דו-רגליות
_male_running_composite.jpg)
דו-רגליות (באנגלית: Bipedalism) היא סוג של תנועה יבשתית בה בעל-חיים (או מכונה) נע באמצעות שתי הגפיים או הרגליים האחוריות שלו. סוגים שונים של תנועה דו-רגלית כוללים הליכה, ריצה או קפיצה.
מעט מינים מודרניים הם דו-רגליים בצורה מוחלטת, כך שהשיטה הרגילה שלהם לתנועה היא דו-רגלית.
מספר גדול יותר של מינים מודרניים משתמשים לסירוגין או לזמנים קצרים בהליכה דו-רגלית. כמה מינים של לטאות נעים על שתי רגליים בזמן ריצה. קופים ודובים רבים ילכו על ארבע רגליים על מנת להגיע למזון או לחקור את סביבתם, אך לעיתים הם הולכים על גפיים אחוריות בלבד. כמה מינים של קופי עצים, כגון גיבונים ואינדריים, ילכו רק על שתי רגליים בזמנים הקצרים שהם מבלים על הקרקע. בעלי-חיים רבים מתרוממים על רגליהם האחוריות בזמן שהם נלחמים. בעלי-חיים מסוימים עומדים על רגליהם האחוריות על מנת להגיע למזון, לעמוד על המשמר, לאיים על מתחרה או טורף, אך הם אינם מתקדמים בצורה דו-רגלית.
יתרונות
שימוש בתנועה דו-רגלית נותן לבעל-החיים מספר יתרונות. הליכה דו-רגלית מגביהה את הראש. ההגבהה מאפשרת שדה ראייה רחב יותר, איתור טוב יותר של סכנות ומשאבים רחוקים, גישה למים עמוקים יותר (לבעלי-חיים שאינם שוחים) ומאפשרת לבעלי החיים להגיע אל מקורות מזון גבוהים יותר עם פיהם. כשבעלי-חיים עומדים זקופים, הגפיים שלא משמשות להליכה הופכות לחופשיות לשימושים אחרים, כולל החזקה (בפרימטים ומכרסמים), תעופה (בציפורים), חפירה (בפנגולין ענק), לחימה (בדובים, קופי אדם גדולים) או הסוואה (במינים מסוימים של תמנונים).
המהירות המרבית הדו-רגלית פחות מהירה מהמהירות המרבית של בע"ח שמשתמשים בארבע רגליים. גם היען וגם הקנגורו האדום (הדו-רגליים המהירים ביותר) יכולים להגיע למהירויות של 70 קמ"ש, ואילו הברדלס יכול להגיע ליותר ממאה קמ"ש.[3][4] אבל אף על פי שההאצה הדו-רגלית איטית יותר, לאורך מרחקים ארוכים היא מאפשרת לבני אדם ודו-רגליים אחרים להתעלות במהירותם על בעלי החיים הארבע-רגליים על פי השערת ריצת הסיבולת.[5]
בעלי-חיים דו-רגליים
הרוב הגדול של בעלי-החיים הם בעלי ארבע רגליים שמשמשות לתנועה, כאשר רק קומץ של חיות הן דו-רגליות. בני אדם, גיבונים ועופות גדולים הולכים על ידי הרמת רגל אחת בכל פעם. לעומת זאת, עופות קטנים יותר, למורים ומכרסמים דו-רגליים נעים על ידי קפיצה על שתי הרגליים בו זמנית. קנגורואים של עצים מסוגלים ללכת או לקפוץ, לרוב הם מחליפים רגליים לסירוגין כאשר הם נעים על העצים וקופצים על שתי הרגליים בו זמנית כאשר הם על הקרקע.
עופות
כל העופות הן דו-רגליים כאשר הם על הקרקע. עם זאת, לגוזלי ההואצין טפרים בכנפיים שהם משתמשים בהם לצורך טיפוס.
