8 Minutės
Kengūros praktiškai tapusios sinonimu šuoliams per Australijos atvirus kraštovaizdžius. Tačiau Pleistoceno epochoje žemyną gyveno kengūrų giminaičiai, tokie dideli, kad šiandieninės raudonosios kengūros atrodytų santūrios. Daug dešimtmečių daugelis mokslininkų manė, jog šie sunkiasvoriai torakarai buvo per dideli, kad saugiai galėtų šokinėti. Nauji fosilijų tyrimai pateikia kiek netikėtą hipotezę: net milžiniškos kengūros greičiausiai sugebėjo atlikti lustinius šuolius — trumpas, bet praktines spragas judėjimo repertuare.
Pleistoceno sunkiasvorė figūra ir šiuolaikinė mįslė
Australijos išnykusi megafauna apėmė išpūstas pažįstamų gyvūnų versijas, ir kengūros čia nebuvo išimtis. Viena didžiausių žinomų rūšių, Procoptodon goliah, dažnai vertinama, jog galėjo siekti apie 2 metrų ūgio ir sverti iki maždaug 250 kilogramų (apie 550 svarų). Palyginimui, šiuolaikinė didelė raudonoji kengūra gali sverti apie 80–90 kilogramų — skirtumas kūno mase yra reikšmingas ir kelia klausimų apie judėjimo mechaniką.
Toks dydis ilgą laiką kėlė dilemą paleobiologijoje: ar toks sunkus gyvūnas galėjo įvykdyti didelio smūgio mechaniką, reikalingą šokinėjimui, neperkraunant Achilo sausgyslės ir nepažeidžiant pėdų bei kulkšnių? Kengūrų šokinėjimas nėra paprastas „šuolis“ — tai specializuota lokomocijos forma, kurioje elastingos sausgyslės, ypač Achilo, kaupia ir išskiria energiją kaip biologiniai spyruoklės. Priartinus šią sistemą prie tam tikros ribos, jėgos gali tapti labai intensyvios ir pavojingos audiniams.
Dėl šios priežasties daugelis rekonstrukcijų siūlė, jog milžiniškos kengūros daugiausia judėjo labiau išsitiesus, lyg vaikščiotų — kartais tai apibūdinta kaip keistai žmogiškas ėjimo stilius. Naujas tyrimas prideda niuansų prie šio vaizdinio ir rodo, kad galimi alternatyvūs scenarijai, paremti anatominiais požymiais.
Kaip mokslininkai tikrino „ar jos galėjo šokinėti?“ klausimą
Tyrėjų komanda iš Mančesterio universiteto ir Bristolio universiteto Jungtinėje Karalystėje kartu su Melburno universiteto specialistais Australijoje pasirinko išsamesnį anatominių požymių tyrimo kelią, o ne vien bendras prielaidas apie dydį. Mokslininkai palygino galūnių kaulus iš 63 kengūrų ir valabijų rūšių, apimančių tiek šiuolaikines formas, tiek išnykusius pavidalus. Duomenų rinkinyje buvo 94 modernių egzempliorių ir 40 fosilinių pavyzdžių, suteikusių plačią perspektyvą, kaip kaulų sandara koreliuoja su lokomocija.
Pagrindinė idėja buvo paprasta: jei milžiniškos kengūros šokinėjo, jų skeletas turėtų turėti reikiamą „aparatinę įrangą“, kad atlaikytų šokinėjimo jėgas. Tyrėjai naudojo šiuolaikines kengūras kaip atskaitos tašką, vertindami, kokio storio ir pločio Achilo sausgyslė (bei gretimos sausgyslės) turėjo būti išnykusiems gigantiškiems gyvūnams, kad jos galėtų toleruoti šokinėjimo sukeltus įtempimus. Tada jie ištyrė fosilinius kulnų kaulus, ar pritvirtinimo taškai — sritys, kur sausgyslės prisitvirtina — buvo pakankamai dideli ir tvirti palaikyti reikalingo diametro sausgysles.
Mokslininkai ypatingą dėmesį skyrė ketvirtajam pėdos vidurinio kaulo — metatarzalo — segmentui, ilgai pėdos daliai, kuri yra ypač jautri šokinėjimo metu, nes gali lenktis dideliu apkrovimu. Išmatuodami šių kaulų ilgį ir skersmenį, tyrėjai įvertino, ar išnykusių kengūrų pėdos buvo mechanikos požiūriu pritaikytos atsispirti lenkimo stresui iki lūžio ribos.
