Warum haben Tiere keine einrastbaren Gelenke?
Warum benutzen Affen (einschließlich Menschen), bzw. allgemein Tiere, die viel mit den Händen machen, Muskeln zum Halten von Gegenständen? Wenn ein Gegenstand in der Luft gehalten wird, wird fortlaufend chemische Energie in Wärme umgewandelt um die Muskeln angespannt zu halten, während z.B. ein Tisch Gegenstände ohne fortlaufende Energiezufuhr an einer Position halten kann. Wäre es evolutionär nicht günstiger, wenn Tiere Gelenke einrasten könnten und dann einfach ihr Skelett als Stütze verwenden würden?
5 Antworten
Eine interessante Überlegung.
Zunächst mal hat die Evolution schon mechanismen hervor gebracht, die es erlauben mit wenig oder keinem Energieaufwand eine Kraft aufrecht zu erhalten.
Beispielsweise die Füße von Vögeln. Hier muss bei manchen Arten Muskelkraft aufgewendet werden um die Kralle zu öffnen. Das heißt, der Vogel kann auf einem Zweig schlafen und sich mit den Füßen festhalten ohne dafür einen Muskel anspannen zu müssen.
Oder der Hals bei Giraffen. Ich meine die Sehnen im Hals sind dauerhaft auf Spannung um den Kopf oben zu halten. Es muss hier Muskelkraft gegen die Spannung der Sehnen aufgewendet werden um den Kopf zu senken.
Die Evolution hat in diesen Fällen quasi sowas wie biologische Federn (Mit Federn meine ich hier z. B. Stahlfedern wie sie z. B. Im Kugelschreiber vorkommen) entwickelt, die gespannt werden können und dadurch eine Kraft lange ohne zusätzliche Energie aufrecht erhalten können.
Einrastbare Gelenke sind aber auch eine interessante Idee. Ich denke es ist nicht dazu gekommen, weil sie ziemlich komplex und fehleranfällig sein könnten. Auch würde dadurch möglicherweise die Beweglichkeit des Gelenkes eingeschränkt. Viele Nachteile, die offenbar größer sind als der Vorteil etwas Energie zu sparen.
Es gibt aber Tiere mit einrachbaren Gelenken, insofern ist Deine Annahme falsch.
Z.B. Hühner haben das, sicher aber auch noch etliche andere Tiere.
Fledermäuse haben solch einen Verriegelungsmechanismus in den Krallen, um sich sicher an der Decke verankern zu können, ohne Energie zu verbrauchen. Diese Sperre in den Gelenken hat sich extra für den Kopfüberschlaf entwickelt. Ansonsten brauchen die meisten Tiere keine „Tischfunktion“. Manche Spezies benutzen Werkzeuge, wo es aber auf die eingesetzte Kraft und Motorik des Gelenks ankommt. Beim Halten von Essen oder Kindern wäre solch ein Mechanismus zwar in der Theorie hilfreich, aber nicht zwingend nötig, da man durch solche Muskelanspannungen zu wenig Energie verbraucht.
Die Sehnen an den Zehenbeugern arbeiten wie Federn (nicht die zum Fliegen, sondern mechanische Federn). Die Sehnen sind quasi bestrebt, sich immer zu entspannen, also möglichst kurz zu sein (wenn du eine gespannte Feder los lässt, zieht sie sich in ihre Ursprungsform zusammen). Dabei üben sie an den Zehen eine Zugkraft aus und die Zehen krümmen sich. So bleiben die Zehen ohne Aufbringen von Muskelkraft gekrümmt. Das funktioniert so gut, dass sogar tote Fledermäuse noch kopfüber an der Decke hängen bleiben.
Will die Fledermaus los fliegen, muss sie hingegen aktiv Muskelkraft aufbringen und zwar so viel dass die Zugkraft der Zehenstrecker die Zugkraft der Sehnen an den Zehenbeugern übersteigt. Das ist dann so, als wûrdest du eine Feder spannen wollen. Um die Feder zu dehnen, musst du dafür Kraft aufwenden.
Also du vergleichst starre Gegenstände mit gelenkigen und beweglichen Lebewesen und willst wissen warum das nicht funktioniert?
Aber ja, ich gebe dir recht, es wäre wahrscheinlich schon praktisch xD
Haben manche in gewisser Weise. Beim eingeknickten Stehen von Pferden tritt eine Spannsägenkonstruktion der Sehnen am Hinterbein in Aktion, dass wenig Energie verbraucht wird, wenn dieTiere im Stehen schlafen.
Die Vorderbeine sind dagegen sehr gerade, dass minimale Muskelkraft gebraucht wird.
Blöde Frage, aber wie funktioniert das mit den Fledermäusen? Kann mir das nur ganz schwer vorstellen😅