Baumartige Fortbewegung -Arboreal locomotion

Leoparden sind großartige Kletterer und können ihre Beute auf ihre Bäume tragen, um sie außerhalb der Reichweite von Aasfressern und anderen Raubtieren zu halten

Baumfortbewegung ist die Fortbewegung von Tieren auf Bäumen. In Lebensräumen, in denen Bäume vorhanden sind, haben sich Tiere entwickelt, um sich darin zu bewegen. Einige Tiere können nur gelegentlich Bäume erklimmen, andere sind ausschließlich Baumbewohner. Die Lebensräume stellen zahlreiche mechanische Herausforderungen an die Tiere, die sich durch sie bewegen, und führen zu einer Vielzahl anatomischer, verhaltensbezogener und ökologischer Konsequenzen sowie zu Variationen zwischen verschiedenen Arten. Darüber hinaus können viele dieser gleichen Prinzipien auf das Klettern ohne Bäume angewendet werden, z. B. auf Steinhaufen oder Berge.

Einige Tiere leben ausschließlich auf Bäumen, wie zum Beispiel die Baumschnecke .

Biomechanik

Baumlebensräume stellen zahlreiche mechanische Herausforderungen an die sich darin bewegenden Tiere, die auf unterschiedliche Weise gelöst wurden. Zu diesen Herausforderungen gehören das Bewegen auf engen Ästen, das Auf- und Absteigen von Steigungen, das Balancieren, das Überqueren von Lücken und der Umgang mit Hindernissen.

Durchmesser

Das Bewegen entlang schmaler Oberflächen, wie z. B. einem Ast eines Baumes, kann für Tiere, die nicht daran angepasst sind, auf Substraten mit kleinem Durchmesser zu balancieren, besondere Schwierigkeiten bereiten . Während der Fortbewegung auf dem Boden kann die Position des Massenschwerpunkts von einer Seite zur anderen schwingen. Aber während der Fortbewegung auf Bäumen würde dies dazu führen, dass sich der Schwerpunkt über die Kante des Astes hinaus bewegt, was zu einer Tendenz zum Umkippen und Fallen führen würde. Manche Baumbewohner müssen sich nicht nur auf Ästen mit unterschiedlichem Durchmesser fortbewegen können, sondern sie müssen auch von diesen Ästen fressen, was dazu führt, dass sie das Gleichgewicht halten müssen, während sie sich mit den Händen ernähren. Dies führte zu verschiedenen Arten des Greifens, wie zum Beispiel dem Pedalgreifen, um sich für ein besseres Gleichgewicht an kleinen Ästen festzuklemmen.

Neigung

Äste sind in Baumhabitaten häufig in einem Winkel zur Schwerkraft ausgerichtet, einschließlich vertikaler Ausrichtung, was besondere Probleme mit sich bringt. Wenn sich ein Tier einen geneigten Ast hinaufbewegt, muss es gegen die Schwerkraft ankämpfen, um seinen Körper anzuheben, was die Bewegung erschwert. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, müssen viele Tiere den Untergrund mit allen vier Gliedmaßen greifen und die Frequenz ihrer Gangfolge erhöhen . Umgekehrt muss das Tier beim Abstieg auch gegen die Schwerkraft ankämpfen, um seinen Abstieg zu kontrollieren und ein Herunterfallen zu verhindern. Der Abstieg kann für viele Tiere besonders problematisch sein, und stark auf Bäumen lebende Arten haben oft spezielle Methoden, um ihren Abstieg zu kontrollieren. Eine Möglichkeit, wie Tiere Stürze beim Abstieg verhindern, besteht darin, den Kontakt ihrer Gliedmaßen mit dem Untergrund zu erhöhen, um die Reibung und die Bremskraft zu erhöhen.