יונקים
מספר קבוצות של יונקים קיימים פיתחו באופן עצמאי דו-רגליות כצורת תנועתם העיקרית - למשל בני אדם, פנגולינים ענקיים, מינים רבים של מכרסמים קופצים וקנגוריים. תנועה דו-רגלית שכיחה פחות בקרב יונקים, שרובם משתמשים בארבע רגליים. לכל הפרימטים יש יכולת לתנועה דו-רגלית, אם כי רוב המינים משתמשים בארבע רגליים לתנועה ביבשה. קנגוריים (קנגורו, וולאבי וקרוביהם), ועכברים מקפצים נעים על ידי קפיצות, ומעט מאוד יונקים דו-רגליים פרט לפרימטים נעים על ידי הליכה. יוצאים מן הכלל הם פנגולין הכף ובנסיבות מסוימות קנגורו אילני.[6]
פרימטים
רוב בעלי החיים הדו-רגליים נעים עם גב מאוזן, ומשתמשים בזנבם הארוך כדי לאזן את משקל גופם המוטה קדימה. הגרסה הפרימטית של תנועה דו-רגלית יוצאת דופן מכיוון שהגב קרוב להיות זקוף (אצל בני אדם הוא זקוף לחלוטין), והזנב עשוי להיעדר לחלוטין. פרימטים רבים יכולים לעמוד זקוף על רגליהם האחוריות ללא כל תמיכה. שימפנזים מצויים, בונובו, גיבונים[7] ובבונים[8] מציגים צורות תנועה דו-רגליות מגוונות.
בני האדם הם הפרימטים היחידים שנעים רוב הזמן על שתי רגליים, בזכות עיקום נוסף בעמוד השדרה שמייצב את העמידה הזקופה, כמו גם זרועות קצרות יותר ביחס לרגליים לעומת הקופים הגדולים הלא אנושיים.
פיזיולוגיה
תנועה דו-רגלית מתרחשת במספר דרכים, ודורשת התאמות מכניות ונוירולוגיות רבות. חלק מאלה מתוארים להלן.
ביומכניקה
עמידה
דרכים חסכוניות באנרגיה לעמוד על שתי רגליים כרוכות בהתאמה מתמדת של האיזון. הקשיים הקשורים בעמידה פשוטה אצל בני אדם מודגשים למשל על ידי הסיכון המוגבר לנפילות בקרב קשישים, שנוצר אפילו בהפחתה קטנה ביותר של יעילות מערכות הבקרה של הגוף.
יציבות הכתפיים
יציבות הכתפיים פוחתת עם התפתחות הדו-רגליות. ניידות הכתפיים תגבר, מכיוון שהצורך בכתף יציבה קיים רק בבתי גידול מיוערים. ניידות הכתפיים תתמוך בהתנהגויות תנועה מותחות שנמצאות בדו-רגליות האנושית. השכמות משוחררות מנשיאת משקל, מה שהופך את הכתף לעדות להתפתחות הדו-רגליות.[9]
הליכה
ההליכה מאופיינת בתנועת "מטוטלת הפוכה" בה מרכז הכובד קופץ מעל רגל נוקשה אחרת בכל צעד. מודל זה חל על כל האורגניזמים המהלכים ללא קשר למספר הרגליים, ולכן תנועה דו-רגלית אינה שונה מבחינת הקינטיקה של כל הגוף.
אצל בני אדם ההליכה מורכבת מכמה תהליכים נפרדים:[10]
- התכופפות מעל הרגל העומדת.
- תנועה בליסטית פסיבית של הרגל המתנדנדת.
- דחיפה קצרה מהקרסול לפני כף הרגל שמניעה את הרגל המתנדנדת.
- סיבוב הירכיים סביב ציר עמוד השדרה, להגדלת אורך הצעד.
- סיבוב הירכיים סביב הציר האופקי לשיפור האיזון בזמן העמידה.
ריצה
הריצה מתאפיינת בתנועת מסה קפיצית.[10] אנרגיה קינטית ופוטנציאלית משמשות בשילוב, והאנרגיה מאוחסנת ומשוחררת מהגפה שמתפקדת כקפיץ במהלך מגע כף הרגל עם הקרקע. שוב, הקינטיקה בגוף כולו דומה לבעלי חיים עם יותר גפיים.[11]
שרירים
דו-רגליות מחייבת שרירי רגליים חזקים במיוחד, במיוחד בירכיים. הניגוד הזה בולט אצל תרנגולות למשל בין הרגליים השריריות, מול הכנפיים הקטנות והגרומות. בצורה דומה אצל בני אדם, השריר הארבע ראשי ושרירי האגן של הירך הם שניהם כה חשובים לפעילות דו-רגלית, עד שכל אחד מהם לבדו גדול בהרבה משרירי הזרוע המפותחים היטב.
