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Die biomechanische Bedeutung der Armlänge und der Körpermasse für die hangelnde Fortbewegungsweise
Gespeichert in:
Personen und Körperschaften: | , |
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Titel: |
Die biomechanische Bedeutung der Armlänge und der Körpermasse für die hangelnde Fortbewegungsweise |
In: | Zeitschrift für Morphologie und Anthropologie, 74, 1984, 3, S. 261-274 |
veröffentlicht: |
E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung
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Umfang: | 261-274 |
ISSN: |
0044-314X |
Zusammenfassung: | <p>By means of calculations, we have explored 3 problems: What are the mechanical advantages of elongated upper extremities for a brachiator? Which limits are set to an increase of arm length? Is there any factor of internal mechanics limiting body size? "Standard" brachiation in gibbons corresponds reasonably well with the model of a mathematical pendulum. This type of brachiation is energy conserving because of the alternating transformation of potential energy into kinetic energy and vice versa. In "ricocheting" brachiation, the animal cuts off those parts of each swing in which its velocity decreases towards zero. Long forelimbs increase horizontal velocity. They allow a quicker start. The lifting of the body necessary to impart new energy to a swing is done with less expenditure of energy. Elongation of the forelimbs is limited, because the muscle force necessary to move the arm grows much faster than its length. The corresponding increase of mass of the upper extremities either entails a shift of body proportions, so that the body does no longer form a mathematical pendulum, or, if proportions are constant, an enlargement of body size. Body mass of brachiators is limited by the muscle force necessary for keeping the finger joints flexed against the torque of body weight. Both, necessary and available forces come to an intersection at a body mass of 30 kg. Bone strength is not the limiting factor for mass increase. Long-limbed brachiators may possess more slender arm bones than short-limbed ones without a reduction of strength. Auf der Basis von Berechnungen werden 3 Fragen geprüft: worin der mechanische Vorteil sehr langer Arme für einen Hangler besteht, welche Grenzen einer Verlängerung der Arme gesetzt sind, und ob für Hangler eine Begrenzung der Körpermasse existiert. Die Berechnungen beruhen auf dem Modell eines „mathematischen” Pendels. Wenn vergleichbare Dimensionen angenommen werden, stimmt dessen Schwingungsdauer mit derjenigen eines realen Gibbons gut überein. Die Einschaltung einer Schwebphase in der „ricocheting brachiation” ist ein Mittel, die horizontale Geschwindigkeit des Tieres konstant zu halten und trägt somit zur Einsparung von Energie bei. Große Länge der Arme läßt den Hangler in der Horizontalen schneller werden, ohne daß zusätzliche Energie aufgewendet werden muß. Große Armlänge erlaubt auch einen besonders schnellen Start aus der sitzenden Ruhehaltung auf einem Ast. Bei großer Armlänge ist weniger Muskelkraft zum Heben des Körpers um einen bestimmten Betrag notwendig als bei kürzeren Armen. Eine Begrenzung der Armlänge ergibt sich aus der Zunahme der Drehmomente in den Gelenken. Sie erfordern einen Zuwachs der Muskelkraft und damit der Querschnittsflächen der Segmente. Es resultieren überlineare Massenzunahmen, insbesondere wenn die Bewegungsgeschwindigkeit gleich gehalten werden soll. Eine solche Massenzunahme der Arme führt entweder zu einer Verschiebung der Körperproportionen mit der Folge einer zunehmenden Abweichung von „mathematischen” Pendeln oder zu einer Vergrößerung des ganzen Tieres. Eine Massenzunahme des ganzen Hanglers findet ihre Grenzen in der Beschränkung der Muskelkraft, welche von den Fingerflexoren für die Sicherung des Griffes aufgebracht werden kann. Die Grenze liegt zwischen der Masse eines Siamang (11 kg) und eines Bonobo (40 kg). Die Festigkeit der Knochen setzt der Massenzunahme keine Grenzen. Die Durchmesser der Armknochen bei Hylobatiden scheinen eher von der Biege- als von der Druckfestigkeit abzuhängen, die erforderlichen Durchmesser folgen der Körpermasse mit dem Exponenten 0,39. Die empirisch bestimmten Knochendicken von Gibbons und Siamang verhalten sich nur in geringem Ausmaß positiv allometrisch, viel weniger, als wenn sie von der Druck- oder Zugfestigkeit bestimmt wären.</p> |
Format: | E-Article |
Quelle: |
sid-55-col-jstoras9 JSTOR Arts & Sciences IX Archive |
Sprache: | Deutsch |