Locomotia [fiz]

Acest mecanism simplu este baza oricărui tip de locomoţie din rândul animalelor. Locomoţia în sine este un produs al contracţiei musculare, stimulată de semnale nervoase.
Semnalele pot fi generate de o reacţie reflex – legătura directă dintre receptor şi muşchiul care determină dediţelul de mare să-şi retragă tentaculul – sau pot fi un produs al controlului conştient.

În cele mai multe cazuri, sunt un amestec al celor două: animalul ştie ce vrea să facă, dar mişcările necesare ale muşchilor sunt coordonate automat de sistemul său nervos central. Nici noi nu le spunem picioarelor cum să umble – pur şi simplu ştim unde să mergem.
O asemenea coordonare poate fi observată la unele dintre cele mai simple forme de animale – la protozoare unicelulare, precum parameciul.

Acest organism microscopic de forma unui papuc se propulsează prin apă agitând mii de structuri minuscule, mobile, asemănătoare cu firele de păr, numite cili. Cilii se agită într-un sincronism perfect, creând unde de mişcare de-a lungul corpului organismului, care îl împing spre înainte. Dacă se ciocneşte de un obstacol, mişcarea ondulatorie se inversează şi dă înapoi, înainte de a se propulsa într-o altă direcţie.

La parameci, cilii sunt controlaţi printr-un efect simplu de domino: când un cil se mişcă, el declanşează acelaşi lucru şi la cilul alăturat, iar mişcarea se transmite până la capăt.
La animalele pluricelulare, se poate obţine cam acelaşi rezultat prin semnale ce trec printr-o fibră nervoasă şi stimulează un muşchi după celălalt – creând unda de mişcare ce trece prin picioarele unui miriapod în mişcare, de exemplu, sau valul de contracţii care străbat corpul unei râme ce îşi croieşte drum prin pământ.

Acţiunile mai complexe, tipice pentru animalele mai cunoscute, precum păsările şi mamiferele, sunt coordonate de creier, care trimite o serie de impulsuri prin reţeaua de nervi pentru a acţiona fiecare muşchi, după cerinţe.

Muşchi şi schelete
Un muşchi este în esenţă un mănunchi de fibre, fiecare compusă din filamente groase şi subţiri. Filamentele subţiri pot să alunece spre înăuntru sau în afară printre filamentele groase, care sunt prevăzute cu mici proiecţii transversale numite punţi. Când muşchiul e stimulat de un semnal nervos, punţile se strâng pe filamentele groase, scurtând întrega fibră ca pe un telescop. Când semnalul nervos este întrerupt, filamentele subţiri pot să alunece din nou în afară şi fibra se relaxează.

Un muşchi nu poate să se contracte şi să se relaxeze; el nu poate să se întindă în mod activ. Fibrele relaxate trebuie să fie întinse de o altă forţă – un resort, sau, cel mai adesea, un alt muşchi.
Meduza foloseşte principiul resortului. Cea mai mare parte a „clopotului” său este compusă dintr-un material gelatinos întreţesut cu fibre elastice. Când animalul înoată, un aranjament de muşchi radiali şi circulari se contractă pentru a strânge clopotul şi a scoate apa din el; când muşchii se relaxează, fibrele elastice determină clopotul să-şi reia forma iniţială, întinzând fibrele musculare, pregătite pentru următoarea contracţie.

Gelatina meduzei acţionează ca un schelet moale şi elastic, dând muşchilor un sprijin cu ajutorul căreia să poată acţiona.
Scheletul moale
La multe animale „scheletul” este chiar mai moale, şi abia dacă e mai mult decât un sac cu lichid înconjurat de muşchi. Acest schelet hidrostatic nu are o elasticitate propriu-zisă, dar funcţionează deoarece lichidul nu poate fi comprimat, şi pentru că muşchii care îl înconjoară sunt dispuşi în două sau mai multe grupuri, care se sprijină reciproc în acţiunea lor.

Râma, spre exemplu, are un set de muşchi ce-i încercuiesc corpul şi un set ce se întinde de-a lungul său. Contracţia muşchilor circulari strânge lichidul din scheletul său hidrostatic şi, pentru că lichidul nu poate fi comprimat, se extinde într-un cilindru lung şi subţire. Relaxarea acestor muşchi şi contracţia setului longitudinal inversează acţiunea şi strânge lichidul într-un cilindru scurt şi gros. Râma foloseşte această acţiune simplă pentru a săpa prin pământ, întinzând părţi ale corpului său segmentat pentru a-şi împinge capul înainte şi contractând alte părţi pentru a-şi trage şi coada înainte.

Animalele cu schelete tari nu-şi pot schimba forma de bază în acest fel, dar ele se servesc de principiul muşchilor antagonişti. De exemplu, coloana vertebrală a unui peşte are rolul unei fundaţii stabilite pentru blocurile mari de muşchi ce se întind pe ambele flancuri. Contractându-şi setul de muşchi din partea stângă, peştele îşi trage coada spre stânga; relaxându-i pe aceştia şi, contractându-i pe cei din partea dreaptă, îşi trage coada spre dreapta.

Concentraţia alternativă a laturilor creează o formă de S, şi deplasând fiecare centru de contracţie spre coadă, peştele creează o undă de mişcare de-a lungul corpului său, care îl împinge înainte prin apă. Astfel peştele înoată.
Deplasarea prin apă
Apa este un material foarte dens, aproape la fel de dens ca şi corpurile animalelor care se deplasează prin ea. Acest fapt are trei consecinţe importante. Orice animal care trebuie să se deplaseze repede trebuie să fie hidrodinamic pentru a străpunge apă cu eficienţă, altfel ar pierde foarte multă energie.

Pe de altă parte, apă densă susţine greutatea animalului, economisind energia pe care un animal terestru o consumă numai pentru a-şi susţine propria greutate. Datorită faptului că apa oferă o asemenea rezistenţă, cea mai mică mişcare are un efect puternic, permiţând unui peşte, de exemplu, să se propulseze cu doar o smucitură a cozii.
Animalele acvatice folosesc patru metode de bază pentru a se propulsa prin apă, propulsia cu jet de apă, ondulaţia corpului, vâslirea şi acţiunea aripii portante.