Мышцы в полёте: Летучие мыши используют переработанную энергию для взлёта

Летучие мыши уникальным образом способны растягивать и накапливать энергию в сухожилиях своих бицепсов и трицепсов во время взлёта и вертикального полёта, что даёт им дополнительный энергетический импульс. Новое исследование на фруктовых летучих мышах, которое будет представлено на встрече Общества экспериментальной биологии в Валенсии 4 июля, использовало передовые технологии для визуализации того, как эти небольшие млекопитающие перемещаются в воздухе.

Доктор Николаи Конов (Университет Брауна, США), руководивший исследованием, сказал: "Энергия накапливается в сухожилии трицепса, которое используется для разгибания локтя – по сути, разгибание локтя происходит с использованием "переработанной" энергии. Современный уровень знаний, как и наши результаты, указывает на то, что летучие мыши уникальны среди мелких млекопитающих своей способностью растягивать сухожилия, поскольку сухожилия конечностей мелких млекопитающих считаются слишком толстыми и жёсткими для растяжения".

"Комбинируя информацию о движении скелета с данными о механике мышц, мы обнаружили, что сухожилия бицепсов и трицепсов мелких фруктовых летучих мышей растягиваются и накапливают энергию, когда мышь отрывается от земли и летит вертикально".

Исследователи использовали передовую 3D-технологию визуализации XROMM (Рентгеновская реконструкция движущейся морфологии), которая позволяет визуализировать быстрое внутреннее движение скелета. XROMM объединяет 3D-модели костной морфологии с данными о движении из бипланарного рентгеновского видео, создавая высокоточные "реанимации" движения 3D-костей в пространстве. Также использовался новый метод флюоромикрометрии, при котором в мышцу имплантируются небольшие рентгеноконтрастные маркеры, что позволяет с высокой точностью измерять изменение длины во время сокращений.

Эти результаты указывают на то, что действие мышц, приводящих в движение животных в жидкостях, может зависеть от последовательной эластичности, и что по крайней мере некоторые сухожилия конечностей у мелких млекопитающих могут растягиваться под действием мышечных и аэродинамических сил, обеспечивая силовой контроль движения суставов.

Это исследование, вероятно, будет иметь значение для разработки автономных микро-летательных аппаратов и, возможно, также амфибийных поисково-спасательных транспортных средств.