Verzweigung - Brachiation
Brachiation (von "brachium", lateinisch für "Arm") oder Armschwingen ist eine Form der Fortbewegung auf dem Baum, bei der Primaten nur mit ihren Armen von Ast zu Ast schwingen. Während der Brachiation wird der Körper abwechselnd unter jedem Vorderbein abgestützt. Diese Form der Fortbewegung ist das wichtigste Fortbewegungsmittel für die kleinen Gibbons und Siamangs Südostasiens. Insbesondere Gibbons verwenden Brachiation für bis zu 80 % ihrer Bewegungsaktivitäten. Einige Neuweltaffen, wie Klammeraffen und Muriquis, wurden ursprünglich als Halbbrachiatoren klassifiziert und bewegen sich mit einer Kombination aus Springen und Brachiation durch die Bäume. Einige Arten der Neuen Welt praktizieren auch suspensorisches Verhalten, indem sie ihren Greifschwanz verwenden , der als fünfte Greifhand fungiert. Es gibt Hinweise darauf, dass der ausgestorbene Affe Proconsul aus dem Milozän Ostafrikas eine frühe Form des aufschiebenden Verhaltens entwickelte und daher als Probrachiator bezeichnet wurde.
Nach weiteren Beobachtungen und tieferem Verständnis der Anatomie und des Verhaltens von Primaten sind die Begriffe Semibrachiator und Probrachiator in der wissenschaftlichen Gemeinschaft weitgehend in Ungnade gefallen. Derzeit klassifizieren Forscher Gibbons und Siamangs als die einzigen echten Brachiatoren und klassifizieren die Menschenaffen als modifizierte Brachiatoren. Alle anderen Brachiationsverhalten, die keiner dieser Klassifikationen entsprechen, werden als Unterarm-Aufhängehaltungen und Fortbewegung bezeichnet.
Einige Merkmale, die Primaten das Brachiieren ermöglichen, sind eine kurze Wirbelsäule (insbesondere die Lendenwirbelsäule ), kurze Fingernägel (anstelle von Krallen), lange gebogene Finger, reduzierte Daumen, lange Vorderbeine und frei rotierende Handgelenke. Der moderne Mensch behält viele physische Eigenschaften, die auf einen Vorfahren des Brachiator hinweisen, einschließlich flexibler Schultergelenke und Finger, die zum Greifen gut geeignet sind. Bei niederen Menschenaffen waren diese Eigenschaften Anpassungen für die Brachiation. Obwohl Menschenaffen normalerweise nicht brachiaten (mit Ausnahme von Orang-Utans ), deutet die menschliche Anatomie darauf hin, dass Brachiation eine Exaptation zur Zweibeinigkeit sein könnte , und gesunde moderne Menschen sind immer noch in der Lage, brachiaten zu können. Einige Kinderparks verfügen über Klettergerüste, auf denen Kinder durch Brachiating spielen.
Die Brachiation hat nicht nur die Entwicklung der Gibbon-Körperstruktur beeinflusst, sondern auch den Stil und die Reihenfolge ihres Verhaltens. Im Gegensatz zu anderen Primaten, die Säuglinge auf dem Rücken tragen, tragen Gibbons Junge zum Beispiel ventral. Es beeinflusst auch ihre Spielaktivitäten, Kopulation und Kämpfe. Es wird vermutet, dass Gibbons evolutionäre Vorteile durch Brachiation und das Aufhängen an beiden Händen ( bimanuelle Aufhängung ) beim Fressen erlangen . Während sich kleinere Primaten nicht lange mit beiden Händen halten können und größere Primaten zu schwer sind, um Nahrungsressourcen an den Enden der Zweige auszubeuten, können Gibbons längere Zeit in der Schwebe bleiben und ihre langen Arme verwenden, um leichter an Nahrung in den Endzweigen zu gelangen . Eine andere Theorie postuliert, dass Brachiation eine leisere und weniger offensichtliche Art der Fortbewegung ist als vierbeiniges Springen und Klettern, wodurch Räuber erfolgreicher vermieden werden .
Arten der Brachiation
Kontinuierlicher Kontakt
Diese Form der Brachiation tritt auf, wenn sich der Primat mit geringerer Geschwindigkeit bewegt und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Tier ständigen Kontakt mit einem Griff wie einem Ast hält. Dieser Gangtyp nutzt den passiven Austausch zwischen zwei Energiearten, dem Gravitationspotential und der Translationskinetik , um das Tier mit geringen mechanischen Kosten vorwärts zu bewegen. Diese Art der Brachiation wurde mit den Bewegungsmustern des zweibeinigen Gehens beim Menschen verglichen .
