Где у птицы настоящее колено?
Птичья нога кажется странной; мы невольно сравниваем её с человеческой. Самый заметный сустав, торчащий назад под перьями, обычно называют коленом. Но настоящее колено скрыто гораздо выше, почти у туловища. Короткое бедро лежит внутри контура тела, под кожей, поэтому снаружи его почти не видно. От настоящего колена вниз идёт длинная кость голени. Учёные называют её тибиотарзусом. Название можно не запоминать. Важно другое: эта кость заканчивается тем самым заметным «углом», который большинство людей принимают за колено. На деле это нижний сустав ноги, функционально похожий на область голеностопа человека. Ниже тянется цевка, тонкая и прочная кость, похожая на удлинённую стопу. На её конце располагаются суставы пальцев. Получается своеобразная складная конструкция: короткое скрытое бедро, длинная голень, длинная цевка и веер пальцев. Такая схема делает ногу лёгкой и одновременно позволяет птице приседать, прыгать, гасить удар при посадке и точно ставить лапу на неровную опору.
У большинства птиц четыре пальца. В первом две косточки, во втором — три, в третьем — четыре, в четвёртом — пять. Эта последовательность превращает птичью лапку в гибкую цепочку. Цепочка может обогнуть ветку, но не складывается при этом как попало: суставные сумки и боковые суставные связки направляют движение, а коготь на последней косточке цепляется за неровности коры. У скворца три пальца смотрят вперёд, а один назад. Ветка оказывается между ними, словно внутри несимметричных щипцов. Только эти щипцы мягкие и подвижные. Подушечки пальцев приминаются к коре, увеличивают площадь соприкосновения и подстраиваются под диаметр ветки. Чем точнее лапа «обнимает» опору, тем меньше усилий требуется, чтобы с неё не соскользнуть.
Тросы внутри лапы
Пальцами птицы управляют не крупные мышцы, а длинные «тяги» — сухожилия. Мышцы находятся выше, в голени, а от них к пальцам и тянутся сухожилия. Их удобно представить как прочные тросы в гибких направляющих. Потянулся трос, палец согнулся; натяжение ослабло, палец можно разогнуть. На пути вниз сухожилия проходят через узкие каналы и оболочки. Эти оболочки удерживают «тросы» у костей, не позволяя им оттопыриваться при сгибании. На некоторых участках поверхности сухожилий и их оболочек покрыты мелкими поперечными выступами. Когда палец согнут, выступы могут сцепляться и мешать сухожилию скользить назад. Это явление часто называют сухожильным замком. Слово «замок» рисует в воображении металлическую защёлку, но живой механизм устроен тоньше. Сухожилие растягивается, его оболочка деформируется, суставы сохраняют подвижность. Скорее это даже не замок, а тормоз с насечками: он помогает сохранить достигнутое положение пальцев и уменьшает усилие, необходимое для удержания ветки.
В начале XX века австрийский анатом Йозеф Шаффер связал такие поперечные структуры с фиксацией пальцев. Позже американские исследователи Томас Куинн и Джулиан Баумел показали, что похожий механизм встречается у самых разных птиц. Причём используется он не только во время отдыха на ветке. Такой механизм помогает хищнику удерживать добычу, дятлу — цепляться за ствол, а водной птице — управлять стопой на опоре...
