Два надколенника или не два: Загадка двойного колена страуса

Страусы — единственные животные в мире с двойным надколенником, но его назначение остаётся эволюционной загадкой. По словам аспирантки Софи Реньо из Королевского ветеринарного колледжа (Великобритания), понимание различных конфигураций надколенника у разных животных может помочь в разработке протезов, хирургических вмешательств и даже роботов с улучшенными суставами.

У страусов верхний надколенник похож на единственную коленную чашечку у большинства других видов, а нижний напоминает фиксированный костный выступ, как кончик локтя. Насколько известно, этот двойной надколенник уникален для страусов — даже у вымерших гигантских птиц его следов не найдено.

Результаты исследования показывают, что двойной надколенник страуса, вопреки ожиданиям, снижает механическое преимущество мышц-разгибателей колена. У других видов, включая человека, эффект смешанный: механическое преимущество увеличивается при одних углах сгиба колена и уменьшается при других.

Точное влияние этой анатомии на беговые качества страуса установить сложно, но у учёных есть гипотеза: возможно, это позволяет страусам разгибать колени относительно быстрее, чем с одним надколенником.

Используя комбинацию КТ-сканирования и рентгеноскопии (метод XROMM — рентгеновская реконструкция движущейся морфологии) на реальной ноге страуса, команда построила 3D-модель костей и надколенников. Анимировав движение, они показали, как надколенники перемещаются в трёхмерном пространстве.

Хотя исследование пролило свет на одну из функций сесамовидных костей, их истинное предназначение остаётся загадкой. Неясно, зачем страусам мог понадобиться второй надколенник. Возможно, он помогает защищать сухожилие у этих тяжёлых быстро бегающих птиц, но могут быть и другие, ещё не изученные функции.