Представь птицу ростом почти три метра. У неё есть перья, клюв и два настоящих крыла. Но если рядом появится опасность, она даже не попытается взлететь. Страус развернётся — и побежит со скоростью городского автомобиля.
Максимальная скорость страуса составляет примерно 70 км/ч. Он считается самой быстрой бегающей птицей в мире и способен некоторое время поддерживать скорость около 50 км/ч. Но гораздо интереснее другое: почему огромная птица массой больше ста килограммов вообще может так быстро двигаться на двух ногах?
_male_running_composite.jpg){kind=link}
Какую скорость развивает страус
На коротком спринте страус способен разогнаться примерно до 69–70 км/ч. Smithsonian приводит для быстрого продолжительного бега около 48–59 км/ч, а San Diego Zoo — примерно 50 км/ч как скорость, которую птица может поддерживать заметно дольше короткого рывка.
Поэтому цифра 70 км/ч — не обычная прогулочная скорость страуса, а ориентир для очень быстрого бега. Даже 50 км/ч для животного, которое движется на двух ногах и весит около сотни килограммов, — впечатляющий результат.
Для сравнения: обычный велосипедист в городе часто едет примерно в два-три раза медленнее. Человек же даже в рекордном спринте не достигает страусиной максимальной скорости.
70 км/ч — это сколько метров в секунду
Скорость 70 км/ч — это примерно 19,4 метра в секунду. Чтобы перевести километры в час в метры в секунду, нужно разделить число на 3,6.
70 ÷ 3,6 ≈ 19,4.
То есть за одну секунду страус на максимальной скорости способен преодолеть почти двадцать метров. Это примерно длина большого школьного коридора.
А если в задаче сказано, что страус движется со скоростью 20 м/с, нужно сделать обратное действие: 20 × 3,6 = 72 км/ч. Именно поэтому в школьных задачах о скорости страуса часто встречаются числа около 20 метров в секунду.
Почему страус так быстро бегает
Секрет не в одной огромной мышце, а в устройстве всей ноги. У страуса длинные конечности, сравнительно лёгкие нижние части ног, мощные мышцы расположены ближе к туловищу, а длинные сухожилия помогают передавать усилие к стопе.
Во время каждого шага часть энергии движения временно запасается в упругих сухожилиях. Затем они возвращают её, словно пружины. Мышцам не приходится заново создавать всю энергию каждого движения с нуля.
Исследования биомеханики страусов показывают, что такая конструкция особенно выгодна крупному быстрому бегуну: длинные сухожилия и относительно короткие мышечные волокна помогают сочетать скорость с экономичным движением.
Шаг страуса может быть длиннее комнаты
Во время быстрого бега один шаг страуса может достигать примерно 3–5 метров. Птица не просто очень часто переставляет ноги — она переносит тело далеко вперёд каждым движением.
Пять метров — больше длины многих комнат. Несколько таких шагов подряд позволяют быстро покрывать открытое пространство саванны, не превращая бег в бешеное мельтешение ног.
Длинный шаг особенно хорошо заметен на фотографиях и замедленной видеосъёмке: тело некоторое время находится в воздухе между фазами опоры.
Почему у страуса только два пальца
Страус — единственная современная птица, у которой на каждой ноге всего два пальца. Крупный третий палец принимает основную нагрузку, а меньший четвёртый участвует в поддержании устойчивости и распределении давления.
Во время быстрого бега особенно важны устойчивость и сцепление с грунтом. Исследования давления под стопой показали, что крупный коготь основного пальца заметно участвует в отталкивании, а оба пальца работают как единая система.
Иногда говорят, что страус быстр исключительно потому, что «убрал лишние пальцы». Это слишком простое объяснение. Двухпалая стопа — лишь одна деталь целой беговой конструкции вместе с длинными ногами, сухожилиями, мышцами и особенностями суставов.
Почему страус не летает
Современный страус слишком тяжёл и анатомически не приспособлен к активному полёту. Его крылья малы относительно огромного тела, а грудина отличается от груди большинства хорошо летающих птиц.
У многих летающих птиц на грудине расположен высокий киль — место крепления мощных грудных мышц, которые совершают взмахи крыльями. У страуса такого развитого киля нет. Его главные двигательные мышцы работают прежде всего на ноги.
Важно, однако, не представлять эволюцию так, будто однажды страусы «решили отказаться от полёта ради бега». Современные исследования родства бескилевых птиц показывают, что способность к полёту в этой группе терялась независимо в нескольких эволюционных линиях.
Предки современных страусов постепенно становились крупными наземными птицами, а естественный отбор всё сильнее совершенствовал признаки, полезные для жизни и быстрого движения по земле.
Если страус не летает, зачем ему крылья
Неспособность летать не сделала крылья бесполезными. Во время бега страус разводит их в стороны, особенно при изменении направления. Они помогают поддерживать баланс и управлять положением массивного тела.
Сравнение с рулём удобно, хотя крыло страуса не работает точно как автомобильный руль. Птица меняет положение крыльев вместе с движениями корпуса и ног, стабилизируя себя при манёвре.
Крылья используются и в других ситуациях. Самцы эффектно расправляют их во время брачных демонстраций, а движения оперения помогают и в терморегуляции.
Получается необычный эволюционный поворот: орган, который больше не способен поднять птицу в воздух, сохранился и получил другие важные задачи.
Страус быстрее гепарда?
Нет. Гепард на коротком спринте заметно быстрее страуса. Но сравнение не совсем честное: гепард — специализированный хищник-спринтер, тогда как страус сочетает высокую скорость с возможностью довольно долго двигаться быстрым темпом.
Страус остаётся чемпионом именно среди бегающих птиц. Сапсан способен двигаться намного быстрее в пикировании, но там используется полёт и сила тяжести. Если соревнование проходит по земле на собственных ногах, страус оказывается первым среди современных птиц.
Правда ли страус прячет голову в песок
Нет. Это знаменитый миф. Страусы устраивают гнёзда в неглубоких углублениях в земле и наклоняют голову вниз, когда проверяют или переворачивают яйца. При опасности птица также может прижаться к земле и вытянуть шею.
Если смотреть издалека, маленькая голова на конце длинной шеи действительно может стать почти незаметной. Отсюда, вероятно, и возникла история о голове, спрятанной в песок.
Но настоящая стратегия страуса при серьёзной опасности гораздо практичнее: заметить угрозу, использовать открытое пространство и убежать.
Почему страус стал таким успешным бегуном
Страус — не «птица, которая не научилась летать». Это животное, великолепно приспособленное к другой форме движения.
Длинные ноги дают большой шаг. Сухожилия возвращают часть энергии каждого движения. Два пальца образуют специализированную беговую стопу. Крылья помогают балансировать и менять направление. Высокая голова позволяет заранее заметить опасность над травой.
Все эти особенности работают вместе. Нельзя убрать одну деталь и сказать: вот единственный секрет 70 км/ч.
Эволюция не превратила страуса в плохой самолёт.
Она превратила его в превосходную беговую машину.
Источники
- Smithsonian's National Zoo — Ostrich
- San Diego Zoo Wildlife Alliance — Ostrich
- Journal of Experimental Biology — Mechanical and energetic scaling relationships of running gait through ontogeny in the ostrich
- Journal of Experimental Biology — Toe function and dynamic pressure distribution in ostrich locomotion
- Diversity — The Evolution and Fossil Record of Palaeognathous Birds