Be kiekybinių matavimų, komanda įvertino morfologinius požymius: kulnų iškilumas, sausgyslių pritvirtinimo paviršiaus platumas, metatarzalo krypiniai bruožai ir bendras kojos mechaninis santykis su kūno mase. Toks kompleksinis metodas leido susieti fosilinius duomenis su žinomais judėjimo modeliais gyvose rūšyse ir sukurti labiau pagrįstą rekonstrukciją nei vien bendras svorio skalavimas.
Stiprios sausgyslės, sustiprintos pėdos ir lankstesnė ekologija
Anatominiai rezultatai rodo kryptį: tiriamos išnykusios rūšys, atrodo, buvo statytos taip, kad galėtų šokinėti. Jų kulnų kauluose matomi pritvirtinimo taškai atitiko dideles ir galingas sausgysles. Ketvirtieji metatarzalai pasirodė pakankamai tvirti, kad atlaikytų lenkimo įtampas, susijusias su šokinėjimu, o tai leidžia manyti, jog likusi užpakalinės galūnės struktūra galėjo tvarkytis su aukštomis apkrovomis.
Tai nereiškia, kad šios megafaunos kengūros ištisas dienas leido šokinėdamos per lygumas taip, kaip dažnai matome šiuolaikines kengūras. Tyrėjai siūlo, kad šokinėjimas greičiausiai buvo vienas iš įrankių platesniame „lokomotoriniame repertuare“ — naudingas, kai reikėjo, o ne nuolatinis judėjimo būdas. Praktiniu požiūriu tai galėjo reikšti, kad jos daugiausiai ėjo lėčiau ar klajojo, o tada perjungdavo į trumpus šuolius, norėdamos pereiti per nelygų reljefą, įveikti kliūtis ar pabėgti nuo plėšrūnų.
Komanda savo publikacijoje pažymi: „Nors šokinėjimas galėjo nebūti jų pagrindinis judėjimo būdas, mūsų atradimai rodo, kad jis galėjo būti platesnio lokomotorinio repertuaro dalimi, pavyzdžiui, trumpoms pagreitintoms atkarpoms.“ Tokia niuansuota perspektyva leidžia geriau suprasti gyvūnų elgseną ir energijos vartojimo strategijas tokioje dinamiškoje aplinkoje kaip Pleistocenas.
Todėl verta akcentuoti biomechaninius niuansus: net jei šokinėjimas buvo naudojamas rečiau, jis turėjo būti techniškai veiksmingas ir saugus. Didelės sausgyslės sugeba kaupti ir grąžinti energiją efektyviau nei raumenys vieni, o tai ypač svarbu sunkiems gyvūnams, kuriems pastovus raumenų darbas būtų energetiškai brangus. Todėl evoliucinė taktika — išlaikyti galingą, bet ne nuolatinį šokinėjimo mechanizmą — būtų logiška strategija megafaunai.
Kodėl tai svarbu fosilijoms, biomechanikai ir evoliucijai
Toks darbas yra sankirtoje tarp fosilinės anatomijos, biomechanikos ir evoliucinės biologijos. Jis demonstruoja, kodėl vien kūno masės skaičiavimas negali pilnai nuspėti, kaip judėjo išnykęs gyvūnas. Sausgyslių pritvirtinimo vietos, kaulų geometrija ir atsparumas stresui gali išsaugoti gyvybiškai svarbias užuominas apie elgseną — ypač kai tyrėjai susieja fosilinius matavimus su gyvų rūšių, kurių lokomocija yra žinoma, duomenimis.
Tyrimas taip pat sustiprina platesnę paleontologinę pamoką: evoliucija dažnai vertina universalumą ir lankstumą. Net kai kai kurios kengūrų linijos Pleistocene pasiekė išskirtinį dydį, jos galėjo visiškai neatsisakyti šokinėjimo. Vietoj to, jos galbūt išlaikė šią galimybę kaip aukštos našumo parengtį — evoliucinę „atsarginę pavarą“ momentams, kai ėjimas nebeužtikrindavo pakankamo greičio ar manevringumo.
Be to, šie rezultatai turi platesnes pasekmes rekonstrukcijoms ir ekologiniam supratimui. Pavyzdžiui, gebėjimas atlikti trumpus šuolius galėjo paveikti, kaip šie gyvūnai migruodavo, ieškojo maisto ar reagavo į klimato svyravimus. Tai taip pat įtraukia plėšrūnų elgseną — jei milžiniškos kengūros galėjo staigiai pagreitinti, tai galėjo keisti plėšrūnų medžioklės strategijas ir bendrą maisto grandinės dinamiką Pleistoceno Australo faunoje.
