馬は走行性草食動物と考えることができます。走行性生物とは、特に走ることに適応した生物です。動物は、速く走る能力(例:チーター)を持っているか、長距離を一定の速度で走ることができる(高い持久力)場合、走行性であるとみなされます。「走行性」は、特定の運動モードを分類するためによく使用され、さまざまな動物の行動や環境内での移動方法を調べる生物学者にとって役立ちます。走行性への適応は、形態学的特徴(例:有蹄類における側指の喪失)、生理学的特徴、最高速度、そして生活の中で走る頻度によって識別できます。走行性動物を具体的にどのように定義するかについては、多くの議論があります。[ 1 ] [ 2 ]最も受け入れられている定義には、走行性生物は長距離を高速で走ることに適応している、または短距離を急速に加速する能力を持っていると考えられるというものが含まれます脊椎動物の中で、体重が1kg未満の動物が走行動物とみなされることはほとんどなく、走行行動や形態は哺乳類において比較的大きな体重でのみ発生すると考えられている。[ 3 ]少数の哺乳類は「マイクロカーソル」と呼ばれ、体重が1kg未満で、同様のサイズの他の小動物よりも速く走る能力を持っている。[ 4 ]
クモのいくつかの種は、獲物を探して一日の大半を歩き回ることから、走行性であると考えられています。
走行適応
陸生脊椎動物
陸生脊椎動物における走行運動への適応には以下が含まれます
- 歩幅の増加:
- 四肢骨の長さの増加
- 趾行性または有蹄性立位の採用
- 哺乳類では鎖骨が失われ、肩甲骨が四肢とともに前後に動くようになり、歩幅が広くなります。
- 疾走中の脊椎屈曲の増加
- 末端肢重量の軽減(慣性モーメントを最小化するため)
- 近位筋の質量増加と遠位筋の質量減少
- 四肢の近位骨(腕または大腿骨)よりも遠位骨(手と足)の長さが長くなります。
- 遠位肢の腱が長い
- 矢状面の外側に手足を動かす能力が低下し、安定性が増します。
- 指の減少または喪失。
- 前腕を回内および回外する能力の喪失(より特殊なカーソル)
- 牽引力のための蹄、蹄のような爪、または鈍い爪(獲物を捕らえたり登ったりするための鋭い爪とは対照的)
典型的には、カーソル動物は細長い四肢を持ちますが、これは主に四肢の遠位要素(中足骨/中手骨)の伸長、側指の喪失または縮小、および趾行性または有蹄性の足の姿勢によって生じます。[ 1 ] [ 2 ] [ 5 ]これらの特徴により四肢の遠位部分の重量が軽減され、四肢をより速く振ることができると考えられています(慣性モーメントを最小限に抑えることにより)。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]胸帯と骨盤帯に筋肉が集中し、四肢に沿って徐々に筋肉が少なく腱が多くなるのは、四足歩行のカーソル動物(チーター、グレイハウンド、ウマなど)の特徴です。後肢の筋肉の分布が非常によく似ている非カーソル動物も存在し、例えばブレズモル(掘り出し物を食べる哺乳類)やヒトも存在します。これは、この走行性の解剖学的適応が後肢に限ったことではないことを示している。[ 11 ] [ 12 ]これらの基準に基づくと全ての有蹄類は走行性であると考えられるが、実際には走ることを習慣としない有蹄類も存在する。[ 13 ]四肢が長くなると歩幅が長くなるが、これは有蹄類のより広い行動圏や採餌パターンとより相関関係にあると示唆されている。[ 14 ]歩幅は肩甲帯の可動性によっても長くなる可能性がある。一部の走行性哺乳類は鎖骨が縮小または欠損しており、これにより肩甲骨が胸郭を横切って前方にスライドすることができる。[ 8 ] [ 15 ] [ 16 ]
