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为什么蛇怪蜥蜴能够在水上站立奔跑?

时间:2021-01-12人气: 作者: WOW

为什么蛇怪蜥蜴能够在水上站立奔跑?


如果你看过金庸的武侠小说,肯定对武林高手在水面上如蜻蜓般来去自如而佩服有加,继而梦想着自己有一天也能成为那样的大侠。但如果你见到一只蜥蜴非常从容地从水面上跑过,你一定会大吃一惊。生活在南美洲热带雨林中的蛇怪蜥蜴就有这种“特异功能”,它们可以在水面上疾步如飞,无论是平静的湖面,还是流动的小溪,这个小东西都能如履平地,只能让人自叹弗如。

为什么蛇怪蜥蜴能够在水上站立奔跑?(图1)


四脚蛇 


       走近蛇怪蜥蜴


       蜥蜴,俗称“四脚蛇”又称“蛇舅母”,属于冷血爬虫类,其种类繁多,大多分布在热带和亚热带。其生活环境多样,主要是陆栖,也有树栖、半水栖和土中穴居。多数以昆虫为食,也有少数种类兼食植物。蜥蜴是卵生,少数卵胎生。蜥蜴与蛇有密切的亲缘关系,二者有许多相似的地方。

为什么蛇怪蜥蜴能够在水上站立奔跑?(图2)


绿色大蜥蜴 


       多数蜥蜴有四支足,后肢肌肉有力,能迅速奔跑及迅速改变跑动方向。有些被称为蛇蜥的种类脚已经退化,只留下一些脚的痕迹构造。它们因为有眼睑和耳朵,所以能与蛇区分。

       蛇怪蜥蜴身体细长,后肢粗壮发达,而且脚掌底部具有可张开或收拢的膜。当它在水面上奔跑时,这些膜就会张开,使脚掌与水面的接触面积大增。当然,秘密远不止于此。科学家们通过细致的观察,发现蛇怪蜥蜴在水面上奔跑时,完整的后肢运动过程包括拍击、扑打、还原三个连续动作。拍击时,后肢主要做上下运动,此时在脚的周围会形成许多气泡,这些气泡则会产生一个支撑力,将身体托起来;扑打时,后肢主要向后方运动,产生一个使身体前进的推力,与此同时,之前产生的气泡破碎并形成一股推力,在完成了上述过程后,它就立刻还原,后肢抬起脱离水面再回到下一个开始动作。蛇怪蜥蜴凭借这三个连贯而高效的动作,自由地在水上健步如飞。

为什么蛇怪蜥蜴能够在水上站立奔跑?(图3)


蛇怪蜥蜴 


       揭开蛇怪蜥蜴水上奔跑之谜


       其实,蜥蜴在水上奔跑的故事还远没这么简单,因为在快速运动的过程中,必然还会遇到身体如何平衡的问题。蛇怪蜥蜴在水面上奔跑时,它的后肢在快速运动的同时,会给身体中部的两侧提供一对横向的支持力,这股力量几乎与向上的支撑力一样大,这才使它不会在奔跑时摔跤。对比在地面上利用两腿行走的动物,例如人和鸟类,它们在两侧面上得到的支持力就很小,快速奔跑时的平衡能力也就弱一些。

       哈佛大学有机与进化生物研究生托尼娅·赫塞表示,她和她的导师乔治·劳德曾专门对这种蜥蜴进行实验研究,发现蜥蜴有高超的水面行走技术,能产生一种使它保持在水面上的类似于斜面支撑力的强大力量。“我们曾经预料它们产生足够的力量使其可以在水面上奔跑。但是,我们没料到的是,它还能产生一种躯体中部横向的力量。这个力量可以很好地支撑蜥蜴的躯体侧面,使它不会在水面上‘翻船’。”赫塞说,“蜥蜴在水上疾跑有点像我们骑自行车,如果你不蹬踏板,自行车就会慢慢地停下来,你就会翻倒在地。如果蜥蜴不在水面上快跑的话,它也会翻倒的。所以,它们需要的就是在跑动过程中保持身体稳定的力。”就像人们在柔软的平面,比如在沙地上跑步时一样,身体有向前倾倒的趋势,蜥蜴也有这样的前倾趋势,必须另有某种机制能让它保持平衡。这就是中部向两侧的支撑力发挥作用的所在,这种力几乎和向正上方的力一样大,这些力共同作用使它得以具有水上飞的绝活。



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