|
Många djur kan gå och springa med hjälp av sina ben. Men varför har olika djur olika antal gångben? Varför har människor två ben, hästar fyra, myror sex och spindlar åtta gångben? I en del fall kan det bero på anpassningar till miljön, i andra fall skulle det kunna förklaras av djurens evolutionära historia och i vissa fall kan vi inte förklara det.
De flesta djur är bilateralsymmetriska. Detta innebär att de har
- en högersida och en vänstersida som är i det närmaste spegelbilder av varandra
- en framände med huvud och en bakände
- en ryggsida och en buksida
Fördelen med detta är att det blir lätt att röra sig mot ett mål, till exempel mot ett ställe där det finns mat. Det innebär också att djur har lika många gångben på vänster och höger sida av kroppen. Läs mer på en annan sida om bilateralsymmetri.
Om däggdjurs och fåglars gångben och om hur de kan få nya funktioner
Vi människor är förstås bilateralsymmetriska. Det är därför vi har två armar, en på varje sida, och två gångben, ett på varje sida. Precis som vi, så har alla djur som går med ben ett jämnt antal ben, lika många på varje sida. Annars hade det blivit svårare att hålla balansen. Fåglar har två gångben. Nästan alla däggdjur har fyra gångben. Bland undantagen hittar vi bland annat människor, kängurur och en del gnagare, som alla bara använder bakbenen när de förflyttar sig.
Hos många av de djur som förflyttar sig på bakbenen har frambenen fått en annan nyttig funktion. Fåglarnas framben har utvecklats till vingar. Eftersom människans framben inte är gångben, kan hon bära tunga saker och använda händerna även när hon rör sig. Läs om de fantastiska redskap som kallas händer på en annan sida. Texten fortsätter under bilden.
 |
Skelettet av Tyrannosaurus rex visar de otroligt små frambenen. Den visar också att det krävs särskilda anpassningar för att kunna hålla balansen hos djur som rör sig på två ben. Tyrannosaurus massiva svans fungerar som motvikt till den främre delen av kroppen. Courtesy of Connie Ma and the Field Museum of Natural History at Chicago, from Wikimedia Commons under Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic License. |
|
Kängururnas framben är däremot mer eller mindre förkrympta och till liten nytta. Varför använder de bara ett par gångben när de rör sig snabbt? Den sannolika förklaringen är att de har utvecklat ett sätt att förflytta sig, som är mindre energikrävande än att springa på fyra ben. Kanske gällde detta också för de tvåbenta, icke flygande dinosaurierna. Tyrannosaurus rex hade enormt förkrympta framben, som inte kan ha varit särskilt användbara till någonting. Även människans bakben har utvecklats till effektiva redskap för långdistanslöpning. Det är därför som vi har de konstigaste fötterna bland alla apor. Läs om hur kängurur hoppar och om löpningens betydelse för människans evolution på andra sidor.
Ryggradslösa djurs gångben
Insekter har sex gångben, medan spindlar, dolksvansar och andra spindeldjur samt många kräftdjur har åtta gångben. Mångfotingar ("tusenfotingar") har ett mycket stort antal gångben, dock ej tusen. Läs om mångfotingarnas ben på en annan sida.
Om djur har väldigt många gångben, kan det troligen bli svårt att koordinera rörelserna. Detta kan leda till att de alltid har samma rörelsemönster och har svårt att anpassa rörelserna till nya situationer. Insekter, spindeldjur och kräftdjur med få gångben härstammar från djur med betydligt fler. Genom att minska antalet gångben har dessa djur skaffat sig en betydligt större rörelserepertoar. Detta är troligen en anledning till att dessa djurgrupper är mycket större och artrikare än mångfotingarna. Texten fortsätter under bilden.
 |
Kopparödlan (Anguis fragilis; tidigare kallas kopparorm eller ormslå) är en ödla, inte en orm, som förlorat alla fyra benen. Det här exemplaret ser ut att ha förlorat svansen genom så kallad självstympning (autotomi). Det finns tvärgående sprickor i svansens ryggkotor. I dessa svaga zoner kan svansen lätt gå av. Detta är en försvarsmekanism som användes då ett rovdjur fått tag i den. I vissa fall kan den tappade svansen röra sig en stund och distrahera rovdjuret. Courtesy of N. Sloth, from Encyclopedia of Life under Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported License. |
|
Varför har landlevande ryggradsdjur fyra ben?
