На вопрос, почему у наземных позвоночных четыре ноги (виды перешедшие к бипедальному передвижению или, подобно змеям, ноги утратившие, — отдельная тема), биолог ответит уверенно. Таковы уж были особенности скелета лопастепёрых рыб, от которых наземная ветвь позвоночных произошла. Но с точки зрения физика, даже биолог почти «гуманитарий». Он не зрит в корень. У того, что ног в норме четыре, а не шесть или не восемь, должна быть физическая причина.
...Скелет здесь не при чём. Он — вторичен. Если бы именно четыре ноги не были оптимальным решением, лопастепёрые не вышли бы на сушу, уступив её более достойным. Или же как-то вышли бы из положения, отрастив дополнительные точки опоры.
Начать стоит с биомеханики. Четыре ноги, это минимум, необходимый для движения шагом при низком уровне развития органов чувств и нервной системы, неспособной ещё следить за балансом, в реальном времени реагируя перемещением центра тяжести на крен. Три опоры обеспечивают устойчивое положение, четвёртая переставляется. Обходящийся тремя опорами илистый прыгун будто бы нарушает этот принцип, но передвигаться он может только ползком или, — если важна скорость, — прыжками. Прыжки же — более сложный и затратный в смысле загрузки «бортового компьютера» способ.
То есть, при первом штурме суши — в девоне — весьма примитивные даже сравнительно с современными рыбами позвоночные не могли бы обойтись менее чем четырьмя опорами. Нехватка плавников пригодных для переделки в ноги вынудила бы их передвигаться только ползком, что крайне ограничило бы возможности амфибий на суше.
Однако из той же биомеханики следует, что на этапе перехода от ползания к ходьбе оптимум лежит в области шести, а не четырёх опор. Три ноги обеспечивают устойчивость, другие три переставляются. При методе 3+3 операций требуется вдвое меньше, а скорость (понимаемая, как частота шагов) вдвое выше, чем при 3+1. Выбор насекомых, таким образом, отнюдь не случаен.
...Только потом, на более высоком уровне развития опорно-двигательной и нервной систем, две ноги из шести становятся лишними. Но «потом» наступает на несколько десятков миллионов лет позже. Если шаг (4+1) это начало карбона (340 миллионов лет назад), то рысь (2+2) это середина пермского периода (280 миллионов лет назад). Чуть позже появляются и первые бегуны. Сначала на двух ногах. Бег на четырёх ногах — галоп — стал доступен только самым продвинутым — плацентарным млекопитающим и 40-45 миллионов лет назад — палеогене.
Синхронизация движения двух пар толчковых ног требует слишком высокой скорости расчётов.
Освоить бег на двух ногах — проще.
Соответственно, если способность поддерживать баланс уже развита, рысь 2+2 предпочтительнее рыси 3+3. Но где рысь, а где древние амфибии? Логично, казалось бы, ожидать, что позвоночные выйдут на сушу на шести ногах, а только потом избавятся от двух лишних.
...Так, наверно, и было бы. Если б у лопастепёрых рыб наличествовало шесть сильных плавников. Однако же ещё условия моря показали достаточность четырёх рулевых лопастей, — две на передней и две на задней, что позволяет осуществлять крутые повороты, частях тела. Дополнительная пара лишь повышала бы сопротивление среды и загружала бы вычислительную систему. Сокращение количества конечностей в пользу более тонкого и оперативного управления оставшимися — общая эволюционная тенденция, наблюдаемая у всех типов животных.
Конечно, уже на суше, превратившись в амфибий, рыбы могли бы заметить недостатки хода 3+1 и что-то предпринять. Но именно это они и сделали. Причём, путём менее затратным, чем эксперименты с дополнительными опорами. Прокачав баланс как могли быстро, они освоили рысь: 2+2.
Блог нуждается в поддержке. Кошелёк ЮMoney 4100 1168 3178 5907