Функционирование челюстного аппарата рыб: моделирование и кинематический анализ кривошипно-кулисного механизма

Для исследования функционирования челюстного аппарата рыб была разработана и протестирована кинематическая схема с использованием кривошипно-кулисного механизма. Настоящая модель является модифицированным аналогом, используемой ранее системы шарнирных четырехзвенников. В данной разработке, основанной на эмпирических исследованиях, была учтена неподвижность крыловидной и небной костей, которые в предыдущих работах рассматривались как подвижные элементы. Применение аналитического подхода позволило определить зависимости углов и звеньев механизма, а также кинематических характеристик верхне- и нижнечелюстного блоков. Для реализации кинематического анализа были использованы морфометрические данные челюстного аппарата двух близкородственных видов прибрежных Cottoidei, отличающихся линейными параметрами костей. В результате исследования, было установлено, что увеличение длины челюстей влияет на пространственно-временные кинематические характеристики, изменяя амплитуду и скорость движения. Показано, что угол поворота и угловая скорость верхнечелюстного блока уменьшается при переходе видов на питание крупными объектами, поскольку выдвижение рта становится менее актуальным и компенсируется увеличением его размеров. В то же время, это обеспечивает увеличение угла поворота нижнечелюстного блока и, соответственно, максимальной высоты ротового отверстия. В целом, полученная кинематическая схема и аналитические зависимости, могут быть использованы для расчета диапазона возможных вариантов и скорости движений у различных видов рыб с аналогичным типом челюстного аппарата.