Пингвины оказались неожиданно накачанными и имеют уникальную мышцу

Под забавной, несколько бестолковой внешностью и знаменитой переваливающейся походкой золотоволосых пингвинов скрывается впечатляюще мощная мускулатура, приспособленная и для подводного «полёта», и для ходьбы на суше. Новое исследование впервые детально описало мышцы конечностей этих птиц и попутно помогло разгадать загадку пингвинов, которая ставила зоологов в тупик более 100 лет. И это далеко не первая странность этих птиц: раньше учёные уже выясняли, почему пингвины спят урывками прямо посреди жизни в шумной колонии.

Золотоволосые пингвины оказались неожиданно накачанными

Как устроены мышцы пингвинов и чем они отличаются от птиц

Золотоволосый пингвин (Eudyptes chrysolophus) — птица среднего размера, около 70 см ростом и 5–6 кг весом. Обитает на субантарктических островах Южной Атлантики и Индийского океана, узнаваем по ярко-жёлтым перьевым хохолкам. Несмотря на немного комичный вид, под перьями у него прячется серьёзный мышечный аппарат.

Команда анатомов из Мидвестернского университета (США) при участии специалистов из SeaWorld San Diego и компании Scarlet Imaging провела детальное препарирование двух золотоволосых пингвинов и сравнила их мускулатуру с анатомией летающих птиц. Результат — первая современная и полная карта мышц конечностей этого вида.

Почему пингвины не летают и как они плавают

Большинство птиц летают по воздуху. Пингвины давно отказались от этой способности и стали одним из самых известных примеров нелетающих птиц. Зато они научились «летать» под водой. И для этого их тело перестроилось кардинально.

Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем Telegram-канале. Подпишитесь прямо сейчас!

Главное отличие — в мышце под названием супракоракоидеус (supracoracoideus). У летающих птиц она относительно невелика: её задача — поднимать крыло, а основную работу делает мощная грудная мышца при взмахе вниз. Обратный ход крыла в воздухе почти пассивный — поток воздуха помогает. Но в воде всё иначе.

Вода примерно в 800 раз плотнее воздуха. Чтобы двигаться в такой среде, пингвину нужна мышечная сила и на гребке вниз, и на гребке вверх. Поэтому супракоракоидеус у золотоволосого пингвинов значительно увеличен по сравнению с летающими родственниками. По данным более ранних исследований на других видах пингвинов, эта мышца может составлять почти половину массы грудной мышцы, тогда как у летающих птиц — лишь около пятой части.

Пингвин «летит» под водой, используя ласты как крылья

Кроме того, исследователи обнаружили необычную конфигурацию мышц плечевого пояса. Она придаёт гребку пингвина выраженную обратную составляющую — то есть ласт при каждом движении отталкивает воду ещё и назад, что усиливает тягу. Представьте, что вы плывёте и ваши руки при каждом гребке не просто давят вниз, а ещё и с силой отбрасывают воду за спину. Именно так плавает пингвин.

Пингвины вообще ведут себя под водой сложнее, чем кажется: исследования показывали, что они даже издают звуки под водой во время охоты.

Столетняя загадка мышц задних конечностей пингвинов

Одна из самых интересных находок исследования — мышца в задних конечностях, о которой учёные спорили больше ста лет. Одни считали её частью наружной косой мышцы живота, другие — поверхностной головкой сгибателя бедра. Единого мнения не было.

Препарирование показало: это отдельная, самостоятельная мышца. Она начинается от грудины, проходит через срединную линию тела и крепится к большеберцовой кости обеих ног, фактически связывая задние конечности между собой. Исследователи предложили назвать её аддуктор тибиалис (adductor tibialis) — то есть «приводящая большеберцовая мышца».

Её функция — держать ноги пингвина плотно прижатыми друг к другу. Это работает по тому же принципу, что и у дельфинов, китов и даже людей при плавании: чем обтекаемее форма тела, тем меньше сопротивление воды. Для пингвина, который гоняется за крилем на глубине до 100 метров, такая экономия энергии критически важна.

Почему пингвины переваливаются при ходьбе и не падают

Знаменитая «утиная» походка пингвинов — не просто милая особенность, а прямое следствие их анатомии. Та самая мышца adductor tibialis, которая помогает под водой, на суше работает иначе: она удерживает голени в приведённом положении и помогает поддерживать равновесие при ходьбе на двух ногах.

Золотоволосые пингвины шагают по каменистому склону к океану

Ноги пингвина расположены далеко позади по сравнению с другими птицами, а колени практически не разгибаются при ходьбе. Специализированные мышцы удерживают конечности близко к телу, и всё вместе приводит к характерному покачиванию из стороны в сторону. На первый взгляд это выглядит неуклюже, но такая походка оказалась энергоэффективной — как на суше, так и в воде, где прижатые ноги снижают сопротивление.

Зачем учёные изучают мышцы пингвинов и что это даёт

У исследования есть вполне практическое значение. Золотоволосые пингвины — частые обитатели зоопарков и центров реабилитации дикой природы. При этом до сих пор подробных анатомических справочников по их мускулатуре практически не существовало. Теперь у ветеринаров появился детальный атлас мышц конечностей, который может помочь в нескольких областях:

• диагностика и лечение травм ласт и ног
• планирование хирургических вмешательств
• разработка программ реабилитации для раненых или больных птиц

Чем лучше мы понимаем биологию этих птиц, включая устройство их тела, тем точнее можем выстраивать стратегии их охраны.

Кроме того, исследование проливает свет на эволюцию пингвинов — от летающих предков к мастерам подводного плавания. Понимание того, как именно перестроилась мускулатура, помогает восстановить путь, которым шла эволюция целого отряда птиц. Сюда хорошо ложатся и находки древних пингвинов, у которых крылья и ноги уже были приспособлены к жизни в воде.

Так что пингвинья походка — это не неловкость. Это результат миллионов лет эволюции, в ходе которой пингвины превратились из летающих птиц в одних из лучших пловцов животного мира. А их мощная мускулатура, как выяснилось, может дать фору многим существам, которые выглядят куда более спортивно.