7 जुलाई को ‘प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज’ (पीएनएएस) पत्रिका में प्रकाशित, एक अध्ययन जिराफ में अंगों की लंबाई और चलने की दक्षता के बीच ट्रेड-ऑफ की जांच करता है।
कई स्तनधारियों में, लंबे, सीधे अंग एक यांत्रिक लाभ प्रदान करते हैं जो गति और मांसपेशियों की दक्षता को बढ़ाता है।
हालांकि, जिराफ के बेहद लंबे अंग, जो खाने में मदद करते हैं, एथलेटिकवाद को बढ़ावा नहीं दे सकते हैं।
क्रिस्टोफर बसु और जॉन हचिंसन ने जिराफ फोरलिंब और दो संबंधित प्रजातियों के मस्कुलोस्केलेटल मॉडल का उत्पादन किया: ओकापिया जॉनस्टोनी, एक जीवित प्रजाति, और सिवाथेरियम गिगेंटम, एक विलुप्त प्रजाति।
लेखकों ने गति पकड़ने और बल डेटा का उपयोग करके जिराफ चलने में मांसपेशियों की दक्षता और अन्य दो प्रजातियों में अनुमानित दक्षता को मापा।
विभिन्न प्रकार के छोटे जानवरों से निकाले गए डेटा के आधार पर जिराफ की मांसपेशियों की दक्षता अपेक्षा से चार गुना कम थी, यह दर्शाता है कि जिराफ की मांसपेशियों को अपेक्षाकृत बड़ी ताकतें उत्पन्न करनी चाहिए।
परीक्षण की गई तीन प्रजातियों में मांसपेशियों की दक्षता भिन्न होती है; जिराफ और सिवथेरियम का शरीर द्रव्यमान समान होता है, लेकिन जिराफ की मांसपेशियों की दक्षता कम होती है।
जिराफ और ओकापी की मांसपेशियों की दक्षता समान होती है, भले ही जिराफ के पास ओकापी के द्रव्यमान का 4-6 गुना होता है।
परिणाम बताते हैं कि, एक निश्चित आकार में, बढ़े हुए शरीर द्रव्यमान से जुड़ी मांसपेशियों की दक्षता में वृद्धि एक पठार तक पहुंच जाती है।
लेखकों के अनुसार, लंबे जानवरों में अपेक्षाकृत कम मांसपेशियों की दक्षता होने की संभावना होती है, जब तक कि मांसपेशी पल हाथ के रूप में जाना जाने वाला एक पैरामीटर, जो मांसपेशियों और जोड़ के धुरी बिंदु के बीच की दूरी है, उनके अंग की लंबाई के समानुपाती नहीं है।
जिराफ सबसे ऊंचे जीवित जानवर हैं, जो अपने प्रतिद्वंद्वियों के लिए अनुपलब्ध भोजन तक पहुंचने के लिए अपनी ऊंचाई का उपयोग करते हैं।
यह स्पष्ट नहीं है कि उनकी विशेष शारीरिक रचना उनकी एथलेटिक क्षमता को कैसे प्रभावित करती है।
हमने एक जिराफ़ और दो करीबी रिश्तेदारों से फोरलिंब के मस्कुलोस्केलेटल मॉडल बनाए और मोशन-कैप्चर और फोर्स डेटा का इस्तेमाल करके यह मापने के लिए कि वे एक सीधी रेखा में चलते समय कितने कुशल हैं।
उदाहरण के लिए, एक घोड़ा जमीन पर 1 इकाई बल का विरोध करने के लिए मांसपेशियों के बल की सिर्फ 1 इकाई का उपयोग करता है।
जिराफ के अंग तुलनात्मक रूप से कमजोर होते हैं – जमीन पर 1 यूनिट बल का विरोध करने के लिए उनकी मांसपेशियों को 3 यूनिट बल विकसित करना चाहिए।
यह बताता है कि जिराफ मामूली गति से क्यों चलते और दौड़ते हैं।
जिराफ (जिराफ कैमलोपार्डालिस) के पास विशेष गतिमान आकृति विज्ञान है, अर्थात् लम्बी और ग्रेसाइल डिस्टल अंग।