Varför har nästan alla landlevande ryggradsdjur fyra ben, inte två, inte sex och inte åtta? Hos en del av dessa djur fungerar frambenen inte längre som gångben. Hos andra har ett eller båda benparen försvunnit. Valarna har förlorat bakbenen, medan frambenen har omvandlats till fenor. Ormar har förlorat alla benen. Det finns groddjur och ödlor utan ben eller med bara ett par ben. Men alla landryggradsdjur härstammar från djur som gick på fyra ben och inga av dem har fler än fyra ben. Orsaken hittar vi i deras evolutionära historia.
Alla landryggradsdjur härstammar från utdöda fiskar som hade två par fenor längs med sidorna på buken, ett par bröstfenor och ett par bukfenor. Dessa fenor utvecklades till de fyra ben som vi ser hos groddjur, kräldjur inklusive fåglar och däggdjur. Den evolutionära förklaringen till att landryggradsdjuren fick fyra ben skulle således kunna vara att fiskars simning underlättas av att de har just två par fenor på buksidan, inte bara en stjärtfena och opariga ryggfenor. Kanske finns det under embryots utveckling någon slags restriktion, som gör det omöjligt för fyrfota landryggradsdjur att utveckla fler benpar. Sådana restriktioner (på engelska "developmental bias") kan i många fall begränsa de evolutionära möjligheterna för djur. Läs mer om hur fiskar gick upp på land i artikeln "Varför har vi fem fingrar och tår? Om fingrarnas och tårnas märkliga evolutionära historia".
Vilket är det bästa antalet gångben att ha?
Som ovan nämnts, är det svårt att samordna ett stort antal gångben. Man ser därför en tendens i djurvärlden till att djur, som är anpassade till en effektiv gång, har ett litet antal gångben. Vilket är då det bästa antalet ben man kan ha, när man rör sig? En hel del talar för att det är sex ben. Insekterna skulle alltså vara bättre konstruerade än vi däggdjur avseende benantal. Det minsta antalet stödpunkter som kan ge stöd åt kroppen utan att man behöver balansera är tre. Tre ben ger dessutom stöd i alla lägen, så länge kroppens tyngdpunkt befinner sig ovanför den triangel som bildas av fötternas stödpunkter på marken. En trebent pall vickar aldrig. De sexbenta insekterna har två uppsättningar med tre ben och kan alltså vid gång växla mellan två mycket stabila lägen. Insekterna har således det minsta antalet gångben som kan ge maximal stabilitet.
 |
Travande elefant. Den har ingen fritt svävande fas, som travande hästar. Detta är förståeligt, med tanke på djurets kroppsvikt. Läs om trav i texten nedan. Animation i slowmotion. From Eadweard Muybridge, in the public domain. Läs om Eadweard Muybridge på en annan sida. |
|
Med två eller fyra ben måste djur hålla balansen
Fyrbenta djur är stabila när de står stilla på fyra ben, men när de rör sig vilar de tidvis på ett, två eller tre ben. Vid vissa gångarter ingår dessutom moment då djuret inte vidrör marken. Vid alla gångarter måste djuren balansera kroppen så att de inte faller. Undantag utgör bland annat många groddjur och ödlor, som tar sig fram med buken i kontakt med marken, ofta slingrande som ormar.