走行動物は、背骨上筋の弾性エネルギー貯蔵量が多い傾向があり、これにより、背腹面で脊柱が屈曲および伸展する際に弾性エネルギーを貯蔵することができる。[ 17 ]さらに、走行に適応した哺乳類の四肢は、高速で前進する際の安定性を高めるために背腹面(または矢状面)にとどまる傾向があるが、これは四肢が持つ横方向の柔軟性の量を妨げている。一部のネコ科動物は前腕を回内および回外させて速く走ることができるという点で特殊であるが、他のほとんどの四足走行動物はそうではない。[ 8 ]有蹄類とイヌ科動物は四肢の動きが制限されているため、走行運動にさらに特化していると考えられる。齧歯類の中には走行性動物とされるものもあり(例えば、マーラ、カピバラ、アグーチ)、他の走行性哺乳類と似た特徴を持っている。例えば、指が短い、四肢の近位部に遠位部よりも筋肉が多い、四肢がまっすぐで矢状方向を向いているなどである。[ 18 ]齧歯類の中には二足歩行で、素早く跳ねて移動できるものもあり、これは走行性ではなく 跳躍性または跳躍性と呼ばれる。
二足歩行の動物もいる。人間は二足歩行で、持久走に適した体格をしていると考えられている。鳥類のいくつかの種も走行動物であり、主に体格が大きい種(ダチョウ、レア、エミュー)が走行動物である。鳥類の歩幅の大部分は膝関節より下の運動から得られる。大腿骨は水平に位置し、膝関節は体の前方に位置するため、足が重心より下に位置するからである。[ 19 ]鳥類によって速度を上げる方法は2種類ある。足音の頻度を上げるか、歩幅を広げるかのどちらかである。[ 20 ] [ 21 ]また、いくつかの研究では、多くの獣脚類恐竜(具体的にはコエルロサウルス類)もある程度は走行動物であったことが明らかになっている。[ 2 ] [ 5 ]
クモ
クモは歩行時にバランスを保つため、片側の脚1と3、反対側の脚2と4を動かし、残りの4本の脚は地面につけます。より速く走るために、クモは歩幅の頻度を上げます。[ 22 ]
動植物分類群
いくつかの注目すべき分類群は走行性であり、その中には一部の哺乳類(クズリ類、オオカミ類、有蹄類、アグーチ類、カンガルー類など)や一部の恐竜(獣脚類、ダチョウなどの鳥類など)が含まれます。絶滅した主竜類の中にも走行性があり、ワニ形類のプリスティチャンプスス、ヘスペロスクス、そしてノトスクス亜科のいくつかの属が含まれます。
ハエトリグモやその他の網を張らないクモは、捕獲のチャンスを最大限にするために、一般的に一日中歩き回っています。[ 23 ]また、網を張るクモは脅かされると逃げます。[ 24 ]
多くのゴキブリ目昆虫は非常に敏感な走行脚を持っており、ワモンゴキブリのように風が吹くと逃げるほど特殊化していることもある。[ 25 ]
進化論において
獣脚類恐竜の走行性は、鳥類の飛行進化の基礎理論(走行性理論とも呼ばれる)の重要な部分を占めています。この理論は、鳥類の飛行前の祖先が樹上性であったという考えとは対照的で、飛翔器官は跳躍距離を長くし、機動性を向上させることで狩猟能力を向上させるために適応した可能性があると主張しています
関連項目
参考文献
- ^ a b Stein, BR; Casinos, A. (1997). 「走行性哺乳類とは何か?」. Journal of Zoology . 242 (1): 185–192 . doi : 10.1111/j.1469-7998.1997.tb02939.x . ISSN 1469-7998
- ^ a b c Carrano, MT (1999). 「カーソルとは何か?哺乳類と恐竜の運動習性を決定するカテゴリーと連続体」(PDF) . Journal of Zoology . 247 (1): 29– 42. doi : 10.1111/j.1469-7998.1999.tb00190.x . ISSN 1469-7998 .
- ^ Steudel, Karen; Beattie, Jeanne (1993). 「哺乳類における移動性のスケーリング」. Journal of Morphology . 217 (1): 55– 63. Bibcode : 1993JMorp.217...55S . doi : 10.1002 / jmor.1052170105 . ISSN 1097-4687 . PMID 8411186. S2CID 23878485 .
