แบบฝึกหัดใดที่เกี่ยวข้องกับกายกรรม เทคนิคกายกรรมสำหรับผู้เริ่มต้น: ตัวเลือก ครึ่งพลิกกายกรรมคู่

หลายชนิดเคลื่อนไหวแขนขาอย่างรวดเร็วซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการแสดงการเกี้ยวพาราสีที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากประสิทธิภาพของกล้ามเนื้อถูกจำกัดโดยการแลกเปลี่ยนระหว่างความเร็วการหดตัวและความแข็งแรง จึงไม่เป็นที่แน่ชัดว่าสัตว์พัฒนาความสามารถในการสร้างทั้งการเคลื่อนไหวของอวัยวะที่เร็วผิดปกติและความแข็งแรงของแขนขาที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนไหวได้อย่างไร เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เราเปรียบเทียบอัตราการกระตุกของกล้ามเนื้อขาหน้าในกลุ่มนกอาสาสมัครที่แสดงการเกี้ยวพาราสีที่แตกต่างกัน

ผลลัพธ์ของเราระบุว่าแท็กซ่าสองตัวที่แสดงผลปีกที่เร็วเป็นพิเศษได้พัฒนาจลนพลศาสตร์การหดตัว "เร็วมาก" ใน brachialis ตัวดึงกลับหลัก ในทางตรงกันข้าม กล้ามเนื้อทั้งสองที่สร้างแรงแอโรไดนามิกส่วนใหญ่สำหรับการบินแสดงจลนพลศาสตร์การหดตัวที่ไม่ได้แก้ไข โดยรวม ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการปรับตัวของกล้ามเนื้อในความเร็วหดตัวช่วยให้นกบางตัวสามารถหลีกเลี่ยงการแลกเปลี่ยนภายในระหว่างความเร็วของกล้ามเนื้อและความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ และด้วยเหตุนี้จึงใช้ขาหน้าของพวกมันสำหรับท่าทางที่รวดเร็วและการเคลื่อนไหวในการป้อนอาหาร

สัตว์หลายชนิดเป็นเพื่อนในราชสำนักและต่อสู้กับคู่ต่อสู้ด้วยการแสดงที่ต้องใช้ร่างกายและน่าตื่นตาตื่นใจ ตั้งแต่ปูนักเล่นแร่แปรธาตุที่กวัดแกว่งกรงเล็บเพื่อดึงดูดตัวเมียให้กระโดดโลดเต้นด้วยกีบนกกระเรียน การแสดงเหล่านี้มักเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวของแขนขาที่เร็วมาก อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี อาจทำให้งงว่าสัตว์สามารถแสดงพฤติกรรมเหล่านี้ได้อย่างไร เนื่องจากกล้ามเนื้อที่ขยับแขนขามักจะเน้นที่การสร้างพลังสำหรับการเดิน วิ่ง หรือบินมากกว่าความเร็ว

อันที่จริง การวิจัยทางสรีรวิทยาของสัตว์เป็นเวลาหลายสิบปีได้ยืนยันว่ากล้ามเนื้อที่เคลื่อนไปที่แขนขาสามารถหดตัวได้เช่นกัน พลังอันยิ่งใหญ่หรือที่ความเร็วสูงแต่ไม่เคยมีทั้งสองอย่าง นกเขตร้อนกลุ่มเล็ก ๆ ที่เรียกว่ามานากินส์ ประเภทต่างๆการเกี้ยวพาราสีรวมถึงบางส่วนที่ปีกเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว จนถึงปัจจุบัน ยังไม่มีใครตรวจสอบว่ากล้ามเนื้อของแขนขาสามารถสร้างการเคลื่อนไหวที่รวดเร็วเช่นนี้ได้อย่างไร

อันที่จริง กล้ามเนื้อนี้สามารถขยับปีกด้วยความเร็วที่มากกว่าสองเท่าของที่จำเป็นสำหรับนกเหล่านี้ในการบิน และดูเหมือนจะเป็นกล้ามเนื้อแขนขาที่เร็วที่สุดสำหรับสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง การวิจัยเพิ่มเติมสามารถสำรวจว่ากล้ามเนื้อนี้สามารถสร้างการเคลื่อนไหวของปีกที่เร็วมากได้อย่างไร และฮอร์โมนเพศชาย เช่น เทสโทสเตอโรน อาจมีบทบาทในการควบคุมความเร็วของกล้ามเนื้อหรือไม่