हालांकि यह उनकी समग्र ऊंचाई में योगदान देता है और खिला व्यवहार को बढ़ाता है, हम प्रस्ताव करते हैं कि लंबे अंग खंडों और मामूली मांसपेशी लीवर हथियारों के संयोजन से कम प्रभावी यांत्रिक लाभ होता है (ईएमए, इन-लीवर से आउट-लीवर पल हथियारों का अनुपात), जब अन्य शाप देने वाले स्तनधारियों की तुलना में।
इसका परीक्षण करने के लिए, हमने चलने के दौरान जिराफ forelimb EMA की गणना करने के लिए प्रयोगात्मक रूप से मापी गई किनेमेटिक्स और ग्राउंड रिएक्शन फोर्स (जीआरएफ), मस्कुलोस्केलेटल मॉडलिंग और उलटा गतिशीलता के संयोजन का उपयोग किया।
जिराफ 0.34 (+-0.05 एसडी) के ईएमए के साथ चलते हैं, उनके चलने की गति के भीतर गति के साथ कोई स्पष्ट संबंध नहीं है।
जिराफ ईएमए 0.03 से 297 किलोग्राम तक के अन्य स्तनधारियों से एक्सट्रपलेशन की अपेक्षा लगभग चार गुना कम था, और यह और सबूत प्रदान करता है कि ईएमए पठार या यहां तक कि स्तनधारियों में घोड़े के आकार से अधिक कम हो जाता है।
हमने इस विचार का और परीक्षण किया कि अंग खंड की लंबाई एक कारक है जो विलुप्त जिराफिड सिवाथेरियम गिगेंटम और अन्य मौजूदा जिराफिड, ओकापिया जॉनस्टोनी में जीआरएफ और मांसपेशी पल हथियारों को मॉडलिंग करके ईएमए निर्धारित करता है।
शरीर द्रव्यमान में चार से छह गुना अंतर के बावजूद, जिराफ और ओकापिया ने समान ईएमए साझा किया (ओकापिया ईएमए = 0.38)।
इसके विपरीत, सिवाथेरियम, जिराफ के साथ एक समान शरीर द्रव्यमान साझा करते हुए, अधिक ईएमए (0.59) था, जो हम प्रस्तावित करते हैं कि व्यवहार संबंधी मतभेदों को दर्शाता है, जैसे कि एथलेटिक प्रदर्शन के लिए कुछ हद तक बढ़ी हुई क्षमता।
हमारे मॉडलिंग दृष्टिकोण से पता चलता है कि अंग की लंबाई जीआरएफ पल बांह परिमाण का एक निर्धारक है और जब तक कि मांसपेशियों के क्षण हथियारों का पैमाना अंग की लंबाई के साथ सममित रूप से नहीं होता है, लंबे स्तनधारी कम ईएमए के लिए प्रवण होते हैं।
हमने इस बात पर प्रकाश डाला है कि जिराफ अपेक्षा से कम प्रभावी यांत्रिक लाभ का उपयोग करते हैं, क्योंकि उनके मस्कुलोस्केलेटल आकारिकी (जैसे कि उलना की ओलेक्रानन प्रक्रिया) 300 किलोग्राम तक के जानवरों में ईएमए में देखी गई प्रवृत्ति को बनाए रखने के लिए अपर्याप्त है।
मॉडलिंग किए गए जीआरएफ मोमेंट आर्म्स और मसल मोमेंट आर्म्स के विश्लेषण से हमारे परिणामों ने सुझाव दिया कि जिराफ का ईएमए ओकेपिस के समान है, एक जिराफ जिसमें कम शरीर द्रव्यमान और अधिक प्लेसीओमॉर्फिक लोकोमोटर लक्षण होते हैं।
जिराफियों के बीच कम ईएमए सर्वव्यापी नहीं था, क्योंकि एस गिगांटियम में अधिक ईएमए होने की भविष्यवाणी की गई थी, लेकिन छोटे स्तनधारियों, यहां तक कि घोड़ों की तुलना में अभी भी कम है।
सिवथेरियम और जिराफ के बीच अंतर ईएमए इन दो समान आकार के जिराफों के बीच व्यवहार या एथलेटिक अंतर को दर्शा सकता है, जो कि अधिक विस्तृत तरीके, जैसे कि सिमुलेशन, परीक्षण कर सकते हैं।
जबकि जिराफ की भोजन क्षमता अत्यधिक ऊंचाई से संचालित होती है, ऐसा प्रतीत होता है कि अत्यधिक अभिशाप लोकोमोटर प्रदर्शन के साथ एक कार्यात्मक व्यापार-बंद के साथ आया है।
अध्ययन जिराफ के अंग की लंबाई और चलने की दक्षता के बीच संबंध की जांच करता है
