การโหนสลิง
การโหนตัว (จาก "brachium" ภาษาละตินแปลว่า "แขน") หรือการแกว่งแขนเป็นรูปแบบหนึ่งของการเคลื่อนที่บนต้นไม้ที่ไพรเมตแกว่งตัวจากกิ่งไม้หนึ่งไปยังอีกกิ่งหนึ่งโดยใช้เพียงแขนของพวกมัน ในระหว่างการโหนตัว ร่างกายจะได้รับการรองรับสลับกันระหว่างแขนหน้าแต่ละข้าง รูปแบบการเคลื่อนที่นี้เป็นวิธีการเคลื่อนที่หลักของชะนี ขนาดเล็ก และชะนีสยามในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งชะนีใช้การโหนตัวในการเคลื่อนที่มากถึง 80% ของกิจกรรมการเคลื่อนที่ทั้งหมด[ 1 ]ลิงโลกใหม่บางชนิดเช่นลิงแมงมุมและลิงมูริกิในตอนแรกถูกจัดประเภทเป็นกึ่งโหนตัวและเคลื่อนที่ไปตามต้นไม้ด้วยการผสมผสานระหว่างการกระโดดและการโหนตัว ลิงโลกใหม่บางชนิดยังแสดงพฤติกรรมการห้อยตัวโดยใช้หางที่สามารถจับยึดได้ซึ่งทำหน้าที่เสมือนมือที่ห้าในการ จับยึด [ 2 ]หลักฐานแสดงให้เห็นว่าลิงProconsul ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว จากยุคไมโอซีนของแอฟริกาตะวันออกได้พัฒนารูปแบบแรกของพฤติกรรมการห้อยตัว และจึงถูกเรียกว่าprobrachiator [ 3 ]
จากการสังเกตเพิ่มเติมและความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับกายวิภาคศาสตร์และพฤติกรรมของไพรเมต คำว่า semibrachiator และ probrachiator จึงไม่เป็นที่นิยมในวงการวิทยาศาสตร์อีกต่อไป[ 3 ]ปัจจุบัน นักวิจัยจัดให้ชะนีและชะนีสยามเป็น brachiator ที่แท้จริงเพียงชนิดเดียว และจัดให้ลิงใหญ่เป็น brachiator ที่ปรับเปลี่ยนแล้ว[ 3 ]พฤติกรรมการโหนสลิงอื่นๆ ที่ไม่ตรงกับการจัดประเภทใดๆ เหล่านี้ จะถูกเรียกว่าท่าทางและการเคลื่อนที่แบบใช้แขนท่อนล่างในการห้อยตัว[ 3 ]
ลักษณะบางอย่างที่ทำให้ไพรเมตสามารถโหนเชือกได้ ได้แก่ กระดูกสันหลังสั้น (โดยเฉพาะกระดูกสันหลังส่วนเอว ) เล็บสั้น (แทนที่จะเป็นกรงเล็บ) นิ้วยาวโค้ง นิ้วหัวแม่มือลดขนาดลง แขนขายาว และข้อมือที่หมุนได้อย่างอิสระ[ 2 ]มนุษย์ยุคใหม่ยังคงรักษาลักษณะทางกายภาพหลายอย่างที่บ่งชี้ถึงบรรพบุรุษที่โหนเชือกได้ รวมถึงข้อต่อไหล่ที่ยืดหยุ่นและนิ้วที่เหมาะสำหรับการจับ ในลิงขนาดเล็ก ลักษณะเหล่านี้เป็นการปรับตัวเพื่อการโหนเชือก แม้ว่าลิงขนาดใหญ่โดยปกติจะไม่โหนเชือก (ยกเว้นอุรังอุตัง ) แต่กายวิภาคของมนุษย์ชี้ให้เห็นว่าการโหนเชือกอาจเป็นการปรับตัวเพื่อการเดินสองขาและมนุษย์ยุคใหม่ที่มีสุขภาพดีก็ยังสามารถโหนเชือกได้[ 4 ] สวนสาธารณะสำหรับเด็กบางแห่งมีราวลิงที่เด็กๆ เล่นโดยการโหนเชือก
