同樣在水裡遊,魚左右擺尾,鯨等哺乳類上下擺動,哪種效率高?

2021-01-17 華箋流香

海洋裡除了鯨,還有海豹等哺乳動物,根據現代生物學的證據,它們的祖先生活在岸上。

按照生物學的分類,鯨的祖先屬於偶蹄動物,而且,根據現代基因學的證據,鯨和河馬的基因最類似,它們是近親。

》陸地上的脊椎動物中,哺乳動物比爬行類更適合陸地上的生活。

哺乳動物和爬行動物的區別,除了卵生和胎生以外,在身體形態上,哺乳動物的頸椎、胸椎、腰椎和尾椎已經完全適應了陸地上奔跑的需要。

為了適應身體的重量,哺乳動物和爬行動物的運動是不一樣的。大家觀察爬行動物奔跑的時候,就會發現爬行動物的奔跑是左右搖晃身體,左右肢交替前進。

而哺乳動物奔跑的時候是前後肢交替前進,這需要脊柱能夠做上下擺動,為了固定胸廓,哺乳動物的胸椎和肋骨是連在一起的。

所以,在陸地上,哺乳動物的奔跑速度遠遠超過了爬行動物。這些都需要脊椎的結構與執行適應。

獵豹的奔跑速度超過100公裡每小時。爬行動物中跑得最快的是生活在美洲的黑刺尾鬣蜥,它們奔跑時最高速度也只有35公裡每小時。

》鯨類的身體雖然非常和魚類相似,有的時候也被稱為鯨魚,但是它們有完整的哺乳動物的結構,也有骨盆。

鯨的後肢雖然萎縮的很小,但是仍然保存著!它們的脊柱和哺乳動物完全類似,繼承了哺乳動物脊椎上下大幅度運動的形式。從鯨的完整骨骼結構就可以看出,它們鰭就是前肢,脊椎骨和哺乳動物一樣,與爬行類有本質的區別。

哺乳動物的這種脊椎結構決定了左右擺動困難。

所以從推進效率上來講,鯨魚有著天生的劣勢。在海洋中,魚類遊泳能手多得很,大西洋旗魚和劍魚的衝刺速度都超過100公裡每小時。但是究竟是旗魚遊得快,還是劍魚遊得快,本作者認為這都是動物學家們的統計結果,所以很難給出精確的答案。但是不管怎麼說,就遊泳速度上來看,魚類可以碾壓哺乳動物鯨。

鯨類遊泳速度最快,是寬吻海豚和虎鯨,它們的速度只能達到60公裡左右。

鯨和海豚的尾巴是水平的,只能上下擺動,運動幅度是不對稱的。

不對稱的擺動,需要靠著身體其他部位調整姿態來改變受力的不均勻,達到身體的平衡。所以鯨的運動是全身性的曲張運動,這和哺乳動物在陸地上奔跑完全相同。

》在水中,鯨要通過調整全身的運動來前進,這必然造成阻力增大。

那麼陸地上的爬行類為什麼左右擺動身體前進,反而速度比較慢呢?

這是因為在陸地上爬行的時候,不僅要對抗前進的阻力,還要對抗地球的引力。而哺乳動物通過脊柱的曲張像一個彈簧那樣,把對抗前進的阻力和對抗地球的引力融合在一起,所以哺乳動物奔跑的時候必須離地。這也是哺乳動物為什麼沒有進化出輪子的原因。

在海洋裡,動物身體的重量和海水帶來的浮力抵消了,只需要左右擺尾來克服海水的阻力就可以。

魚類遊泳的時候只需要保持前半身不動,尾巴擺動就可以。與鯨的全身起伏運動相比,魚的推進效率要高得多。

》所以出身決定了一切,在遊泳速度上鯨類是怎麼也比不過魚類的。

但是魚類高速遊泳的時候身體會過熱,它們對體溫的調節機制沒有哺乳動物強。體型越大的動物,散熱能力越差,所以最大的魚類姥鯊遊不快。

由於體溫調節能力強,長時間的追逐,哺乳動物有優勢。

海洋裡的鯨類還有另外兩個碾壓性的優勢,智力和聲吶系統。

在鯨的胃裡,經常可以檢測到速度高得多的其他魚類,很多動物學家認為這是鯨類的聲吶發出的聲波擊暈了這些魚。

自然界中物種的演化也和人類社會類似,雖然出身決定了一切,但是智力會帶來碾壓性的優勢。

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