พัฒนาการของสัญญาณในสัตว์ทำให้เกิดอาการแสดงที่มีลักษณะเฉพาะและผิดปกติหลายอย่าง รวมถึงขั้นตอนทางกายภาพที่ซับซ้อนสำหรับการสื่อสารและการโฆษณาทางสังคม ไม่ค่อยมีใครเข้าใจถึงพัฒนาการของอาการเหล่านี้ และรูปลักษณ์ของพวกมันแสดงถึงความสามารถในการใช้งานในการออกแบบสัตว์ ตัวอย่างเช่น อาการทางกายภาพส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวของแขนขาอย่างรวดเร็วซึ่งควบคุมโดยสถาปัตยกรรมประสาทมอเตอร์เดียวกันซึ่งควบคุมการเคลื่อนไหว "ปกติ" อื่น ๆ ที่ใช้สำหรับการเคลื่อนไหว

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความสามารถในการเคลื่อนไหวถูกจำกัดโดยการแลกเปลี่ยนระหว่างแรงหดตัวของกล้ามเนื้อและความเร็ว กล้ามเนื้อของแขนขาตามหลักวิชาจึงไม่สามารถสร้างทั้งการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วของอวัยวะที่เกี่ยวข้องกับการแสดงทางกายภาพที่น่าทึ่งและแรงที่จำเป็นต่อการเคลื่อนไหวตามหลักวิชา แล้วระบบแขนขาและกล้ามเนื้อพื้นฐานของพวกมันควบคุมการเคลื่อนไหวของแขนขาที่รวดเร็วเป็นพิเศษซึ่งจำเป็นต่อการสร้างการแสดงพฤติกรรมที่ปรับเปลี่ยนได้อย่างไร?

ความแตกต่างระหว่างความแข็งแรงของกล้ามเนื้อและความเร็วในการหดรัดตัวมีอยู่อย่างชัดเจนในกล้ามเนื้อปีกนกภายในช่วงขนาดนี้ และหลักฐานแสดงให้เห็นว่ากล้ามเนื้อดังกล่าวสามารถรักษากำลังที่เพียงพอสำหรับการบินและควบคุมความเร็วในการบิน อย่างไรก็ตาม ในบรรดาสปีชีส์ที่เรากำลังศึกษาอยู่นั้น ทั้งมานากินสีทองและสีแดงสร้างการเคลื่อนไหวของปีกที่รวดเร็วเป็นพิเศษ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเกี้ยวพาราสีของพวกมัน ตัวอย่างเช่น มานากินสีทองเพศผู้จะทำการม้วนสลักโดยที่พวกมันตีปีกเข้าหากันเหนือหลังที่ ≈60 เฮิรตซ์เพื่อสร้างเสียงสะท้อนทางกลที่ดัง

การวิเคราะห์ทางจลนศาสตร์แนะนำว่าพฤติกรรมนี้ทำได้โดยการยกปีกที่เปิดออกแล้วหดปีกซ้ำๆ เพื่อให้ข้อมือชนกันอย่างรวดเร็ว ในทั้งสองสายพันธุ์ ความถี่การสั่นสะเทือนของปีกที่ใช้สำหรับการเกี้ยวพาราสีเกินความถี่ที่ใช้โดยนกที่มีขนาดเท่ากันในการบิน ดังนั้น, ระบบขับเคลื่อนของขาหน้ามีแนวโน้มมากที่สุดที่จะปรับเปลี่ยนอำนาจการเคลื่อนไหวของเกี้ยวพาราสีในขณะที่ยังคงความสามารถในการผลิตพลังงานที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนไหวขับเคลื่อนด้วยการเคลื่อนไหว

สายพันธุ์และกล้ามเนื้อที่ศึกษาในการศึกษานี้

อย่างไรก็ตาม ยังไม่เคยศึกษาธรรมชาติของการดัดแปลงเหล่านี้ สายพันธุ์ที่รวมอยู่ในการศึกษาของเรา ชื่อสามัญตัวหนาและชื่อวิทยาศาสตร์เป็นตัวเอียง อธิบายไว้ คำอธิบายสั้นการแสดงแต่ละชนิดและเหตุผลในการรวมไว้ในการศึกษา ภาพถ่ายโดย Nick Afanas ภาพประกอบของกล้ามเนื้อปีกหลักทั้งสามในมาลากินคอสีทองซึ่งเกี่ยวข้องกับการผลิตม้วน ภาพประกอบทางวิทยาศาสตร์ของกล้ามเนื้อเหล่านี้สามารถพบได้ที่อื่น

อยากเข้าร่วมอบรมต้องทำอย่างไร?

