A Fuga Rápida: Movimentos de Cobra Revelados
Anacondas juvenis usam movimentos especiais pra se esquivar dos predadores de forma eficaz.
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As cobras são criaturas fascinantes que se movem de várias maneiras diferentes. Um movimento especialmente interessante é chamado de “gait não planar”. Esse movimento envolve uma espécie de torção que permite que as cobras escapem rapidamente dos predadores. Um estudo focou em como as anacondas juvenis usam esse movimento para fugir quando se sentem ameaçadas.
O Movimento S-start
Um tipo específico de movimento observado nessas cobras jovens se chama S-start. O nome vem da forma que a cobra faz durante esse movimento. Ela forma uma forma de 'S' enquanto começa a se mover. Esse movimento é rápido e ajuda a cobra a avançar rapidamente. A cobra levanta parte do corpo do chão enquanto se enrosca e rola, o que reduz o atrito. Isso significa que ela pode se mover mais rápido sem ser freada pelo chão.
O Papel do Tamanho do Corpo
O estudo mostra que o tamanho desempenha um papel importante em se uma cobra pode ou não usar o estilo de movimento S-start. Cobras menores e mais leves conseguem facilmente levantar seus corpos do chão e realizar esse movimento. No entanto, conforme as cobras crescem e ficam maiores e mais pesadas, elas perdem essa capacidade porque a massa muscular diminui em comparação com o tamanho do corpo. Isso significa que cobras adultas não conseguem fazer o S-start da mesma forma que os juvenis.
Entendendo os Passos das Cobras
As cobras podem se mover de várias maneiras dependendo das necessidades. Além do S-start, elas usam passos estáveis como o sidewinding, que é quando a cobra se move lateralmente levantando parte do corpo do chão. Isso é especialmente útil na areia solta. As cobras também podem usar outros Movimentos dependendo da espécie e do ambiente.
Por exemplo, o movimento sidewinding envolve levantar partes do corpo e se mover lateralmente repetidamente. É um movimento complexo que levanta questões sobre como se desenvolveu e seus limites em termos de capacidades físicas.
A Mecânica por trás do S-start
A mecânica do S-start é intrigante. O movimento começa quando os segmentos curvados da cobra se levantam do chão, enquanto as partes retas deslizam pela superfície. Essa combinação permite que ela se mova para frente. O S-start minimiza o atrito, mas também dificulta porque a cobra precisa empurrar contra a gravidade.
O estudo discute os Músculos e a estrutura do corpo que suportam o S-start e como esses fatores mudam à medida que a cobra cresce. Anacondas jovens têm proporções musculares melhores que permitem realizar esse movimento de forma eficaz.
Modelagem Matemática do Movimento da Cobra
Os pesquisadores criaram um modelo matemático para entender melhor o S-start. Ao simular os movimentos das cobras, eles puderam estudar como o corpo se dobra e como as várias forças contribuem para o movimento da cobra. Eles consideraram fatores como força muscular, Peso e como esses elementos interagem com o chão enquanto a cobra se move.
O modelo matemático mostrou que um pulso ativo viaja ao longo do corpo da cobra durante o S-start. Esse pulso ajuda a impulsionar a cobra para frente. O estudo descobriu que o peso da cobra e a força de seus músculos criam uma situação ideal para que o S-start ocorra.
Comparando S-start e Sidewinding
O S-start e o sidewinding têm semelhanças, especialmente em relação aos seus movimentos de torção. No entanto, eles são diferentes por natureza. O S-start é um movimento único, enquanto o sidewinding é um movimento repetido.
Os pesquisadores descobriram que, ao iniciar um padrão semelhante ao S-start repetidamente, podiam criar um movimento sidewinding. Isso sugere que o S-start atua como um bloco de construção para movimentos mais complexos como o sidewinding.
Conclusão
Em resumo, o S-start é um movimento empolgante usado pelas anacondas juvenis para escapar rapidamente do perigo. Ele mostra como as cobras jovens usam efetivamente seus corpos para reduzir o atrito e ganhar velocidade. À medida que envelhecem, a capacidade de realizar esse movimento diminui devido a mudanças no tamanho do corpo e na massa muscular.
O estudo desses movimentos traz à tona a mecânica de como as cobras se movem e adaptam suas estratégias de locomoção dependendo da idade e do tamanho. Entender esses movimentos pode oferecer insights sobre a evolução da locomoção das cobras e os limites físicos dessas criaturas fascinantes. Os pesquisadores pretendem continuar estudando e modelando esses passos para obter um conhecimento mais profundo sobre o movimento das cobras e suas implicações no reino animal.
Título: Non-planar snake gaits: from Stigmatic-starts to Sidewinding
Resumo: Of the vast variety of animal gaits, one of the most striking is the non-planar undulating motion of a sidewinder. But non-planar gaits are not limited to sidewinders. Here we report a new non-planar mode used as an escape strategy in juvenile anacondas (Eunectes notaeus). In the S-start, named for its eponymous shape, transient locomotion arises when the snake writhes and bends out of the plane while rolling forward about its midsection without slippage. To quantify our observations, we present a mathematical model for an active non-planar filament that interacts anisotropically with a frictional substrate and show that locomotion is due to a propagating localized pulse of a topological quantity, the link density. A two-dimensional phase space characterized by scaled body weight and muscular torque shows that relatively light juveniles are capable of S-starts but heavy adults are not, consistent with our experiments. Finally, we show that a periodic sequence of S-starts naturally leads to a sidewinding gait. All together, our characterization of a novel escape strategy in snakes highlights the role of topology in locomotion, provides a phase diagram for mode feasibility as a function of body size, and suggests a role for the S-start in the evolution of sidewinding.
Autores: N. Charles, R. Chelakkot, M. Gazzola, B. Young, L. Mahadevan
Última atualização: 2023-04-04 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2303.15482
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.15482
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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