Não quebre a perna: aves corredoras, de codorna a avestruz, priorizam a segurança e a economia das pernas em terrenos irregulares

As aves terrestres cursoriais são paradigmas da corrida bípede que abrangem uma faixa de massa de 500 vezes, desde a codorna até o avestruz. Aqui, investigamos as prioridades de controle em nível de tarefa das aves cursoriais analisando como elas negociam obstáculos de um único passo que criam um conflito entre a estabilidade do corpo (atenuando desvios no movimento do corpo) e a dinâmica consistente de força-comprimento da perna (para economia e segurança das pernas). Também testamos a hipótese de que as prioridades de controle mudam entre a estabilidade do corpo e a segurança das pernas com o aumento do tamanho do corpo, refletindo o uso de controle ativo para superar desafios relacionados ao tamanho. As demandas de suporte de peso levam a uma mudança em direção a pernas mais retas e marcha estável mais rígida com o aumento do tamanho do corpo, mas permanece desconhecido se as prioridades locomotoras não estáveis divergem com o tamanho. Descobrimos que todas as espécies medidas usaram uma estratégia consistente de negociação de obstáculos, envolvendo dinâmicas corporais não estáveis para minimizar flutuações na postura e carga das pernas ao longo de múltiplos passos, sem priorizar diretamente a estabilidade do corpo. As forças de pico nas pernas permaneceram notavelmente consistentes em terrenos com obstáculos, dentro de 0,35 pesos corporais de corrida nivelada para alturas de obstáculos de 0,1 a 0,5 vezes o comprimento da perna. Todas as espécies usaram padrões semelhantes de atuação da perna de apoio, envolvendo trajetórias de força-comprimento assimétricas e atuação dependente da postura para adicionar ou remover energia dependendo das condições de pouso. Apresentamos um modelo simples de perna de apoio que explica características-chave da locomoção bípede aviária e sugere a economia como uma prioridade chave tanto em terrenos nivelados quanto irregulares. Sugerimos que as aves terrestres que correm visam as prioridades intimamente relacionadas da economia e segurança das pernas como os imperativos diretos de controle, com estabilidade adequada alcançada através de dinâmicas intrínsecas adequadamente ajustadas.