เราตั้งสมมติฐานว่าในมานากินที่มีปกสีทองและสีแดง กล้ามเนื้อหลักที่เกี่ยวข้องกับการหดไหล่ได้พัฒนาจลนศาสตร์การหดตัวอย่างรวดเร็วเพื่อรองรับการหลบหลีกในการแสดงผล แนวคิดนี้มีรากฐานมาจากการศึกษาจลนศาสตร์ซึ่งแนะนำว่าการหดปีกเป็นคุณลักษณะที่สำคัญของการม้วนตัวและป็อป จากแนวคิดนี้ เราคาดว่ากล้ามเนื้อปีกหลักอื่นๆ ซึ่งให้กำลังหลักสำหรับการเคลื่อนไหวของส่วนหน้าระหว่างการบินจะไม่ได้รับการแก้ไข

ในเส้นเลือดนี้ เราคาดการณ์ว่ากล้ามเนื้อสองส่วนหลังนี้แสดงจลนพลศาสตร์การหดตัวที่คล้ายคลึงกัน เนื่องจากดูเหมือนว่าจะไม่เอื้อต่อการเคลื่อนไหวของปีกอย่างรวดเร็วที่รวมอยู่ในการแสดงนกสองตัวนี้ ดังนั้น กล้ามเนื้อเหล่านี้อาจถูกจำกัดโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติเพื่อสร้างแรงแอโรไดนามิกสำหรับการบินขณะบิน สปีชีส์ที่สองคือมดสีคล้ำ ซึ่งอาศัยอยู่ในโพรงเดียวกับมานากินส์ที่อธิบายข้างต้น แต่สร้างเสียงร้องที่ซับซ้อนแทนการแสดงทางกายภาพ

การเปรียบเทียบเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับการประเมินว่าคุณสมบัติของกล้ามเนื้อที่ควบคุมความถี่การกระตุกนั้นแตกต่างกันอย่างไรในแต่ละสายพันธุ์ และการเคลื่อนตัวอย่างรวดเร็วของปีกที่ใช้สำหรับการเกี้ยวพาราสีนั้นสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงนี้หรือไม่ ดังนั้น จากสมมติฐานของเราที่อธิบายข้างต้น เราคาดการณ์ว่าจลนพลศาสตร์ของ brachialis แบบหดเร็วจะหายไปในมานากินสีน้ำเงิน มดตัวดำ และนกกระเรียนบ้าน เนื่องจากสปีชีส์เหล่านี้ไม่สร้างการประลองปีกที่รวดเร็วซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการแสดงการเกี้ยวพาราสี

การตรวจสอบบันทึกในสถานที่

ดังนั้น เป้าหมายแรกของเราคือตรวจสอบว่าการกระตุ้นซ้ำๆ ให้กับกล้ามเนื้อหนึ่งๆ ไม่ได้ทำให้เนื้อเยื่อหมดหรือทำลายเนื้อเยื่อ และทำให้ผลลัพธ์ของเราสับสน โดยรวมแล้ว เราพบว่าไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในค่าเปอร์เซ็นต์การผ่อนคลายระหว่างเหตุการณ์กระตุ้นที่แยกจากกันทั้งสองเหตุการณ์ ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่ากล้ามเนื้อยังคงทำงานตามปกติในระหว่างช่วงการบันทึกความถี่การสั่น

ไดอะแกรมของเวิร์กโฟลว์และการออกแบบขั้นตอน รถไฟกระตุ้นอยู่ห่างกัน 1 นาที หลังจากเซสชั่นการฝึกที่ 100 Hz เราทำการฝึกซ้อมครั้งที่สองที่ 20 Hz สำหรับแต่ละบุคคล เปอร์เซ็นต์การฟื้นตัวที่ความถี่ของการกระตุ้นที่กำหนดจะคำนวณโดยการหาค่าเฉลี่ยต้นทุนของสิ่งเร้าแปดตัวแรกภายในการออกกำลังกายแบบป้อนเข้า

ซึ่งตรงกับจำนวนการแกว่งของปีกที่สมเหตุสมผลซึ่งรูปวงรีสีทองและมานากินสีแดงรวมอยู่ในการแสดงม้วนหรือเกล็ดตามลำดับ เปอร์เซ็นต์การคลายกล้ามเนื้อโดยเฉลี่ยในการตอบสนองต่อการกระตุ้น 20 Hz ที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของรอบการกระตุ้น

มีการสมัครสมาชิกชั้นเรียนหรือไม่?