Gleichgewicht

Gibbons sind sehr gute Brachiatoren, da sie mit ihren langen Armen leicht schwingen und sich an Ästen festhalten können

Aufgrund der Höhe vieler Äste und der möglicherweise katastrophalen Folgen eines Sturzes ist das Gleichgewicht für Baumtiere von größter Bedeutung. An horizontalen und leicht geneigten Ästen ist das Hauptproblem das seitliche Kippen aufgrund der schmalen Stützbasis. Je schmaler der Ast, desto schwieriger ist es, die Gesichter eines bestimmten Tieres auszubalancieren. Auf steilen und senkrechten Ästen wird das Umkippen weniger ein Problem, und das Rückwärtskippen oder Abrutschen nach unten wird zum wahrscheinlichsten Fehler. In diesem Fall stellen Äste mit großem Durchmesser eine größere Herausforderung dar, da das Tier seine Vorderbeine nicht näher an der Mitte des Astes platzieren kann als seine Hinterbeine.

Lücken überqueren

Einige Baumtiere müssen in der Lage sein, sich von Baum zu Baum zu bewegen, um Nahrung und Unterschlupf zu finden. Um von Baum zu Baum gelangen zu können, haben Tiere verschiedene Anpassungen entwickelt. In einigen Bereichen stehen Bäume dicht beieinander und können durch einfache Brachiation überquert werden . In anderen Gebieten stehen Bäume nicht dicht beieinander und Tiere müssen spezielle Anpassungen haben, um weit zu springen oder zu gleiten.

Hindernisse

Baumartige Lebensräume enthalten oft viele Hindernisse, sowohl in Form von Ästen, die aus dem einen herausragen, auf dem man sich bewegt, als auch anderen Ästen, die auf den Raum einwirken, den das Tier braucht, um sich zu bewegen. Diese Hindernisse können die Fortbewegung behindern oder als zusätzliche Kontaktpunkte verwendet werden, um sie zu verbessern. Während Hindernisse dazu neigen, Tiere mit Gliedmaßen zu behindern, kommen sie Schlangen zugute, indem sie Ankerpunkte bieten.

Anatomische Spezialisierungen

Baumorganismen zeigen viele Spezialisierungen für den Umgang mit den mechanischen Herausforderungen bei der Bewegung durch ihre Lebensräume.

Gliedmaßenlänge

Siehe auch: Intermembraler Index

Baumtiere haben häufig längliche Gliedmaßen, die ihnen helfen, Lücken zu überqueren, Früchte oder andere Ressourcen zu erreichen, die Festigkeit der vorausliegenden Unterstützung zu testen und in einigen Fällen zu brachieren . Einige Eidechsenarten haben jedoch eine reduzierte Gliedmaßengröße, die ihnen hilft, die Bewegung der Gliedmaßen zu vermeiden, die durch auftreffende Äste behindert wird.

Greifschwänze

Viele Baumarten, wie Baumstachelschweine , grüne Baumpythons , smaragdgrüne Baumboas , Chamäleons , Seidenameisenbären , Klammeraffen und Opossums , verwenden Greifschwänze , um Äste zu greifen. Beim Klammeraffen und beim Schopfgecko hat die Schwanzspitze entweder eine blanke Stelle oder eine Klebefläche, die für erhöhte Reibung sorgen.

Krallen

Der Seidenameisenbär nutzt seinen Greifschwanz als dritten Arm zur Stabilisierung und Balance, während seine Krallen dabei helfen, Äste besser zu greifen und darauf zu klettern

Krallen können verwendet werden, um mit rauen Substraten zu interagieren und die Richtung der Kräfte, die das Tier ausübt, neu auszurichten. Dies ermöglicht es Eichhörnchen , auf Baumstämme zu klettern, die so groß sind, dass sie aus der Perspektive eines so kleinen Tieres im Wesentlichen flach sind. Krallen können jedoch die Fähigkeit eines Tieres beeinträchtigen, sehr kleine Äste zu greifen, da sie sich zu weit um die Pfote des Tieres wickeln und diese stechen können.

