同样在水里游,鱼左右摆尾,鲸等哺乳类上下摆动,哪种效率高?
海洋里除了鲸,还有海豹等哺乳动物,根据现代生物学的证据,它们的祖先生活在岸上。
按照生物学的分类,鲸的祖先属于偶蹄动物,而且,根据现代基因学的证据,鲸和河马的基因最类似,它们是近亲。
》陆地上的脊椎动物中,哺乳动物比爬行类更适合陆地上的生活。
哺乳动物和爬行动物的区别,除了卵生和胎生以外,在身体形态上,哺乳动物的颈椎、胸椎、腰椎和尾椎已经完全适应了陆地上奔跑的需要。
为了适应身体的重量,哺乳动物和爬行动物的运动是不一样的。大家观察爬行动物奔跑的时候,就会发现爬行动物的奔跑是左右摇晃身体,左右肢交替前进。
而哺乳动物奔跑的时候是前后肢交替前进,这需要脊柱能够做上下摆动,为了固定胸廓,哺乳动物的胸椎和肋骨是连在一起的。
所以,在陆地上,哺乳动物的奔跑速度远远超过了爬行动物。这些都需要脊椎的结构与执行适应。
猎豹的奔跑速度超过100公里每小时。爬行动物中跑得最快的是生活在美洲的黑刺尾鬣蜥,它们奔跑时最高速度也只有35公里每小时。
》鲸类的身体虽然非常和鱼类相似,有的时候也被称为鲸鱼,但是它们有完整的哺乳动物的结构,也有骨盆。
鲸的后肢虽然萎缩的很小,但是仍然保存着!它们的脊柱和哺乳动物完全类似,继承了哺乳动物脊椎上下大幅度运动的形式。从鲸的完整骨骼结构就可以看出,它们鳍就是前肢,脊椎骨和哺乳动物一样,与爬行类有本质的区别。
哺乳动物的这种脊椎结构决定了左右摆动困难。
所以从推进效率上来讲,鲸鱼有着天生的劣势。在海洋中,鱼类游泳能手多的很,大西洋旗鱼和剑鱼的冲刺速度都超过100公里每小时。但是究竟是旗鱼游得快,还是剑鱼游得快,本作者认为这都是动物学家们的统计结果,所以很难给出精确的答案。但是不管怎么说,就游泳速度上来看,鱼类可以碾压哺乳动物鲸。
鲸类游泳速度最快,是宽吻海豚和虎鲸,它们的速度只能达到60公里左右。
鲸和海豚的尾巴是水平的,只能上下摆动,运动幅度是不对称的。
不对称的摆动,需要靠着身体其他部位调整姿态来改变受力的不均匀,达到身体的平衡。所以鲸的运动是全身性的曲张运动,这和哺乳动物在陆地上奔跑完全相同。
》在水中,鲸要通过调整全身的运动来前进,这必然造成阻力增大。
那么陆地上的爬行类为什么左右摆动身体前进,反而速度比较慢呢?
这是因为在陆地上爬行的时候,不仅要对抗前进的阻力,还要对抗地球的引力。而哺乳动物通过脊柱的曲张像一个弹簧那样,把对抗前进的阻力和对抗地球的引力融合在一起,所以哺乳动物奔跑的时候必须离地。这也是哺乳动物为什么没有进化出轮子的原因。
在海洋里,动物身体的重量和海水带来的浮力抵消了,只需要左右摆尾来克服海水的阻力就可以。
鱼类游泳的时候只需要保持前半身不动,尾巴摆动就可以。与鲸的全身起伏运动相比,鱼的推进效率要高得多。
》所以出身决定了一切,在游泳速度上鲸类是怎么也比不过鱼类的。
但是鱼类高速游泳的时候身体会过热,它们对体温的调节机制没有哺乳动物强。体型越大的动物,散热能力越差,所以最大的鱼类姥鲨游不快。
由于体温调节能力强,长时间的追逐,哺乳动物有优势。
海洋里的鲸类还有另外两个碾压性的优势,智力和声纳系统。
在鲸的胃里,经常可以检测到速度高的多的其他鱼类,很多动物学家认为这是鲸类的声呐发出的声波击晕了这些鱼。
自然界中物种的演化也和人类社会类似,虽然出身决定了一切,但是智力会带来碾压性的优势。