La locomoción de aletas y aletas ocurre principalmente en la locomoción acuática y rara vez en la locomoción terrestre . De los tres estados comunes de la materia: gas, líquido y sólido, estos apéndices están adaptados para líquidos, principalmente agua dulce o salada y se utilizan en la locomoción, dirección y equilibrio del cuerpo. La locomoción es importante para escapar de los depredadores, adquirir comida, encontrar parejas y enterrar para refugiarse, anidar o comer. La locomoción acuática consiste en nadar, mientras que la locomoción terrestre comprende caminar, "usar muletas", saltar, cavar y cubrirse. Algunos animales como las tortugas marinas y los saltamontes use estos dos entornos para diferentes propósitos, por ejemplo, usar la tierra para anidar y el mar para cazar comida.
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( Periophthalmus gracilis )
Locomoción acuática con aletas y aletas
Locomoción acuática de peces
Los peces viven en hábitats de agua dulce o salada y algunas excepciones pueden llegar a la tierra ( saltamontes ). La mayoría de los peces comen focas, llamadas miómeros , a lo largo de cada lado del cuerpo. Para nadar, contraen alternativamente un lado y relajan el otro en una progresión que va desde la cabeza hasta la cola. De esta manera, se produce una locomoción ondulatoria , primero doblando el cuerpo en una dirección en una onda que viaja hacia abajo por el cuerpo, y luego hacia atrás en la otra dirección, con los músculos que se contraen y relajan cambiando de roles. Usan sus aletas para impulsarse a través del agua en este movimiento de natación. Actinopterigios , los peces con aletas radiadas muestran un patrón evolutivo de fina capacidad de control para controlar el lóbulo dorsal y ventral de la aleta caudal . [1] A través de cambios en el desarrollo, se agregaron músculos caudales intrínsecos, que permiten a los peces exhibir maniobras tan complejas como el control durante la aceleración, el frenado y el retroceso. Los estudios han demostrado que los músculos de la aleta caudal tienen patrones de actividad independientes de la musculatura miotomal. Estos resultados muestran roles cinemáticos específicos para diferentes partes de la musculatura del pez. Un curioso ejemplo de adaptación de los peces es el pez luna , también conocido como Mola mola . [2] Estos peces han experimentado cambios de desarrollo significativos que reducen su médula espinal, dándoles una apariencia de disco e invirtiendo en dos aletas muy grandes para la propulsión. Esta adaptación generalmente les da la apariencia de que son tan largos como altos. También son peces increíbles, ya que tienen el récord mundial de aumento de peso desde alevines hasta adultos (60 millones de veces su peso).
Locomoción acuática de mamíferos marinos
Los mamíferos nadadores, como ballenas , delfines y focas , usan sus aletas para avanzar a través de la columna de agua. Durante la natación, los leones marinos tienen una fase de empuje, que dura aproximadamente el 60% del ciclo completo, y la fase de recuperación dura el 40% restante. La duración de un ciclo completo dura entre 0,5 y 1,0 segundos. [3] El cambio de dirección es una maniobra muy rápida que se inicia con el movimiento de la cabeza hacia la espalda del animal, seguido de un giro en espiral con el cuerpo. Debido a que sus aletas pectorales están ubicadas tan cerca de su centro de gravedad , los leones marinos son capaces de mostrar una maniobrabilidad asombrosa en la dirección de cabeceo , balanceo y guiñada y, por lo tanto, no están restringidos, girando estocásticamente como les plazca. [4] Se plantea la hipótesis de que el mayor nivel de maniobrabilidad es causado por su complejo hábitat. La caza ocurre en entornos difíciles que contienen comunidades rocosas costeras / de bosques de algas marinas , con muchos nichos para que las presas se escondan, por lo que requieren velocidad y maniobrabilidad para la captura. Las complejas habilidades de un león marino se aprenden temprano en la ontogenia y la mayoría se perfecciona cuando los cachorros cumplen un año. [5] Las ballenas y los delfines son menos maniobrables y más restringidos en sus movimientos. Sin embargo, los delfines son capaces de acelerar tan rápido como los leones marinos, pero no son capaces de girar tan rápida y eficientemente. Tanto para las ballenas como para los delfines, su centro de gravedad no se alinea con sus aletas pectorales en línea recta, lo que provoca un patrón de natación mucho más rígido y estable.