- ^ Lovegrove, Barry G.; Mowoe, Metobor O. (2014-04-15). 「哺乳類におけるミクロ行動の進化」 . Journal of Experimental Biology . 217 (8): 1316– 1325. doi : 10.1242/jeb.095737 . ISSN 0022-0949 . PMID 24436375 .
- ^ a bクームズ, Walter P. (1978). 「恐竜の行動適応に関する理論的側面」.四半期生物学レビュー. 53 (4): 393– 418. doi : 10.1086/410790 . ISSN 0033-5770 . JSTOR 2826581. S2CID 84505681 .
- ^ Payne, RC; Hutchinson, JR; Robilliard, JJ; Smith, NC; Wilson, AM (2005). 「馬(Equus caballus)における骨盤肢解剖の機能的特殊化」 . Journal of Anatomy . 206 (6): 557– 574. doi : 10.1111/j.1469-7580.2005.00420.x . ISSN 1469-7580 . PMC 1571521. PMID 15960766 .
- ^ Payne, RC; Veenman, P.; Wilson, AM (2005). 「馬の歩行運動における外在胸肢筋の役割」 . Journal of Anatomy . 206 (2): 193– 204. doi : 10.1111/j.1469-7580.2005.00353.x . ISSN 1469-7580 . PMC 1571467. PMID 15730484 .
- ^ a b c Hudson, Penny E.; Corr, Sandra A.; Payne-Davis, Rachel C.; Clancy, Sinead N.; Lane, Emily; Wilson, Alan M. (2011). 「チーター(Acinonyx jubatus)前肢の機能解剖学」 . Journal of Anatomy . 218 (4): 375– 385. doi : 10.1111/ j.1469-7580.2011.01344.x . ISSN 1469-7580 . PMC 3077521. PMID 21332715 .
- ^ Hudson, Penny E.; Corr, Sandra A.; Payne-Davis, Rachel C.; Clancy, Sinead N.; Lane, Emily; Wilson, Alan M. (2011). 「チーター(Acinonyx jubatus)後肢の機能解剖学」 . Journal of Anatomy . 218 (4): 363– 374. doi : 10.1111/j.1469-7580.2010.01310.x . ISSN 1469-7580 . PMC 3077520. PMID 21062282 .
- ^ Hudson, Penny E.; Corr, Sandra A.; Wilson, Alan M. (2012-07-15). 「チーター(Acinonyx jubatus)とレーシンググレーハウンド(Canis familiaris)の高速ギャロッピング:時空間的および運動学的特性」 . Journal of Experimental Biology . 215 (14): 2425– 2434. Bibcode : 2012JExpB.215.2425H . doi : 10.1242/jeb.066720 . ISSN 0022-0949 . PMID 22723482 .
- ^ Payne, RC; Crompton, RH; Isler, K.; Savage, R.; Vereecke, EE; Günther, MM; Thorpe, SKS; D'Août, K. (2006). 「類人猿とヒトの後肢の形態学的分析.I. 筋肉構造」 . Journal of Anatomy . 208 (6): 709– 724. doi : 10.1111/j.1469-7580.2005.00433.x-i1 . ISSN 1469-7580 . PMC 2100225. PMID 16761973 .
- ^ Sahd, L.; Bennett, NC; Kotzé, SH (2021). 「後足ドラミング:バチエルギダエ科3種の後肢の筋肉構造」 . Journal of Mammalian Evolution . 28 (2): 511– 525. doi : 10.1007/s10914-020-09527-4 . hdl : 2263/84516 . ISSN 1573-7055 .
- ^ Barr, W. Andrew (2014). 「ウシ科のレンゲの機能的形態学と生息地の関係:生態形態学における系統発生シグナルの制御」. Journal of Morphology . 275 (11): 1201– 1216. Bibcode : 2014JMorp.275.1201B . doi : 10.1002 / jmor.20279 . ISSN 1097-4687 . PMID 25042704. S2CID 19573938 .
