क्या आसन से कंगारू अधिक ऊर्जा खर्च किए बिना गति बढ़ा सकते हैं?

अधिकांश जानवर अधिक ऊर्जा खर्च करते हैं क्योंकि वे तेज़ चलते हैं। पैर और ज़मीन के बीच संपर्क की कम अवधि के लिए मांसपेशियों को अधिक तेज़ी से बल उत्पन्न करने की आवश्यकता होती है, जिससे चयापचय लागत बढ़ जाती है।

हालाँकि, कंगारू और उनके रिश्तेदार (मैक्रोपोड) इस नियम के अपवाद हैं। क्लासिक ट्रेडमिल अध्ययनों से पता चला है कि लाल कंगारू और टैमर वालबीज़ ऑक्सीजन की मांग में मामूली वृद्धि के साथ तेजी से छलांग लगा सकते हैं, जो बायोमैकेनिक्स शोधकर्ताओं को हैरान कर रहा है।

पिछले अध्ययनों ने उनके टखने के एक्सटेंसर मांसपेशी-कण्डरा इकाइयों की ओर इशारा किया है, जो स्प्रिंग्स की तरह लोचदार ऊर्जा को संग्रहीत और वापस कर सकते हैं, लेकिन यह अकेले यह नहीं समझा सकता है कि बड़े मैक्रोप्रोड अन्य समान चौपायों की तरह ऊर्जा लागत क्यों नहीं उठाते हैं। स्ट्राइड टाइमिंग या सांस लेने के समन्वय का उपयोग करके रहस्य को सुलझाने का प्रयास विफल रहा और साथ ही छोटे मैक्रोप्रोड को बड़े मैक्रोप्रोड से अलग नहीं किया जा सका।

ऑस्ट्रेलिया, ब्रिटेन और अमेरिका के शोधकर्ताओं द्वारा किए गए एक नए अध्ययन में यह जानकारी दी गई है ईलाइफहो सकता है अंततः उत्तर मिल गया हो। शोधकर्ताओं ने मुद्रा पर ध्यान केंद्रित किया, यानी संयुक्त कोणों का संयोजन जो कंगारू अपनाता है जब उसका पैर जमीन पर होता है। उन्होंने पाया कि आसन सक्रिय रूप से टखने पर उत्तोलन को नियंत्रित करता है और कंगारू के तेजी से चलने पर लौटी लोचदार ऊर्जा की मात्रा को बढ़ा सकता है। यदि यह मॉडल मान्य है, तो इसका मतलब यह होगा कि कंगारू अपनी मांसपेशियों को अतिरिक्त काम किए बिना उच्च यांत्रिक मांगों को पूरा कर सकते हैं, इस प्रकार चयापचय लागत से गति को अलग कर सकते हैं।

शोधकर्ताओं ने बल प्लेटों पर 2-4.5 मीटर/सेकेंड की गति से कूदते हुए 16 लाल और पूर्वी भूरे कंगारुओं की 3डी गति और जमीनी बलों को रिकॉर्ड किया। फिर उन्होंने संयुक्त कीनेमेटिक्स, संयुक्त घुमाव, प्रभावी यांत्रिक लाभ, टखने के काम और एच्लीस टेंडन तनाव को मॉडल करने के लिए कंप्यूटर पर एक स्केल्ड मस्कुलोस्केलेटल मॉडल बनाया।

जैसे-जैसे वे तेजी से कूदते थे, टीम ने पाया कि कंगारू धीमे होने पर अपने पैरों को अधिक मोड़ते हैं, टखने अधिक ऊपर की ओर झुकते हैं और पैर की उंगलियां अधिक जोर से दबती हैं। अकिलिस कंडरा को जोर से खींचा गया, जैसे कोई मोटा रबर बैंड खींच रहा हो। ज़मीनी बल और टखने पर मुड़ने वाला बल भी बढ़ गया। इस ज्यामिति ने कंडरा को पहली बार पैर पड़ने पर अधिक ऊर्जा संग्रहीत करने की अनुमति दी, और जानवर के धक्का देने पर उसे वापस लौटा दिया।

महत्वपूर्ण रूप से, भले ही लैंडिंग पर ‘सोखने’ वाला भाग और ‘पुश ऑफ’ भाग दोनों उच्च गति पर बड़े हो गए, वे प्रत्येक छलांग पर संतुलन बनाते हैं। परिणामस्वरूप, टखने का प्रति हॉप कुल कार्य लगभग स्थिर रहा। इसके बजाय, कण्डरा अधिक काम कर रहा था, और मांसपेशियों को अधिक अतिरिक्त ऊर्जा नहीं जलानी पड़ी।

दूसरी तरफ, क्योंकि कंगारू अपने कण्डराओं को कड़ी मेहनत से चलाते हैं, अध्ययन ने चेतावनी दी कि कुछ विफल होने से पहले सुरक्षा का कोई बड़ा मार्जिन नहीं होगा। बदले में इसका मतलब यह हुआ कि कंगारूओं की छलांग की बायोमैकेनिक्स यह सीमित कर सकती है कि वे कितने बड़े हो सकते हैं और कितनी तेजी से मुड़ सकते हैं।

शोधकर्ताओं ने अपने पेपर में यह भी लिखा है कि “भविष्य के काम में शरीर के आकार की एक विस्तृत श्रृंखला की जांच होनी चाहिए”, “तेज गति से कण्डरा तनाव” का आकलन किया जा सकता है – शायद “एक अलग प्रयोगात्मक या मॉडलिंग दृष्टिकोण के साथ … क्योंकि बाड़ों में कंगारू बल प्लेटों पर तेजी से कूदने के लिए तैयार नहीं होते हैं – और यह भी समझते हैं कि पूरे शरीर में आसन और मांसपेशियां कंगारू ऊर्जावानता में कैसे योगदान करती हैं”।