Adhäsion

Adhäsion ist eine Alternative zu Krallen, die am besten auf glatten Oberflächen funktioniert. Nasshaftung ist bei Laubfröschen und Baumsalamandern üblich und funktioniert entweder durch Saugen oder durch Kapillarhaftung. Trockenhaftung wird am besten durch die spezialisierten Zehen von Geckos verkörpert , die Van-der-Waals-Kräfte nutzen , um an vielen Substraten, sogar Glas, zu haften.

Greifen

Reibungsgreifen wird von Primaten verwendet, die sich auf haarlose Fingerspitzen verlassen. Das Zusammendrücken des Astes zwischen den Fingerspitzen erzeugt eine Reibungskraft, die die Hand des Tieres am Ast hält. Diese Art des Greifens hängt jedoch vom Winkel der Reibungskraft und somit vom Durchmesser des Astes ab, wobei größere Äste zu einer verringerten Greiffähigkeit führen. Andere Tiere als Primaten, die beim Klettern greifen, sind das Chamäleon, das handschuhartige Greiffüße hat, und viele Vögel, die beim Sitzen oder Bewegen Äste greifen.

Wendbare Füße

Um den Abstieg zu kontrollieren, insbesondere an Ästen mit großem Durchmesser, haben einige Baumtiere wie Eichhörnchen hochbewegliche Knöchelgelenke entwickelt, die es ermöglichen, den Fuß in eine „umgekehrte“ Haltung zu drehen. Dadurch können sich die Krallen in die raue Oberfläche der Rinde einhaken und der Schwerkraft entgegenwirken.

Niedriger Schwerpunkt

Viele Baumarten senken ihren Schwerpunkt, um die Nick- und Kippbewegung beim Klettern zu reduzieren. Dies kann durch Haltungsänderungen, veränderte Körperproportionen oder kleinere Größe erreicht werden.

Kleine Größe

Eine geringe Größe bietet Baumarten viele Vorteile: z. B. die Erhöhung der relativen Größe der Äste zum Tier, ein niedrigerer Schwerpunkt, eine erhöhte Stabilität, eine geringere Masse (die Bewegung auf kleineren Ästen ermöglichen) und die Fähigkeit, sich durch unübersichtlichere Lebensräume zu bewegen. Die Größe in Bezug auf das Gewicht wirkt sich auf gleitende Tiere aus, wie z. B. das reduzierte Gewicht pro Schnauzenöffnungslänge für „fliegende“ Frösche .

Unter Stangen hängen

Die Zehen des Geckos haften durch Trockenhaftung an Oberflächen, damit sie fest an einem Ast oder sogar einer flachen Wand haften bleiben

Einige Arten von Primaten , Fledermäusen und alle Arten von Faultieren erreichen passive Stabilität, indem sie unter dem Ast hängen. Sowohl das Nicken als auch das Kippen werden irrelevant, da die einzige Fehlermethode darin besteht, den Halt zu verlieren.

Verhaltensspezialisierungen

Baumarten haben Verhaltensweisen, die darauf spezialisiert sind, sich in ihren Lebensräumen zu bewegen, am deutlichsten in Bezug auf Haltung und Gang. Insbesondere baumbewohnende Säugetiere machen längere Schritte, strecken ihre Gliedmaßen während eines Schritts weiter nach vorne und hinten, nehmen eine „geducktere“ Haltung ein, um ihren Schwerpunkt zu senken, und verwenden eine diagonale Gangfolge .

Ökologische Folgen

Baumartige Fortbewegung ermöglicht Tieren den Zugang zu verschiedenen Ressourcen, abhängig von ihren Fähigkeiten. Größere Arten können auf Äste mit größerem Durchmesser beschränkt sein, die ihr Gewicht tragen können, während kleinere Arten die Konkurrenz vermeiden können, indem sie sich in den schmaleren Ästen bewegen.

Klettern ohne Bäume

Löwen auf einem Felsen im Serengeti-Nationalpark , Tansania

Viele Tiere klettern in anderen Lebensräumen, z. B. in Steinhaufen oder Bergen, und in diesen Lebensräumen gelten aufgrund von Steigungen, schmalen Felsvorsprüngen und Gleichgewichtsproblemen viele der gleichen Prinzipien. Die spezifischen Anforderungen der Fortbewegung in diesen Lebensräumen wurden jedoch weniger erforscht.