นอกจากจะช่วยกำหนดวิวัฒนาการของโครงสร้างร่างกายของชะนีแล้ว การโหนเชือกยังส่งผลต่อรูปแบบและลำดับพฤติกรรมของพวกมันด้วย ตัวอย่างเช่น ต่างจากไพรเมตชนิดอื่นที่อุ้มลูกไว้บนหลัง ชะนีจะอุ้มลูกไว้ทางท้อง นอกจากนี้ยังส่งผลต่อกิจกรรมการเล่น การผสมพันธุ์ และการต่อสู้ของพวกมันด้วย เชื่อกันว่าชะนีได้เปรียบทางวิวัฒนาการจากการโหนเชือกและการห้อยตัวด้วยมือทั้งสองข้าง ( การห้อยตัวด้วยสองมือ) ขณะกินอาหาร ในขณะที่ไพรเมตขนาดเล็กไม่สามารถยึดตัวเองด้วยมือทั้งสองข้างได้นาน และไพรเมตขนาดใหญ่มีน้ำหนักมากเกินไปที่จะใช้ประโยชน์จากแหล่งอาหารที่ปลายกิ่ง ชะนีสามารถห้อยตัวอยู่ได้เป็นเวลานานและใช้แขนยาวของพวกมันเอื้อมไปถึงอาหารที่ปลายกิ่งได้ง่ายกว่า อีกทฤษฎีหนึ่งตั้งสมมติฐานว่าการโหนเชือกเป็นรูปแบบการเคลื่อนที่ที่เงียบกว่าและไม่เด่นชัดกว่าการกระโดดและการปีนป่ายแบบสี่ขา จึงสามารถหลีกเลี่ยงผู้ล่าได้ สำเร็จมากกว่า [ 5 ]
ประเภทของการเคลื่อนที่แบบโหนสลิง
การติดต่ออย่างต่อเนื่อง
รูปแบบการโหนเชือกนี้เกิดขึ้นเมื่อไพรเมตเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ช้าลง และมีลักษณะเฉพาะคือสัตว์จะรักษาการสัมผัสกับจุดยึดอย่างต่อเนื่อง เช่น กิ่งไม้[ 6 ]รูปแบบการเดินแบบนี้ใช้การแลกเปลี่ยนแบบพาสซีฟระหว่างพลังงานสองประเภท คือพลังงานศักย์โน้มถ่วงและพลังงานจลน์การเคลื่อนที่เพื่อผลักดันสัตว์ไปข้างหน้าด้วยต้นทุนทางกลที่ต่ำ[ 6 ]รูปแบบการโหนเชือกนี้ได้รับการเปรียบเทียบกับรูปแบบการเคลื่อนไหวของ การเดิน สองขาในมนุษย์[ 7 ]
ริโคเคทัล
การโหนสลิงแบบนี้ใช้โดยไพรเมตเพื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่สูงขึ้น และมีลักษณะเฉพาะคือมีช่วงบินระหว่างการสัมผัสกับที่จับแต่ละครั้ง[ 8 ]การโหนสลิงแบบริโคเคทัลใช้การแลกเปลี่ยนพลังงานจลน์แบบการเคลื่อนที่และการหมุนเพื่อเคลื่อนที่ไปข้างหน้า และเปรียบเทียบได้กับการเคลื่อนไหวแบบ "แส้" [ 7 ]เนื่องจากมีช่วงลอยตัว การโหนสลิงแบบริโคเคทัลจึงคล้ายกับการวิ่งสองขาในมนุษย์[ 7 ]
แบบจำลองการโหนสลิง
การเคลื่อนที่แบบลูกตุ้ม
การโหนเชือกอย่างต่อเนื่องมักถูกเปรียบเทียบกับการเคลื่อนที่ของลูกตุ้มอย่างง่าย[ 8 ]เนื่องจากการผันผวนของพลังงานที่เกิดขึ้นในขณะที่ลิงกำลังแกว่งไปมาระหว่างส่วนต่างๆ ของต้นไม้แต่ละต้น เนื่องจากพลังงานจะถ่ายโอนจากศักยภาพไปเป็นจลน์ และในทางกลับกัน[ 9 ]การใช้ความเร่งโน้มถ่วงเพื่อทำให้เกิดการเคลื่อนที่สามารถพบได้ทั้งในลิงที่โหนเชือกและลูกบอลที่เคลื่อนที่ในแบบจำลองลูกตุ้ม[ 9 ]ลิงที่โหนเชือกสามารถใช้โมเมนตัมนี้ได้หลายวิธี: ในระหว่างการแกว่งลง ลิงสามารถเพิ่มการเปลี่ยนแปลงของพลังงานจลน์ให้สูงสุด ในระหว่างการแกว่งขึ้น มันสามารถลดการสูญเสียพลังงานจลน์ให้น้อยที่สุด หรือมันสามารถหลีกเลี่ยงการเคลื่อนที่ไปด้านข้างในระหว่างการแกว่งขึ้น[ 9 ]ลิงที่โหนเชือกได้ปรับกลยุทธ์ทั้งสามนี้เพื่อเพิ่มการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าให้สูงสุดโดยการปรับท่าทางในระหว่างการแกว่งแต่ละครั้ง[ 9 ]