Ricochetal
Diese Art der Brachiation wird von Primaten verwendet, um sich schneller zu bewegen und ist durch eine Flugphase zwischen jedem Kontakt mit einem Griff gekennzeichnet. Ricochetal Brachiation verwendet einen Austausch von translatorischer und rotatorischer kinetischer Energie , um sich vorwärts zu bewegen, und wird mit einer "peitschenartigen" Bewegung verglichen. Aufgrund seiner Luftphase ähnelt die abprallende Brachiation dem zweibeinigen Laufen beim Menschen.
Modelle der Brachiation
Pendelbewegung
Kontinuierliche Kontaktbrachiation wurde oft mit der Bewegung eines einfachen Pendels verglichen. Dies ist auf die phasenverschobene Energieschwankung zurückzuführen, die auftritt, während der sich bewegende Primat zwischen jedem Baumanhang hin und her schwingt, während die Energie vom Potential in die Kinetik übergeht und umgekehrt. Die Verwendung der Gravitationsbeschleunigung zur Bewirkung der Bewegung findet sich sowohl beim brachiatierenden Primaten als auch beim beweglichen Ball in einem Pendelmodell. Ein Brachiator kann dieses Momentum auf verschiedene Weise nutzen: Während des Abschwungs kann der Primat seine Änderung der kinetischen Energie maximieren, während des Aufschwungs kann er den Verlust an kinetischer Energie minimieren oder er kann beim Aufwärtsschwung eine seitliche Bewegung vermeiden. Brachiating Primaten haben diese drei Strategien angepasst, um die Vorwärtsbewegung zu maximieren, indem sie ihre Haltung bei jedem Schwung anpassen.
Die Energiemenge, die bei einer pendelähnlichen Bewegung vom Potential auf die Kinetik übertragen wird, wird als Energierückgewinnung bezeichnet. Die Aufrechterhaltung einer höheren Energierückgewinnung während der Brachiation kostet weniger Energie und ermöglicht es dem Tier, sich schnell an sein Ziel zu bewegen, jedoch ist diese Art der Bewegung auch schwerer zu kontrollieren. Da das Risiko, einen Haltegriff zu verpassen, zu Verletzungen oder zum Tod führen kann, überwiegt der Vorteil einer langsameren Bewegung mit einer geringeren Energierückgewinnung und mehr Kontrolle wahrscheinlich die Kosten des zusätzlichen Energieaufwands.
Entwicklung der Brachiation
Brachiation entstand vor 13 Millionen Jahren in Afrika . Das Aufkommen größerer Primaten , die lernen, sich an Ästen hängend fortzubewegen, zwingt die neuen Generationen zu einigen körperlichen Veränderungen, die bis heute bei vielen Arten, einschließlich des Menschen , andauern .
Es wird angenommen, dass sich spezialisierte lokomotorische Verhaltensweisen wie das Brachiating aus dem baumbewohnenden Quadrupedalismus entwickelt haben . Dieses Verhalten ist der angestammte und häufigste Bewegungsmechanismus bei Primaten. Dies würde erklären, warum lebende Affen und Menschen viele ungewöhnliche morphologische Aspekte der oberen Extremität und des Brustkorbs teilen. Der Übergang zur Brachiation wird als eine wichtige Veränderung während der Primatenevolution angesehen und als möglicher Vorläufer für die Anpassung des zweibeinigen Gehens bei frühen Hominiden angesehen . Es wurde gezeigt, dass sich spezialisiertes Suspensorverhalten unabhängig zwischen Hominidengruppen entwickelt hat.
Es gibt mehrere Hypothesen darüber, wie frühe brachiatierende Primaten in die Zweibeinigkeit übergegangen sein könnten. Die am weitesten verbreitete davon ist die vertikale Kletterhypothese, die besagt, dass vertikales Klettern die biomechanische Verbindung zwischen Brachiation und Zweibeinigkeit ist. Viele Kletteranpassungen wurden bei frühen Homininen gefunden und einige dieser Anpassungen sind noch beim heutigen Menschen zu sehen. Die bei lebenden Menschenaffen festgestellte charakteristische Körperhaltung, Gliedmaßenproportionen und Rumpfgestaltung lassen sich besser durch die vorherige Anpassung des Kletterverhaltens erklären.