Galiausiai, tai primena tyrėjams ir plačiajai visuomenei, jog fosilijų interpretacijos turi būti grindžiamos kelių disciplinų įžvalgomis: morfometrija, biomechaninis modeliavimas, palyginamoji anatomija ir ekologinė kontekstualizacija kartu suteikia patikimesnius rekonstrukcijų pagrindus.
Perspektyvos ir tolesni tyrimai: nors šis darbas žymi pažangą suprantant megafaunos lokomociją, yra keletas sričių, kur reikėtų papildomų tyrimų. Dinaminiai modeliai, imituojantys kūno svorio paskirstymą ir sausgyslių elastingumą, galėtų patikslinti, kokiais greičiais ir kokių trukmių intervalais šokinėjimas buvo saugus. Taip pat dantų ir žandikaulio analizės kartu su pėdų slėgio žymenimis galėtų atskleisti, ar šie gyvūnai daugiau laiko praleisdavo vaikščiodami dėl maitinimosi strategijų ar dėl kitų ekologinių priežasčių.
Apibendrinant, vaizdinys apie Pleistoceno milžinus tampa kompleksiškesnis: ikoniniai šuoliai gali būti ne tik šiuolaikinių kengūrų privilegija, bet ir rečiau, bet reikšmingai, milžiniškų giminaičių judėjimo repertuaro dalis.
Konkretesni techniniai pastebėjimai ir žinios apie lokomociją
Techniniu požiūriu verta paminėti kelis konkrečius aspektus, kurie padeda geriau suvokti šio tyrimo patikimumą. Pirma, sausgyslių pritvirtinimo vietų plotas (enthesiologiniai požymiai) koreliuoja su sausgyslių skersmeniu ir jėga moderniose kengūrose — tai leidžia pasitikėti analogija, kai tiriamos fosilijos. Antra, metatarzalo skersmens ir ilgio santykis yra patikimas mechaninis rodiklis, nurodantis gebėjimą atlaikyti lenkimą; didesnis skersmuo santykyje su ilgiu sumažina lūžio riziką esant nulemtoms apkrovoms.
Be to, svarbu pripažinti, kad šokinėjimo mechanika apima ne vien sausgysles ir kaulus, bet ir raumenų masę bei jos išsidėstymą, pėdos minkštųjų audinių struktūrą ir bendrą gyvūno masės centro kontrolę. Nors minkštųjų audinių duomenys iš fosilijų išsaugomi retai, kauliniai požymiai ir palyginimai su gyvomis rūšimis leidžia daryti pagrįstas prielaidas apie šiuos elementus.
Tyrimas taip pat kreipia dėmesį į energetikos aspektus: sausgyslių energijos saugojimas ir grąžinimas daro šokinėjimą energetiškai efektyvesniu už raumenų varomą ėjimą esant tam tikroms greičio riboms. Todėl evoliucinė priežastis išlaikyti šokinėjimo „parinktį“ net ir didelėms rūšims yra pagrįsta energijos taupymo logika, ypač tose ekosistemose, kur maisto ištekliai galbūt buvo sezoniniai.
Išvados ir platesnės reikšmės
Šis tyrimas praplečia mūsų supratimą apie Pleistoceno kengūras ir megafauną apskritai. Jis parodo, kad net radikaliai padidintas kūno dydis nebūtinai reiškia vieno judėjimo būdo praradimą — evoliucija dažnai išlaiko arba modifikuoja gebėjimus, kad suteiktų rūšims didesnį pritaikomumą pokyčiams. Tokiu būdu milžiniškos kengūros galėjo išsaugoti šokinėjimo galimybę kaip taktinius trumpalaikius manevrus, prisitaikydamos prie Pleistoceno aplinkos ir grėsmių.
Galutinė mintis — ikoniškas kengūros šuolis nebuvo vien šiuolaikinių rūšių atributas: jis galėjo priklausyti ir milžinams, tik pasireikšti kitaip — rečiau, trumpiau ir labiau pritaikytai energetiniams bei ekologiniams poreikiams. Toks požiūris praturtina mūsų rekonstrukcijas ir skatina tolesnius tarpdisciplininius tyrimus, siekiant dar tiksliau atkurti praeities faunos elgseną.
Šaltinis: nature
Palikite komentarą