肌腱储存能量 — 生物策略 — AskNature

生物策略
肌腱储存能量
丛林宝宝和加拉戈斯
询问自然团队
图片: 理查德·莫特尔/Flickr / CC BY - 仅知识共享归属
捕获、吸收或过滤能量
能量自然以多种形式存在,包括动能、势能、热能、弹性、辐射、化学等。 所有生命系统都需要能量来进行许多活动,并且已经制定了适合其中一种或多种形式的策略。 例如,一些植物最大化其可用于捕获太阳辐射能的表面积,而另一些植物则采取策略将散射光聚焦到光合作用区域。
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储存能量
一旦生命系统捕获能量或将一种能量形式转化为另一种能量形式,它就必须经常保存该能量以供将来使用。 但能量很难以某些形式储存。 因此,生命系统需要快速使用能量或将其从难以存储的形式(例如电能或动能)转换为更容易存储的形式的策略。 例如,蚱蜢将能量作为势能储存在肌腱的弹性材料中。 当它们需要跳跃时,能量会转化为动能,提供逃避捕食者所需的力量。
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分配能量
天然存在多种形式的能量,包括动能、势能、热能、弹性能、辐射能、化学能等。 所有生命系统都需要能量来进行许多活动。 能量不是可以持有的物理对象,因此它也不能被推、拉或携带。 然而,它可以被传输或转换。 例如,金鳞蜗牛有一个三层壳,可以消散或转移捕食者咬住它时产生的力量,从而最大限度地减少对其壳内柔软身体的损害。
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动物 脊椎动物 哺乳动物 丛林宝宝和加拉戈斯
哺乳动物
哺乳动物纲(“乳房”):蝙蝠、猫、鲸鱼、马、人类
哺乳动物仅占地球上所有动物的不到 1%,但其中包括一些最著名的物种。 我们直接了解哺乳动物的一些独特特征,例如有毛发、能够出汗以及通过乳腺产奶。 另一个重要的共同特征是一组高度专业化的牙齿。 例如,与鲨鱼或短吻鳄的牙齿通常大小和形状相同的不同,哺乳动物在下颌的不同区域具有不同形状的牙齿,以针对特定的食物或觅食策略。
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通过在肌腱中储存能量,丛林宝宝的腿可以使其跳跃到身体长度的十二倍。
这些敏捷的生物可以在撒哈拉以南非洲的林地和大草原地区以及附近岛屿的树枝之间快速跳跃。 它们是小型灵长类动物(18 厘米/7 英寸),有着厚厚的毛茸茸的皮毛和大眼睛。 丛林宝宝的一项显着特征是它可以跳到 2.25 m(7 英尺),这是其体长的 12 倍! 丛林宝宝在其后腿上极其强壮、有弹性的肌腱的帮助下完成了这一壮举。 当丛林宝宝准备跳跃时,它会使用肌肉来拉伸肌腱并在其中储存弹性能量。 然后,当丛林宝宝跳跃时,这些肌腱会像弹射器一样释放储存的能量,帮助动物向前跳跃。 长尾巴有助于丛林宝宝在跳跃时控制。
该策略由以下人员共同发起: EcoRise青年创新
上次更新时间16年2018月XNUMX日
参考资料
“布什宝宝(Galago senegalensis)以其惊人的跳跃能力而闻名……跳跃所需的大部分力量是由股肌腱系统(膝伸肌)提供的。 然而,与外部关节力量的比较表明,重要的力量通过双关节小腿肌肉从伸肌(约 65%)传输到脚踝和中足。 峰值功率输出可能意味着股肌复杂的腱膜系统的弹性反冲……这里认为,发达的股肌束的多个内部结缔组织片和附着结构在准备蹲伏期间和整个训练过程中变得越来越拉伸。延伸阶段,除了推出的最后 13 毫秒(即当功率需求达到峰值时)。 然后,膝关节伸肌的张力从最大值突然下降,从而使紧张的肌腱结构发生必要的快速反冲。” (阿尔茨 1998:1607)
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