Locomoción acuática de reptiles marinos
Los reptiles acuáticos como las tortugas marinas utilizan predominantemente sus aletas pectorales para propulsar a través del agua y sus aletas pélvicas para maniobrar. Durante la natación, mueven sus aletas pectorales en un movimiento de aplauso debajo de su cuerpo y las jalan hacia arriba en una posición de avión, provocando un movimiento hacia adelante. Durante el movimiento de natación, es muy importante que giren su aleta frontal para disminuir el arrastre a través de la columna de agua y aumentar su eficiencia. [6] Las tortugas marinas exhiben un conjunto natural de habilidades de comportamiento que las ayudan a dirigirse hacia el océano, así como a identificar la transición de la arena al agua después de la eclosión. Si se gira en la dirección de cabeceo, guiñada o balanceo, las crías son capaces de contrarrestar las fuerzas que actúan sobre ellas corrigiendo con sus aletas pectorales o pélvicas y redirigiéndose hacia el mar abierto. [7]
Locomoción terrestre
Locomoción terrestre de los peces
La locomoción terrestre plantea nuevos obstáculos como la gravedad y los nuevos medios, que incluyen arena, barro, ramitas, troncos, escombros, hierba y muchos más. Las aletas y las aletas son apéndices adaptados al agua y, por lo general, no son muy útiles en un entorno así. Se podría plantear la hipótesis de que los peces intentarían "nadar" en tierra, pero los estudios han demostrado que algunos peces evolucionaron para adaptarse al medio terrestre. Los saltabarros, por ejemplo, demuestran un modo de andar con "muletas" que les permite "caminar" sobre superficies embarradas, así como cavar madrigueras para esconderse. Los saltadores del barro también pueden saltar distancias de hasta 3 cm. Este comportamiento se describe como comenzar con una curvatura en J del cuerpo en aproximadamente 2/3 de la longitud de su cuerpo (con la cola envuelta hacia la cabeza), seguida de un enderezamiento de su cuerpo que los propulsa como un proyectil a través del aire. [8] Este comportamiento les permite hacer frente al nuevo entorno y abre su hábitat a nuevas fuentes de alimento, así como a nuevos depredadores.
Locomoción terrestre de reptiles marinos
Los reptiles, como las tortugas marinas, pasan la mayor parte de su vida en el océano. Sin embargo, su ciclo de vida requiere que las hembras lleguen a la orilla y pongan sus nidos en la playa. En consecuencia, las crías emergen de la arena y tienen que correr hacia el agua. Dependiendo de su especie, se describe que las tortugas marinas tienen una marcha simétrica (las extremidades diagonalmente opuestas se mueven juntas) o una marcha asimétrica (las extremidades contralaterales se mueven juntas). [9] Por ejemplo, las crías de tortuga boba se ven comúnmente exhibiendo un andar simétrico sobre la arena, mientras que las tortugas laúd emplean el andar asimétrico mientras están en tierra. En particular, las tortugas laúd emplean más sus aletas frontales (pélvicas) durante la locomoción terrestre hacia adelante. Las tortugas marinas se pueden ver anidando en las playas tropicales y subtropicales de todo el mundo y exhiben comportamientos tales como arribada ( comportamiento animal colectivo ). Este es un fenómeno que se observa en las tortugas lora de Kemp, que emergen todas a la vez en una noche solo en la playa para poner sus nidos.
Ver también
- Locomoción animal
- Cinemática
- Locomoción terrestre
Referencias
- ^ Flammang, BE y Lauder, GV 2008. Modulación y control de la forma de la aleta caudal durante las maniobras de aceleración, frenado y retroceso en el pez luna bluegill, Lepomis macrochirus . JEB, 212: 277-286.
- ^ Watanabe, Y. y Sato, K. 2008. Simetría dorsoventral funcional en relación con la natación basada en levantamiento en el océano Sunfish Mola mola . PLoS ONE 3 (10): 1–7.
- ^ Godfrey, SJ 1985. Observaciones adicionales de locomoción subacuática en el león marino de California ( Zalophus californianus ). Mamíferos acuáticos, 11.2: 53-57.
- ^ Fish, FE, Hurley, J. y Costa, DP 2003. Maniobrabilidad del león marino Zalophus califonianus : rendimiento de giro de un diseño de cuerpo inestable. JEB. 206: 667–674.
- ^ Chechina, ON, Kovalenko, YV, Kulagina, OA y Mikhailenko, AA 2004. Desarrollo de la locomoción en leones marinos Eumetopias jubatus en Ontogénesis temprana. J. Evol. BChem. y Physiol. 40 (1): 55–59.
- ^ Renous, S. y Bels, V. 1993. Comparación entre la locomoción acuática y terrestre de la tortuga laúd ( Dermochelys coriacea ). J. Zool. Lond. 230: 357–378.
- ^ Avens, L., Wang, JH, Johnson, S., Dukes, P. y Lohman, KJ 2003. Respuesta de tortugas marinas recién nacidas al desplazamiento rotacional. JEB, 288: 111-124.
- ^ Swanson, BO y Gibb, AC 2004. Cinemática de respuestas de escape acuáticas y terrestres en saltamontes. JEB, 207: 4037–4044.
- ^ Wyneken, J. 1997. Locomoción de tortugas marinas: mecanismos, comportamiento y energía. en CRC Press (ed. de Lutz, PL y Musick, JA) 165-198.
Otras lecturas
- Vogel, Steven (1994) La vida en fluidos en movimiento : la biología física del flujo. 2ª ed. Prensa de la Universidad de Princeton, Princeton, Nueva Jersey. ISBN 0-691-03485-0
- McNeill Alexander, Robert. (2003) Principios de locomoción animal . Prensa de la Universidad de Princeton, Princeton, Nueva Jersey ISBN 0-691-08678-8
enlaces externos
- http://www.people.fas.harvard.edu/~glauder/
- https://web.archive.org/web/20040804153413/http://darwin.wcupa.edu/%7Ebiology/fish/
- http://www.cbid.gatech.edu/
- http://seaturtle.org/
- http://www.ap.gatech.edu/Chang/Lab/APPH6232.html
- La investigación para esta entrada de Wikipedia se realizó como parte de un curso de Neuromecánica de la Locomoción (APPH 6232) ofrecido en la Escuela de Fisiología Aplicada de Georgia Tech.