Как кенгуру прыгают так далеко: пружины в сухожилиях ног

Кенгуру, скачущий со скоростью 50 километров в час, кажется нарушителем законов физики.

Такое тяжёлое животное с мощными задними лапами не может прыгать так эффективно только за счёт мышц — секрет в уникальной эластичности сухожилий, сообщает корреспондент ТУТ НОВОСТИ.

Они работают как гигантские пружины, накапливая энергию при приземлении и отдавая её при следующем толчке.

При каждом прыжке кенгуру сгибает лапы, и сухожилия растягиваются, запасая до 70 процентов энергии. При распрямлении эта энергия высвобождается, и кенгуру отталкивается, почти не затрачивая мышечных усилий.

Чем быстрее бежит кенгуру, тем эффективнее работает этот пружинный механизм.

Ахиллесово сухожилие как главный амортизатор

Ахиллесово сухожилие кенгуру в пять раз толще, чем у человека, и обладает феноменальной упругостью. Оно выдерживает нагрузки до тонны на квадратный сантиметр и растягивается на 30 процентов длины без разрыва. 

При приземлении сухожилие сжимается, гася удар и поглощая энергию, которая иначе разрушила бы кости.

Сравнение с резиновым жгутом не случайно: сухожилие кенгуру способно вернуть до 93 процентов затраченной энергии на сжатие.

Для сравнения, самое лучшее искусственное волокно возвращает не более 80 процентов. Природа создала идеальную пружину за миллионы лет эволюции.

### Обмен энергией между прыжками

Кенгуру не просто пассивно возвращает энергию — он активно перераспределяет её между ногами. При приземлении левая и правая нога работают не синхронно: одна пружина сжимается, другая уже распрямляется. Волна натяжения перекатывается от ноги к ноге, поддерживая непрерывное движение.

За счёт этого кенгуру может прыгать часами, почти не уставая. Расход кислорода у скачущего кенгуру не увеличивается при переходе от медленного бега к быстрому, что уникально среди млекопитающих. На коротких дистанциях он развивает скорость до 70 км/ч, но для этого уже приходится тратить мышечную энергию.

Роль хвоста как пятой ноги

Длинный мускулистый хвост кенгуру работает как балансир и дополнительный амортизатор. При прыжке хвост поднимается вверх, смещая центр тяжести назад, чтобы кенгуру не перевернулся вперёд.

При приземлении хвост ударяется о землю, помогая пружинящему механизму задних ног.

Без хвоста кенгуру не может прыгать — он будет заваливаться на бок при каждом толчке. Хвост также служит опорой, когда кенгуру стоит на задних лапах: он упирается им в землю, образуя треножник.

Мышцы хвоста настолько сильны, что ударом хвоста кенгуру может сломать человеку ногу.

Энергосберегающий галоп вместо ходьбы

Кенгуру почти не умеют ходить. Их короткие передние лапы не приспособлены для опоры, а задние слишком длинные, чтобы переставлять их поочередно.

Поэтому даже на малой скорости они передвигаются прыжками, просто очень низкими и частыми. Энергетически ходьба обошлась бы им дороже, чем прыжки.

При медленном передвижении кенгуру опирается на передние лапы и хвост, отталкиваясь задними. Эта пятиопорная походка используется для пастьбы, когда голова опущена к земле.

Стоит поднять голову — и кенгуру переходит на прыжки, потому что так удобнее удерживать равновесие.

Ограничения пружинного механизма

Кенгуру не может прыгать в гору так же эффективно, как по равнине. При подъёме сухожилия сжимаются под другим углом, и пружинный механизм работает хуже.

Также кенгуру беспомощен на скользких поверхностях: льду, мокрой глине. Его когти не дают сцепления, и сухожилия не могут накопить энергию из-за проскальзывания.

В жару кенгуру прыгает медленнее, потому что перегрев ухудшает эластичность соединительной ткани.

Сухожилия становятся жёстче, возвращают меньше энергии, и кенгуру вынужден тратить мышцы. После дневной жары остывший кенгуру снова становится супер-прыгуном, опровергая любые законы механики.

Подписаться: