生体力学 樹上生息地では、動物が移動する際に数多くの機械的な課題が生じますが、それらはさまざまな方法で解決されてきました。これらの課題には、狭い枝の上を移動すること、傾斜を上り下りすること、バランスを取ること、隙間を越えること、障害物に対処することなどが含まれます。[ 1 ]
直径 木の枝のような狭い表面を移動することは、直径の小さい基質 上でバランスを取ることに適応していない動物にとって特別な困難を生じさせる可能性がある。地上を移動している間は、重心 の位置が左右に揺れることがある。しかし、樹上を移動している間は、重心が枝の端を超えて移動し、転倒する傾向が生じる。樹上動物の中には、直径の異なる枝の上を移動する必要があるだけでなく、これらの枝で食事をする必要もあるため、手を使って餌を食べながらバランスを取る能力が必要となる。このため、バランスを良くするために小さな枝にしっかりと掴まるための足掴みなど、さまざまなタイプの掴み方が生まれた。[ 2 ]
傾斜 樹上生息地では、枝は垂直を含む重力に対して角度をつけて配置されていることが多く、特別な問題が生じます。動物が傾斜した枝を登るとき、体を持ち上げるために重力に逆らわなければならず、動きが難しくなります。この困難を克服するために、多くの動物は四肢すべてで基質をつかみ、歩行 シーケンスの頻度を上げなければなりません。逆に、動物が下降するときも、下降を制御して落下を防ぐために重力に逆らわなければなりません。下降は多くの動物にとって特に問題となる可能性があり、高度に樹上性の種は、下降を制御するための特別な方法を持っていることがよくあります。動物が下降中に落下を防ぐ方法の1つは、摩擦と制動力を高めるために、四肢が基質と接触する量を増やすことです。[ 3 ]
バランス テナガザルは 腕が長いため、枝に簡単にぶら下がって掴まることができ、非常に優れた腕渡り能力を持っている。多くの枝の高さと、落下した場合の潜在的に悲惨な結果のため、バランスは樹上動物にとって最も重要なものです。水平または緩やかに傾斜した枝では、支持基底面が狭いため、横に傾くことが主な問題となります。枝が狭いほど、動物がバランスを取るのが難しくなります。急勾配または垂直の枝では、傾くことはあまり問題にならず、後ろに倒れたり、下に滑り落ちたりすることが最も起こりやすい失敗となります。[ 1 ] この場合、動物は前肢を後肢よりも枝の中心に近づけることができないため、直径の大きい枝はより大きな課題となります。
隙間を越える 樹上生活を送る動物の中には、食料や住処を探すために木から木へと移動する必要があるものもいる。木から木へと移動できるように、動物はさまざまな適応を進化させてきた。木が密集している地域では、単純な腕渡り で渡ることができる。木が密集していない地域では、動物は遠くまでジャンプしたり滑空したりするための特別な適応が必要となる。[ 4 ]
障害物 樹上生息地には、移動中の枝から伸びる枝や、動物が移動する必要のある空間を塞ぐ他の枝など、多くの障害物が存在することが多い。これらの障害物は移動を妨げる場合もあれば、移動を促進するための追加の接触点として使用される場合もある。障害物は四肢のある動物の移動を妨げる傾向があるが、[ 5 ] [ 6 ] ヘビにとってはアンカーポイントを提供することで利益となる。[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
解剖学的専門分野 樹上生物は、生息地を移動する際の機械的な課題に対処するために多くの特殊化を示している。[ 1 ]
樹上動物は、隙間を越えたり、果実やその他の資源に到達したり、前方の支えの強度をテストしたり、場合によっては腕渡りを したりするために、しばしば長い四肢を持っています。[ 1 ] しかし、トカゲの中には、四肢が小さく、枝がぶつかって四肢の動きが妨げられるのを避けるのに役立つ種もいます。
ホエザル 、ミドリニシキヘビ 、エメラルドツリーボア 、カメレオン 、シルキーアリクイ 、クモザル 、フクロネズミ など、多くの樹上性動物は、枝をつかむために掴みやすい尾を 使います。クモザル やクレステッドゲッコー では、尾の先端に毛のない部分や粘着性のパッドがあり、摩擦力を高めています。
