór, najmniejszy ruch daje duży efekt, co umożliwia, na przykład rybie, posówanie się do przodu dzięki delikatnym ruchom ogona.
Zwierzęta wodne wykorzystują cztery zasadnicze sposoby przemieszczania się w środowisku wodnym: siłę odrzutu, falowanie ciałem, wiosłowanie i ślizganie.
Wykorzystując siłę odrzutu poruszają się np. meduzy. Siła odrzutu odrzutu jest tak wielka, że zwierzę może wyskoczyć z wody i przelecieć kilka metrów w powietrzu.
Falowanie ciałem dzięki skurczą mięśni jednej strony ciała i równoczesnym rozkurczom mięśni drugiej strony powoduje powstanie drugiej faliwodnej. W miarę przesówania się fali ku tyłowi ciała powstaje siła, która popycha zwierzę na boki i do przodu.
Ryby mogą się przemieszczać stosując również inne techniki. Gdy ryba chce poruszać się wolno i precyzyjnie, używa płetw. Jej płetwy boczne są jakby ruchomymi wiosłami, zagarniającymi wodę i pchającymi ją do tyłu. Wykorzystując tę technikę, ryba może manewrować pomiędzy przeszkodami, a nawet płynąć do tyłu.


Poruszanie się po lądzie

Zwierzęta lądowe nie mogą wykorzystywać siły wyporu. Dlatego poruszanie się po lądzie jest trudniejsze i wymaga wypracowania specjalnych narządów i techniki. Najbardziej mozolne jest pełzanie. Beznogie zwierzęta kurcząc i rozkurczając falowo swoje mięśnie wytwarzają siły ciągnąco- pchające ich ciała.
Ruch kroczący jest typowy dla zwierząt posiadających odnuża kroczne. Ponieważ na lądzie nie działa siła wyporu, odnóża zwierząt muszą być na tyle silne, aby udźwignąc masę ich ciała. Ich konstrukcja wymaga więc obecności silnej ramy- szkieletu wyposażonego w ruchome, mocne połączenia pomiędzy elementami nośnymi. Odnóża stawonogów , są zbudowane z pustych, twardych i sztywnych tub. W środku tych tub znajdują się mięśnie , które poruszają twardym szkieletem zewnętrznym. Każde ruchome połączenie pomiędzy elementami pancerza jest zaopatrzone w dwa rodzaje mięśni. Są to zginacze i prostowniki.
U kręgowców, np. ssaków, mięśnie są ułożone na zewnątrz kości i mogą wywierać dużą siłę na różne części kończyn. Ssaki umiejętność poruszania się na nogach rozwinęły w stopniu doskonałym, osiągając niespotykaną szybkość i zręczność.