Загадочная мускулатура объясняет характерную для пингвинов походку вразвалку

Фото из открытых источников

Пингвины — одни из самых харизматичных птиц в мире. Они выглядят так, будто носят костюмы. Кажется, что они летают под водой. И они ковыляют, как борцы сумо.

Теперь, по словам ученых, им наконец-то удалось определить мышцу, отвечающую за эту очаровательную походку: загадочную и долгое время неправильно понимаемую ткань, которая заставляет нижние конечности птицы оставаться близко к телу в области коленей, сообщает команда исследователей в журнале The Anatomical Record. Эта адаптация не только способствует характерной для пингвинов походке вразвалку, но и помогает поддерживать обтекаемую форму их тела под водой, позволяя им эффективно передвигаться как по суше, так и по воде.

«Об этой мышце упоминалось более века, но обычно в искаженном виде», — говорит Каро Акоста Хоспиталече, палеонтолог и эксперт по пингвинам из Музея Ла-Платы. В новом исследовании, добавляет она, ученые «четко выделяют ее и дают ей четкое обозначение».

Ученые долго ломали голову над необычной походкой пингвинов. Объяснения в основном были сосредоточены на строении скелета птиц: их колени, которые втянуты в брюшную полость, согнуты и находятся в постоянно присевшей позе, обеспечивая им прочную опору для равновесия, но затрудняя ходьбу. Однако оставался неясный момент: как птицам удается эффективно ходить с таким, казалось бы, несовершенным анатомическим строением?

Ответ был получен, когда группа исследователей под руководством Джастина Георги и Маргарет Холл, анатомов и эволюционных морфологов из Университета Среднего Запада, проводила вскрытие двух пингвинов-макарони (Eudyptes chrysolophus). Птиц гуманно усыпили в рамках паллиативной ветеринарной помощи в SeaWorld в Сан-Диего и передали команде для дальнейшего изучения анатомии пингвинов.

Ученые сравнили мускулатуру пингвинов с мускулатурой птиц, не передвигающихся вразвалку. Они выявили ряд анатомических различий, включая необычно мощную мышцу m. supracoracoideus — мышцу, отвечающую за поднятие крыла. Они также обнаружили уникальное расположение мышц в плечах пингвинов — m. latissimus dorsi — которое обеспечивает птицам более широкий диапазон движений в ластах. Это позволяет крыльям птиц двигаться вверх, вниз и назад, а не только вверх и вниз, как у летающих птиц, что позволяет им «летать» под водой.

Затем команда внимательно изучила медиальную мышцу-сгибатель голени (m. flexor cruris medialis), которая прикрепляется к большеберцовой кости (tibiotarsus), длинной кости ноги у птиц. Исследователи знали, что эта ткань помогает птицам сгибать колени, но им никогда не удавалось точно определить, к каким мышцам и костям она прикрепляется у пингвинов. Новые исследования выявили загадочную часть медиальной мышцы-сгибателя голени, которая прикрепляется к другому участку большеберцовой кости, чем считалось ранее, что предполагает ранее неизвестную функцию этой мышцы.

Функция и точная анатомия этой мышцы являются предметом дискуссий уже более века, говорит Георги. «Все предыдущие исследования сводили ее к роли лишь небольшого фрагмента какой-то другой, более крупной мышцы», например, медиальной мышцы-сгибателя голени, — говорит он, — «и в результате игнорировали ее возможную важность».

Однако новые исследования показывают, что эта мышца полностью отделена от медиальной мышцы сгибателя голени и служит для соединения двух коленей пингвина. Эта мышца не встречается ни у одной другой птицы, что делает её уникальной для пингвинов. Георги и его коллеги назвали её m. adductor tibialis за её способность связывать, или приводить, ноги внутрь.

Как говорит Георги, медиальная мышца-сгибатель голени (m. flexor cruris medialis) обеспечивает птицам удобную возможность легче маневрировать в стесненном положении ног. «Она стабилизирует ногу относительно тела, когда пингвин наклоняется в одну сторону», — добавляет он, — и обеспечивает дополнительную энергию, позволяющую животному выдвинуть другую ногу вперед, балансируя на стабилизированной ноге и завершая ковыляние.

«С биомеханической точки зрения, это помогает удерживать ноги в приведённом положении и стабилизирует широкую стойку пингвинов при ходьбе», — говорит Хоспиталече. «Это разумная гипотеза».

Помимо особенностей походки, исследование закладывает прочную основу для понимания анатомии пингвинов, что трудно получить другими способами при изучении этих водоплавающих птиц. «Без такой основы невозможно всесторонне изучить более широкие вопросы эволюции пингвинов», — говорит Хоспиталече. «Эта работа может быть неброской, но она необходима».