- ^ Janis, Christine M.; Wilhelm, Patricia Brady (1993-06-01). 「第三紀に哺乳類の追跡捕食者は存在したのか? オオカミの化身とのダンス」. Journal of Mammalian Evolution . 1 (2): 103– 125. doi : 10.1007/BF01041590 . ISSN 1573-7055 . S2CID 22739360 .
- ^ヒルデブランド、ミルトン (1960). 「動物の走り方」.サイエンティフィック・アメリカン. 202 (5): 148–160 . Bibcode : 1960SciAm.202e.148H . doi : 10.1038/scientificamerican0560-148 . ISSN 0036-8733 . JSTOR 24940484. PMID 13852321 .
- ^ Seckel, Lauren; Janis, Christine (2008-05-30). 「小型歩行哺乳類における肩甲骨形態の収束:運動機能の特殊化に関する骨学的相関」. Journal of Mammalian Evolution . 15 (4): 261. doi : 10.1007/s10914-008-9085-7 . ISSN 1573-7055 . S2CID 22353187 .
- ^ガリス、フリートソン;キャリアー、デビッド R.アルフェン、ジョリス・ヴァン。ミジェ、スティーブン・D・ファン・ダー。ドーレン、トム・J・M・ヴァン。メッツ、ヨハンAJ;ブルック、クララ MA テン (2014-08-05)。「高速走行は哺乳類の脊柱の進化的変化を制限する」。米国科学アカデミーの議事録。111 (31): 11401–11406。Bibcode : 2014PNAS..11111401G。土井:10.1073/pnas.1401392111。ISSN 0027-8424。PMC 4128151。PMID 25024205。
- ^ Elissamburu, A.; Vizcaíno, SF (2004). 「テンジクネズミ目齧歯類(齧歯目:テンジクネズミ亜目)の四肢の比率と適応」. Journal of Zoology . 262 (2): 145– 159. doi : 10.1017/S0952836903004485 . ISSN 1469-7998 .
- ^ Jones, Terry D.; Farlow, James O.; Ruben, John A.; Henderson, Donald M.; Hillenius, Willem J. (2000年8月). 「二足歩行の主竜類における歩行性」(PDF) . Nature . 406 (6797): 716– 718. Bibcode : 2000Natur.406..716J . doi : 10.1038 /35021041 . ISSN 1476-4687 . PMID 10963594. S2CID 4395244 .
- ^ Abourachid, Anick; Renous, Sabine (2000). 「走鳥類(Paleognatiform)の二足歩行:走行性鳥類の例」. Ibis . 142 (4): 538– 549. doi : 10.1111/j.1474-919X.2000.tb04455.x . ISSN 1474-919X .
- ^ Abourachid, Anick (2000-11-01). 「鳥類の二足歩行:カモ科の陸生適応における機能パラメータの重要性」. Canadian Journal of Zoology . 78 (11): 1994– 1998. Bibcode : 2000CaJZ...78.1994A . doi : 10.1139/z00-112 . ISSN 0008-4301 .
- ^アンダーソン, DT (1998). 「鋏角類」. DTアンダーソン編著. 無脊椎動物学(第1版). オックスフォード大学出版局オーストラリア. p. 328. ISBN 0-19-553941-9。
- ^ Forster, Lyn M. (1977年11月). 「トリテ・アウリコマ(クモ目:サルティカエデ科)の幼虫の摂食行動に影響を与えるいくつかの要因」 .ニュージーランド動物学ジャーナル. 4 (4). ニュージーランド王立協会: 435–442 . doi : 10.1080/03014223.1977.9517967 . 2011年4月24日閲覧
- ^ Wilcox, R. Stimson; Jackson, Robert R. (1998). 「クモ食性ハエトリグモの認知能力」 . Balda, Russell P.; Pepperberg, Irene Maxine ; Kamil, Alan C. (編).自然界における動物の認知:実験室とフィールドにおける心理学と生物学の融合. Academic Press. p. 418. ISBN 978-0-12-077030-42011年5月23日閲覧
- ^ Camhi, JM; Tom, W. (1978). 「アメリカゴキブリの逃避行動」.比較生理学ジャーナル. 128 (3): 193– 201. doi : 10.1007/BF00656852 . S2CID 6958840 .