ข้อดีของการรวบรวมบันทึกการบิดกล้ามเนื้อในแหล่งกำเนิดคือ เราสามารถประเมินว่ากล้ามเนื้อสร้างการเคลื่อนไหวเพื่อตอบสนองต่อการกระตุ้นภายใต้สภาวะโหลดปกติหรือไม่ อันที่จริง เราพบว่านี่คือวิธีที่การกระตุ้นกล้ามเนื้อที่เราควบคุมทำให้เกิดการเคลื่อนไหวของปีก ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้ว่า ความเร็วสูงการลดอัตราการผ่อนคลายเป็นวัฏจักรสอดคล้องกับการสั่นของปีกความถี่สูงที่สอดคล้องกัน

ความแตกต่างในพลวัตของพลวัตของอาการกระตุกที่ปลายแขน

แบบจำลองไม่เชิงเส้นที่ออกแบบมาเพื่ออธิบายความสัมพันธ์ระหว่างการคลายกล้ามเนื้อเฉลี่ยในการตอบสนองต่อความถี่ต่างๆ ของการกระตุ้นกล้ามเนื้อ ในแต่ละกราฟ การคลายกล้ามเนื้อที่ความถี่การกระตุ้นที่กำหนดเป็นค่าเฉลี่ยสำหรับบุคคลในสายพันธุ์นั้น

วิวัฒนาการของกล้ามเนื้อปีกที่เร็วผิดปกติในมานากินที่มีปกทองและสีแดง

จากการวิเคราะห์ข้างต้น เราได้สำรวจความหลากหลายของความเร็วการหดตัวของกล้ามเนื้อที่สามารถอธิบายความสามารถของแท็กซ่าบางชนิดในการขยับแขนขาอย่างรวดเร็วในระหว่างการแสดง การวัดนี้เป็นการประเมินแบบจำลองการถดถอยของพฤติกรรมการหดตัวที่แท้จริง และถูกกำหนดให้เป็นอัตราการกระตุ้นสูงสุดที่เปอร์เซ็นต์การผ่อนคลายของกล้ามเนื้อคือครึ่งหนึ่งของช่วงการทำงานที่คาดการณ์ไว้ เราใช้มาตรการนี้เนื่องจากเป็นตัวชี้วัดที่สม่ำเสมอและเป็นกลาง โดยเราสามารถเปรียบเทียบอัตราการหดตัวของกล้ามเนื้อในนกได้

ข้อมูลของเราให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีที่ระบบยนต์ของสัตว์ได้รับการออกแบบเพื่อแสดงพฤติกรรมที่น่าทึ่ง ยิ่งกว่านั้น เรารู้ว่าความถี่เหล่านี้สูงกว่าความถี่ตีแบบมีปีกทั่วไปอย่างเห็นได้ชัดระหว่างการบินสำหรับนกที่มีขนาดเท่ากัน ซึ่งหมายความว่าการเลือกทางเพศนั้นส่งผลในเชิงบวกต่อปรากฏการณ์ของฟีโนไทป์ของกล้ามเนื้อสุดโต่งสำหรับการปรับตัวให้เข้ากับพฤติกรรมที่รุนแรงเท่าๆ กัน

การวิจัยเกี่ยวกับมานากินที่มีปลอกคอสีทองชี้ว่าตัวเมียมักจะผสมพันธุ์กับตัวผู้ ซึ่งทำการประลองยุทธ์บางอย่างในการอ่านมากกว่า ความเร็วที่รวดเร็ว. อย่างไรก็ตาม กล้ามเนื้อเหล่านี้สามารถจำกัดความเร็วโดยรวมของการเคลื่อนที่ที่กำหนดได้เนื่องจากผลกระทบ การคัดเลือกโดยธรรมชาติซึ่งน่าจะคงคุณสมบัติความแข็งแรงของผ้าเหล่านี้ไว้สำหรับเที่ยวบินในเที่ยวบิน