При работе хоботом слоны пользуются псевдосуставами, напрягая часть хобота так, чтобы она стал опорой остальному хоботу.

Для слонов хобот – как для нас руки. С его помощью они делают массу всего: хоботом слон может бережно взять пучок травы и хоботом же он может поднять груз массой до 270 кг; в хобот слоны набирают воду, как в насос, и обливаются ею; хоботом расчищают себе дорогу, рвут ветки с высоких деревьев и отправляют себе в рот; хоботом трубят. Притом в хоботе нет костей. С одной стороны, если внутри нет твёрдого костного стержня, это даёт больше свободы – хобот можно вывернуть куда угодно. Но кость не только ограничивает движения, она также даёт опору для мышц. Представим себе нашу руку без костей – что бы мы могли ею делать?

(Фото: smithore / Depositphotos) 

Мышцы слоновьего хобота устроены  иначе, чем мышцы руки, и работают тоже во многом по-другому. Однако, как пишут в Current Biology сотрудники Женевского университета, в движениях хобота можно усмотреть некоторые закономерности, которым подчиняются наши руки. Исследователи снабдили хоботы двух африканских слонов специальными датчиками, которые считывают движение; по сути, тут использовали метод захвата движения (motion capture), используемый в съёмках фантастических фильмов, в которых актёр должен играть какое-то сказочное существо – все движения человека, вся пластика оцифровывается и превращается в движущийся виртуальный портрет. Кроме этого, в экспериментах использовали разные варианты томографии, чтобы лучше описать мышечную анатомию хобота; анатомию изучали как у африканских, так и у азиатских слонов.

Оказалось, что даже самые сложные манипуляции хоботом можно разбить на несколько простых движений, числом около двадцати. То есть слоны используют что-то вроде двигательного словаря, комбинируя эти простые движения между собой и в результате добиваясь виртуозного владения хоботом. Такие элементарные движения выполняют отдельные модули, на которые разбит хобот. Например, когда слон тянется за чем-то перед собой, он вытягивает хобот, но при этом хобот тянется не как целое, а по частям, модуль за модулем, от основания и до кончика. Точно так же когда слон поднимает что-то с земли, хобот сгибается тоже как бы по частям.

Действительно, для многих движений хоботу бывает нужно опереться – на ту самую кость, которой нет. Тогда определённый сегмент сильно напрягается, становится жёстким и служит опорой для остальной части хобота. Получается что-то вроде псевдосустава – временного локтя или запястья.

В перспективе новые сведения о слоновьих хоботах должны пригодиться тем, кто разрабатывает мягких роботов: такие роботы должны быть очень гибкими, уметь сжиматься и расширяться, но одновременно должны по необходимости быть сильными – и устройство хобота может подсказать, как это сделать.

По материалам Phys.org