נשימה
לדו-רגליים יש יכולת לנשום תוך כדי ריצה, ללא צימוד חזק למחזור הצעדים. בני אדם בדרך כלל נושמים נשימה אחת בכל צעד, כאשר המערכת האירובית שלהם מתפקדת. במהלך מאוץ, המערכת האנאירובית נכנסת לפעולה והנשימה לא מאיצה עד שהמערכת האנאירובית כבר לא יכולה לספק את האנרגיה הדרושה.
רובוטים דו-רגליים
במשך כמעט כל המאה העשרים, רובוטים דו-רגליים היו קשים מאוד לבנייה ותנועת רובוטים הייתה כרוכה רק בגלגלים, בזחלים, או ברגליים מרובות. כוח המחשוב הזול והקומפקטי בזמן האחרון הפך את הרובוטים הדו-רגליים למעשיים יותר. חלק מהרובוטים הבולטים המצויים הם אסימו, הובו, מייבל, וקריו. לאחרונה, החלו עובדים על רובוטים כאלה שמשתמשים בעקרונות שנאספו ממחקרים על תנועה אנושית ושל בעלי חיים, הנשענים לעיתים קרובות על מנגנונים פסיביים כדי למזער את צריכת החשמל.
ראו גם
קישורים חיצוניים
שגיאות פרמטריות בתבנית:בריטניקה
פרמטרי חובה [ 1 ] חסרים
הערות שוליים
- ^ Stewart, D. (2006-08-01). "A Bird Like No Other". National Wildlife. National Wildlife Federation. אורכב מ-המקור ב-2012-02-09. נבדק ב-2014-05-30.
- ^ Davies, S.J.J.F. (2003). "Birds I Tinamous and Ratites to Hoatzins". In Hutchins, Michael (ed.). Grzimek's Animal Life Encyclopedia. Vol. 8 (2nd ed.). Farmington Hills, MI: Gale Group. pp. 99–101. ISBN 978-0-7876-5784-0.
- ^ Garland, T. Jr. (1983). "The relation between maximal running speed and body mass in terrestrial mammals" (PDF). Journal of Zoology, London. 199 (2): 157–170. doi:10.1111/j.1469-7998.1983.tb02087.x.
- ^ Sharp, N.C.C. (1997). "Timed running speed of a cheetah (Acinonyx jubatus)". Journal of Zoology. 241 (3): 493–494. doi:10.1111/j.1469-7998.1997.tb04840.x.
- ^ Bramble, Dennis M.; Lieberman, Daniel E. (2004-11-18). "Endurance running and the evolution of Homo". Nature. 432 (7015): 345–352. Bibcode:2004Natur.432..345B. doi:10.1038/nature03052. ISSN 1476-4687. PMID 15549097.
- ^ Prideaux, Gavin J.; Warburton, Natalie M. (2008). "A new Pleistocene tree-kangaroo (Diprotodontia: Macropodidae) from the Nullarbor Plain of south-central Australia". Journal of Vertebrate Paleontology. 28 (2): 463–478. doi:10.1671/0272-4634(2008)28[463:ANPTDM]2.0.CO;2. אורכב מ-המקור ב-2011-10-19. נבדק ב-2011-10-18.
- ^ Aerts, Peter; Evie E. Vereeckea; Kristiaan D'Aoûta (2006). "Locomotor versatility in the white-handed gibbon (Hylobates lar): A spatiotemporal analysis of the bipedal, tripedal, and quadrupedal gaits". Journal of Human Evolution. 50 (5): 552–567. doi:10.1016/j.jhevol.2005.12.011. PMID 16516949.
- ^ Rose, M.D. (1976). "Bipedal behavior of olive baboons (Papio anubis) and its relevance to an understanding of the evolution of human bipedalism". American Journal of Physical Anthropology. 44 (2): 247–261. doi:10.1002/ajpa.1330440207. PMID 816205. אורכב מ-המקור ב-2013-01-05.
- ^ Sylvester, Adam D. (2006). "Locomotor Coupling and the Origin of Hominin Bipedalism". Journal of Theoretical Biology. 242 (3): 581–590. doi:10.1016/j.jtbi.2006.04.016. PMID 16782133.
- ^ 10.0 10.1 McMahon, Thomas A. (1984). Muscles, reflexes, and locomotion. ISBN 978-0-691-02376-2.
- ^ Biewener, Andrew A.; Daniel, T. (2003). A moving topic: control and dynamics of animal locomotion. Biology Letters. Vol. 6. pp. 387–8. doi:10.1098/rsbl.2010.0294. ISBN 978-0-19-850022-3. PMC 2880073. PMID 20410030.
29688701דו-רגליות