چرا پرندگان به شکلی خنده‌دار می‌دوند؟

وقتی انسان‌ها می‌خواهند سریع حرکت کنند (به استثناءِ مسابقات پیاده‌روی سرعت)، پاهای خود را از زمین بلند می‌کنند. اما پرندگان هنگام حرکت سریع معمولا یکی از پاهایشان را روی زمین نگه می‌دارند. دانشمندان این شیوه‌ی دویدن را «دویدن متصل به زمین» می‌نامند.

پاشا ون بیلرت و همکارانش در دانشگاه اوترخت هلند می‌خواستند بدانند چرا سبک دویدن پرندگان از سبک دویدن انسان‌ها بسیار متفاوت است. برای مثال، شترمرغ استرالیایی که سرعتش می‌تواند به ۵۰ کیلومتر در ساعت برسد، همیشه هنگام دویدن با سرعت‌های متوسط، یک پای خود را روی زمین نگه می‌دارد. ون بیلرت می‌گوید: «گاهی اوقات که می‌بینید پرنده‌ای به شکل عجیبی راه می‌رود، درواقع درحال دویدن است و این امر را از بالا و پایین شدن بدنشان می‌توان تشخیص داد.»

قبلا تصور می‌شد این سبک دویدن نسبت به سبک دویدن هوایی که در آن هر دو پا به‌طور همزمان از زمین بلند می‌شوند و در دوپایان دیگری همچون انسان‌ها مشاهده می‌شود، به انرژی بیشتری نیاز دارد.

پژوهشگران انتظار داشتند دو عامل بر حرکت پرندگان تاثیر بگذارد: تاندون‌های بسیار انعطاف‌پذیر پاهایشان و حالت خمیده‌ی بدنشان. هیچ‌کدام از این عوامل را نمی‌توان با آزمایش روی پرنده واقعی بررسی کرد. بیلرت می‌گوید: «نمی‌توان آناتومی پرنده را تغییر داد و تاثیر آن بر روش دویدنش را بررسی کرد یا نمی‌توان شترمرغ را آموزش داد که صاف بایستد.» به همین دلیل، از شبیه‌سازی استفاده شد که به پژوهشگران امکان داد آناتومی پاهای شترمرغ را تنظیم و بررسی کنند کدام سبک حرکت در سرعت‌های مختلف از نظر انرژی کارآمدتر است.

ون بیلرت می‌گوید این تغییرات را نمی‌توان در پرنده‌ی واقعی اعمال کرد؛ اما آن‌ها نمایانگر تفاوت‌های میان گونه‌های مختلف پرندگان هستند. برای مثال، بلدرچین‌ها بدن بسیار خمیده‌ای دارند و احتمالا تاندون‌هایشان انرژی زیادی ذخیره نمی‌کند. درمقابل شترمرغ‌ها حالتی نسبتا عمودی دارند، اما تاندون‌های آن‌ها انرژی فراوانی ذخیره می‌کند.

شبیه‌سازی‌ها، دو استراتژی برای کاهش مصرف انرژی هنگام حرکت سریع را نشان دادند: آغاز از حالت ایستاده روی پاهای قائم یا حفظ یک پا روی زمین تا حد ممکن. انسان‌ها از روش اول استفاده می‌کنند، اما پرندگان نمی‌توانند این کار را انجام دهند بنابراین از دویدن متصل به زمین استفاده می‌کنند.

ون بیلرت می‌گوید معمولا درمورد دویدن به‌عنوان فعالیتی فکر می‌کنیم که همیشه یک مرحله‌ی هوایی دارد؛ درحالی‌که سبک دویدن شترمرغ‌ها به این صورت است: راه رفتن، دویدن متصل به زمین و دویدن هوایی. بنابراین، آن‌ها سبک دویدن اضافی در سرعت‌های متوسط دارند.

درحالی‌که به‌نظر می‌رسد دویدن متصل به زمین به‌دلیل مصرف انرژی بیشتر نسبت به دویدن هوایی، پرهزینه باشد، در برخی موارد، دویدن متصل به زمین می‌تواند مصرف انرژی را بهینه کند. ون بیلرت می‌گوید: «اگر عضلات شما در حالت بسیار خمیده از همه‌ی حالت‌ها قوی‌تر و موقعیت عمودی ناممکن باشد، آن‌گاه دامنه‌ای از سرعت‌های دویدن وجود دارد که در آن دویدن متصل به زمین برای شما بهترین گزینه است. انسان‌ها این کار را انجام نمی‌دهند، زیرا می‌توانند راست بایستند، اما پرندگان این توانایی را ندارند.»

کسب دانش بیشتر درباره شترمرغ‌های استرالیایی خوب است، اما ون دیلبرت امیدوار است این پژوهش بتواند به درک دانشمندان از اجداد دور پرندگان، یعنی دایناسورها نیز کمک کند.

ون بیلرت می‌گوی ولوسی‌رپتورها و دینونیکوس‌ها دم‌های نسبتا نازک و اندام‌های جلویی بلند پرداری داشتند که موجب می‌شد مرکز جرم آن‌ها به جلو منتقل شود و وضعیت خمیده‌تری شبیه وضعیت بدنی شترمرغ‌ها داشته باشند. او می‌گوید: «وقتی می‌خواهم نحوه‌ی حرکت دایناسورها را برای افرادی توضیح دهم که زیاد به این مسائل فکر نکرده‌اند، به شوخی توضیح می‌دهم که نزدیک‌ترین چیز به دایناسور تروپود، شترمرغی با دم تمساح است.»