シロアリクイは、 物を掴むことができる尾を第3の腕のように使って安定性とバランスを保ち、爪は枝を掴んで登るのに役立ちます。 様々な生物は、岩肌 やコルク質の 基質などの粗い表面を移動したり、動物が加える力の方向を変えたりするために爪を使用します。これにより、 アガマ属 やコルディルス科 などのトカゲは崖に生息することができ、リス はほぼ平らなほど大きな木の幹を登ることができます。しかし、爪は非常に小さな枝をつかむ際に動物の能力を妨げる可能性があり、爪が枝に深く巻き付いて動物自身の足を刺してしまうことがあります。
接着は爪の代替手段であり、滑らかな表面で最も効果を発揮します。湿潤接着はアマガエル や樹上性サンショウウオ によく見られ、吸引または毛細管接着によって機能します。乾燥接着の最も典型的な例はヤモリ の特殊な指で、ファンデルワールス力 を使用してガラスを含む多くの基質に接着します。Lygodactylus属などの一部のヤモリ種では、ファンデルワールス力への依存は尾の先端の下にある特殊な鱗のパッチによって補完されます。ただし、防御的 自切 後に再生した尾には、その接着先端がありません。[ 10 ]
霊長類は、毛のない指先を使って摩擦による把持を行う。指先で枝を挟むことで摩擦力が生じ、動物の手を枝に固定する。しかし、この把持方法は摩擦力の角度、つまり枝の直径に依存するため、枝が太くなるほど把持力は低下する。霊長類以外で、木登りに把持を用いる動物には、ミトンのような掴む足を持つカメレオンや、止まり木に止まったり移動したりする際に枝をつかむ多くの鳥類などがいる。
樹上 生活を送る動物の中には、特に太い枝を降りる際に、足首を「逆向き」に回転させることができる、可動性の高い関節を発達させたものもいる。これにより、爪が樹皮の粗い表面に引っかかり、重力に抵抗することができる。
多くの樹上性動物は、登攀時の傾きや転倒を軽減するために重心を低くする。これは、姿勢の変化、体型の変化、あるいは体の小型化によって実現される。
小型であることは、樹上性種に多くの利点をもたらします。例えば、動物に対する枝の相対的な大きさの増加、重心の低下、安定性の向上、質量の低減(より小さな枝での移動が可能になる)、そしてより複雑な生息地を移動できる能力などです。[ 1 ] 体重に関連するサイズは、滑空する動物に影響を与えます。例えば、 「飛ぶ」カエルの 吻端から肛門までの長さあたりの体重の減少などです。[ 11 ]
ヤモリの 指は乾燥接着によって表面に付着し、枝や平らな壁にもしっかりと張り付くことができる。 霊長 類の一部、コウモリ 、ナマケモノ の全種は、枝の下にぶら下がることで受動的な安定性を得ます。[ 1 ] 転倒や傾きは関係なくなり、唯一の失敗方法は掴みを失うことだけです。
行動学の専門分野 樹上性の種は、生息地での移動に特化した行動様式を持っており、特に姿勢と歩行において顕著な違いが見られます。具体的には、樹上性の哺乳類は、より長い歩幅で歩き、歩行中に四肢をより大きく前後に伸ばし、重心を低くするために「しゃがんだ」姿勢をとり、斜めの連続歩行 を行います。
グライダーとパラシュート 木々の間の隙間を埋めるために、モモンガなどの多くの動物は 滑空飛行 に適した膜(飛膜 )を発達させています。一部の動物は、パラシュート降下と呼ばれる方法を使用して空中での降下速度を遅くすることができます。例えば、アオガエル属 (「空飛ぶカエル」の一種)は、木から飛び降りた後に落下速度を遅くするために足指の膜を発達させています。[ 13 ]
手足のない登攀 樹上性のカタツムリは、手足がないため木に登るのに必要な粘液を分泌する。 多くのヘビの種は高度に樹上性であり、その生息環境に適した特殊な筋肉を発達させている種もいる。[ 14 ] 樹上環境では、ヘビは特殊なアコーディオン運動 を用いて裸の枝に沿ってゆっくりと移動するが、[ 15 ] 移動している枝から二次枝が出てくると、ヘビはより速い横方向の波動運動を用いる。 [ 16 ] その結果、ヘビは雑然とした環境の小さな止まり木で最もよく機能する一方、四肢を持つ生物は雑然としていない環境の大きな止まり木で最もよく機能するようだ。[ 16 ]
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