 |
Passgående tvåpucklig kamel. Kameler är kända för sin passgång. Läs om passgång i texten nedan. Animation i slowmotion. From Eadweard Muybridge, in the public domain. Läs om Eadweard Muybridge på en annan sida. |
|
Gångarter hos fyrfota djur
Vid långsam gång (hos hästar skritt) har fyrfotadjur alltid tre ben i marken samtidigt. När de rör sig snabbare går de över i trav. Då flyttar de diagonalt motsatta ben nära nog samtidigt: först vänster fram och höger bak, sedan höger fram och vänster bak och så vidare. Periodvis svävar de då ofta i luften, utan att något ben vidrör marken. Vid passgång förflyttas samma sidas ben samtidigt: först höger fram och höger bak, sedan vänster fram och vänster bak. Passgång är ovanligt, men förekommer hos kameler och giraffer samt hos vissa hästraser. Möjligen är det svårare att hålla balansen vid passgång än vid trav, men lättare att undvika att benen kolliderar med varandra. När de rör sig mycket snabbt, använder många däggdjur galopp. Vid hästars galopp sätts aldrig mer än två ben i marken, tidvis bara ett. Dessutom ingår ett moment då djuret svävar i luften utan markkontakt. Många mindre däggdjur rörsig framåt hoppande med fyra ben, så kallat språng. Då vidrör först bakbenen och sedan frambenen marken, i båda fallen nästan samtidigt. Bakbenen utvecklar den största kraften. Vissa djur kan röra sig genom att hoppa med båda bakbenen. Exempel är många grodor, kängurur och vissa smågnagare samt många fåglar. Slutligen har vi tvåbenta djur, som går eller springer genom att omväxlande röra de båda benen, till exempel fåglar och människor.
 |
Galopperande amerikansk bison. Läs om galopp i texten ovan. Animation i slowmotion. From Eadweard Muybridge, in the public domain. Läs om Eadweard Muybridge på en annan sida. |
|
Människans anpassningar till tvåbenthet
Människor måste alltid balansera kroppen så att dess tyngdpunkt befinner sig ovanför den yta som begränsas av fötternas utsidor. Detta gäller när vi står, när vi går och när vi springer. Annars ramlar vi i sidled, framåt eller bakåt. Vi har emellertid en uppsättning fantastiska reflexer, som håller tyngdpunkten inom detta område. Vi har också skyddsreflexer som gör att vi inte faller, om tyngdpunkten hamnar utanför detta område. Ofta flyttar vi då automatiskt ena foten i fallets riktning och stödjer oss på den. Men vi drattar ändå rätt ofta omkull.
Skillnader mellan att gå och att springa
Hos människan innebär gång att vi först höjer kroppen uppåt genom att skjuta ifrån med det ena benet. Uppåtrörelsen innebär att kroppen får en högre lägesenergi. Sedan faller vi framåt och utnyttjar då lägesenergin genom att omsätta den till rörelseenergi. Samtidigt pendlar det andra benet framåt, sätts i marken och stoppar fallet. Och så håller vi på, hela tiden utnyttjande lagrad lägesenergi. Det är som att resa upp ett ägg på den ena änden, låta det falla framåt och ständigt upprepa manövern.
När vi springer skjuter vi ifrån med det ena benet, så att vi flyger framåt, utan att vidröra marken. Sedan pendlar det andra benet framåt, sätts i marken och stoppar rörelsen. Vid nedslaget omvandlas den rörelseenergi vi skaffat oss vid avstampet till elastisk lägesenergi i det ben som slår i marken. Lägesenergin lagras i spända senor och andra elastiska delar av rörelseapparaten. Denna elastiska energi ger en del av kraften vid nästa avstamp. Och så håller vi på, hela tiden återvinnande en del av rörelseenergin.
Referenser
R. C. Brusca and G. J. Brusca: Invertebrates (Sinauer, 2nd ed, 2003).
R.W. Hill, G.A. Wyse, and M. Anderson: Animal Physiology (3rd ed, Sinauer, 2012).
K.V. Kardong: The vertebrates (5th ed, McGraw-Hill, 2009).
G. M. O. Maloiy, B. M. Rugangazi, and M. F. Rowe: Energy expenditure during level locomotion in large desert ungulates: the one-humped camel and the domestic donkey (Journal of Zoology 277:248-255, 2009).
P. Meurling: Gångart, de fyrfota djurens rörelsemönster (Nationalencyklopedin, nedladdat den 27 oktober 2016).
Till början på sidan
Till "Djurfakta"
|
