ヘビは直線的に這うことができます。
シンシナティ大学の生物学者ブルース ジェイン氏は、ヘビがトンネルを列車のように前進できる方法を正確に理解するために、ヘビの運動の仕組みを研究しています。 「
「くねくねせずに這う」と題した彼の研究は、12月にJournal of Experimental Biologyに掲載されました。
ヘビは通常、蛇のようなコイル状に脊椎を曲げたり、先端を使って物を押し退けることによって泳ぎ、登ったり這い上がります。
カリフォルニア大学の McMicken College of Arts & Sciences の生物科学教授である Jayne は、すでに、コンチェルティーナ、蛇行、サイドワインディングという 3 種類のヘビの運動力学を解き明かしています。
この筋肉活動と皮膚運動の連携は、生物学者 H.W. Lissmann によって 1950 年に初めて調査されました。
「その種の運動がよく理解されないまま、ほぼ70年が経ちました」と、Jayne氏は語ります。
Jayne氏と彼の大学院生で共著者のSteven Newman氏は、1950年代の研究者が利用できなかった機器を使用してLissmann氏の仮説を検証しました。 ジェインは、高解像度のデジタルカメラを使ってボアコンストリクターを撮影し、特定の筋肉から発生する電気インパルスを記録しました。
ニューマンとジェインは、森の床を一直線に移動することで知られる大きな体のヘビ、ボアコンストリクターを研究に用いました。 彼らは、基準マークでハッシュ化された水平面を移動するヘビの高解像度ビデオを録画しました。
ヘビが前進するとき、腹部の皮膚は胸部や背部の皮膚よりもはるかに多く撓みます。
ヘビの筋肉は、頭から尻尾に向かって、驚くほど流動的でシームレスな方法で順次作動します。
「脊椎は一定の速度で前進します」と、ニューマンは言います。
「脊椎は一定の速度で前方に移動しています。
このような動きの利点は、げっ歯類や地下で過ごす他の動物を食べる捕食者にとっては明らかです。
「ヘビは穴蔵の祖先から進化しました。
この研究は、全米科学財団の助成金によって一部支援されました。
ジェインは、リスマンの1950年の記述はおおむね正しかったと述べています。
しかし、彼は、皮膚を短くする筋肉がヘビを前進させるメカニズムだと仮定しました。 彼はそれを間違っていたのです」とジェイン氏は言います。 「しかし、彼が研究を行った時間を考えると、どうやってそれを実現したのかに驚かされます。
産業界では、パイプラインやその他の水中機器を検査するロボットで、蛇の手足のない蛇行した動きを真似ようとしています。
「この研究は、ロボット工学に影響を与えることができます。 狭くて限られたスペースで直線的に動けるのは大きな利点でしょう。
直進運動は、他に驚くべきスピードを出せるヘビにとっては、ローギアなのです。
直交運動は、リラックスしているときだけ使うものです。
熱心なサイクリストであるJayneは、Rieveschlの研究室でサイクリングの生理学とバイオメカニクスを研究しています。 彼は、ライダーの心血管フィットネスの研究を続けています。
しかし、彼は常にヘビに最も魅了されてきました。 そのほとんどは、ヘビの行動や生物学の何らかの側面を研究したものです。
ジェインはカリフォルニア大学で脊椎動物学と人間の生理学、バイオメカニクスを教えています。
ジェインの生涯にわたるヘビへの興味は、これまで記録されていなかった多くの行動に対する鋭い洞察を科学にもたらしました。
彼はマレーシアでカニを食べるヘビを研究し、カリフォルニア大学の間に合わせの光学研究所でヘビの視覚の鋭さをテストしています。
その移動力の限界をテストすることによって、ジェインはヘビの複雑な運動制御についてもっと知ることができます。
「ヘビがさまざまな方向に移動し、3次元の複雑さをすべて処理できるのは、筋肉の神経制御に多様性や可塑性があるからです」と、ジェイン氏は語ります。 「
ジェインは、この洗練された運動制御が、ヘビの驚くべき変形にどのように寄与しているかについて、さらに学びたいと考えています。
「すべてのヘビが同じボディプランを持っているにもかかわらず、完全に水生のヘビ、平面上を移動するヘビ、水平面を移動するヘビ、登るヘビが存在します。 彼らはどこにでも行くのです」と彼は言いました。 「その理由は、筋肉をコントロールする方法が非常にたくさんあるからです。
ヘビの動きの4つのタイプ：
サーペンタイン（Serpentine）。
サーペンタイン：横方向のうねりとも呼ばれ、荒れた地面や水中でヘビが使う典型的な横方向の動きです。
コンチェルティナ：ヘビは交互にカーブに巻き付き、まっすぐになって前に進みます。
サイドワインディング：ヘビは、地面とわずかな接点を形成するために体を持ち上げるために、左右と垂直面の両方に波状に曲げます。
直腸性：ガラガラヘビが熱い砂を横切ったり、砂丘を登ったりするのに役立つ。 特殊な筋肉が蛇の腹部の皮膚を動かし、直線的に前進する。
直進性：特殊な筋肉がヘビの腹部の皮膚を動かし、直線的に前進させる。