Die vielleicht außergewöhnlichsten Tiere, die sich durch sorgfältiges Balancieren und Springen auf steilen oder sogar fast senkrechten Felswänden fortbewegen, sind die verschiedenen Arten von in den Bergen lebenden Capriden wie das Mähnenspringer , Markhor , Yak , Steinbock , Tahr , Steinbergziege und Gämse . Ihre Anpassungen können ein weiches gummiartiges Polster zwischen ihren Hufen für den Halt, Hufe mit scharfen Keratinrändern zum Unterbringen in kleinen Tritten und markante Taukrallen umfassen. Der Schneeleopard , der ein Raubtier solcher Bergkapride ist, hat auch spektakuläre Gleichgewichts- und Sprungfähigkeiten; in der Lage zu sein, bis zu ≈17m (~50 ft) zu springen. Andere Balancer und Springer sind das Bergzebra , der Bergtapir und der Klippschliefer .

Brachiation

Hauptartikel: Brachiation

Brachiation ist eine spezielle Form der baumartigen Fortbewegung, die von Primaten verwendet wird, um sich sehr schnell zu bewegen, während sie unter Ästen hängen. Es ist wohl der Inbegriff der baumartigen Fortbewegung und beinhaltet das Schwingen der Arme von einem Griff zum anderen. Nur wenige Arten sind Brachiatoren , und alle diese sind Primaten; Es ist ein wichtiges Fortbewegungsmittel unter Klammeraffen und Gibbons und wird gelegentlich von weiblichen Orang -Utans benutzt . Gibbons sind die Experten dieser Art der Fortbewegung, schwingen von Ast zu Ast Entfernungen von bis zu 15 m (50 ft) und reisen mit Geschwindigkeiten von bis zu 56 km/h (35 mph).

Segelfliegen und Fallschirmspringen

Um Lücken zwischen Bäumen zu überbrücken, haben viele Tiere wie das fliegende Eichhörnchen Membranen, wie Patagia für den Gleitflug angepasst . Einige Tiere können ihren Abstieg in der Luft mit einer als Fallschirmspringen bekannten Methode verlangsamen, wie z. B. Rhacophorus (eine „ fliegende Froschart “), die angepasste Zehenmembranen hat, die es ihm ermöglichen, nach dem Sprung von Bäumen langsamer zu fallen.

Gliedloses Klettern

Viele Schlangenarten sind sehr baumbewohnend und einige haben eine spezialisierte Muskulatur für diesen Lebensraum entwickelt. Während sie sich in baumbewohnenden Lebensräumen bewegen, bewegen sich Schlangen langsam an nackten Ästen entlang, indem sie eine spezielle Form der Ziehharmonika - Fortbewegung verwenden . Infolgedessen funktionieren Schlangen am besten auf kleinen Sitzstangen in überfüllten Umgebungen, während Organismen mit Gliedmaßen am besten auf großen Sitzstangen in übersichtlichen Umgebungen zu funktionieren scheinen.

Baumtiere

Baumschnecken verwenden ihren klebrigen Schleim, um auf Bäume zu klettern, da ihnen dafür die Gliedmaßen fehlen

Viele Tierarten leben auf Bäumen, viel zu viele, um sie einzeln aufzulisten. Diese Liste enthält prominente oder überwiegend baumbewohnende Arten und höhere Taxa.

Evolutionsgeschichte

Der früheste bekannte kletternde Tetrapode ist der Varanopid - Amniote Eoscansor aus dem späten Karbon ( Pennsylvanien ) Nordamerikas, der eindeutig auf Anpassungen zum Greifen spezialisiert ist, wahrscheinlich auf Baumstämme. Suminia , ein Anomodont- Synapsid aus Russland aus dem späten Perm vor etwa 260 Millionen Jahren, war wahrscheinlich auch ein spezialisierter Kletterer.

Siehe auch

Verweise

Quellen