ปริมาณพลังงานที่ถ่ายโอนจากศักยภาพไปเป็นจลน์ระหว่างการเคลื่อนไหวแบบลูกตุ้มเรียกว่าการฟื้นตัวของพลังงาน[ 8 ]การรักษาการฟื้นตัวของพลังงานที่สูงขึ้นระหว่างการโหนเชือกจะใช้พลังงานน้อยลงและช่วยให้สัตว์เคลื่อนที่ไปยังจุดหมายปลายทางได้อย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม การเคลื่อนไหวประเภทนี้ก็ควบคุมได้ยากกว่า[ 8 ]ดังนั้น เนื่องจากความเสี่ยงที่จะพลาดจุดยึดอาจส่งผลให้เกิดการบาดเจ็บหรือเสียชีวิต ประโยชน์ของการเคลื่อนที่ช้าลงด้วยการฟื้นตัวของพลังงานที่ต่ำกว่าและการควบคุมที่มากขึ้นจึงน่าจะมากกว่าต้นทุนของการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น[ 8 ]
วิวัฒนาการของการเคลื่อนที่แบบโหนสลิง
การโหนกิ่งไม้มีต้นกำเนิดในทวีปแอฟริกาเมื่อ 13 ล้านปีก่อนการปรากฏตัวของไพรเมต ขนาดใหญ่ ที่เรียนรู้ที่จะเคลื่อนที่โดยการห้อยตัวอยู่บนกิ่งไม้ ทำให้ไพรเมตในรุ่นใหม่ต้องเปลี่ยนแปลงโครงสร้างร่างกายบางอย่าง ซึ่งคงอยู่มาจนถึงปัจจุบันในหลายสายพันธุ์ รวมถึงมนุษย์ด้วย
พฤติกรรมการเคลื่อนที่เฉพาะทาง เช่น การโหนสลิง เชื่อกันว่าวิวัฒนาการมาจากการเดินสี่ขา บนต้นไม้ พฤติกรรมนี้เป็นกลไกการเคลื่อนที่ดั้งเดิมและพบได้บ่อยที่สุดในกลุ่มไพรเมต[ 10 ]ซึ่งจะอธิบายได้ว่าทำไมลิงและมนุษย์ในปัจจุบันจึงมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่ผิดปกติหลายอย่างของแขนและทรวงอกร่วมกัน[ 10 ]การเปลี่ยนไปสู่การโหนสลิงถือเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในระหว่างวิวัฒนาการของไพรเมต และเชื่อกันว่าเป็นสารตั้งต้นที่เป็นไปได้ของการปรับตัวของการเดินสองขาในโฮมินิดยุค แรก [ 11 ]พฤติกรรมการห้อยตัวเฉพาะทางแสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการขึ้นอย่างอิสระระหว่างกลุ่มโฮมินิด[ 11 ]
มีสมมติฐานหลายประการเกี่ยวกับวิธีที่ไพรเมตยุคแรกๆ ที่สามารถโหนสลิงได้อาจเปลี่ยนไปเป็นการเดินสองขา สมมติฐานที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดคือสมมติฐานการปีนป่ายในแนวดิ่ง ซึ่งระบุว่าการปีนป่ายในแนวดิ่งเป็นกลไกทางชีวภาพที่เชื่อมโยงระหว่างการโหนสลิงและการเดินสองขา[ 12 ] [ 13 ]มีการค้นพบการปรับตัวในการปีนป่ายมากมายในโฮมินิน ยุคแรกๆ และการปรับตัวเหล่านี้บางส่วนยังคงสามารถพบเห็นได้ในมนุษย์ในปัจจุบัน ท่าทางของร่างกาย สัดส่วนของแขนขา และการออกแบบลำตัวที่โดดเด่นที่พบในลิงที่ยังมีชีวิตอยู่นั้น อธิบายได้ดีกว่าด้วยการปรับตัวก่อนหน้านี้ของพฤติกรรมการปีนป่าย[ 13 ]