运动的生命(3)

2010年02月25日 09:17  往期文稿 我要评论

  

    哺乳动物是地球生物圈中最高等的类群。凶猛的食肉动物,温顺的食草动物,机敏的啮齿类,聪明的灵长类,人类在传统农业时代的得力帮手,今天为我们提供动物蛋白和毛皮的家养动物……哺乳动物大家族拥有众多形态、习性各不相同的成员,但它们都具有一些共同的特性。关于哺乳动物的特征,我们最熟悉的有两点——胎生和用乳汁哺育后代,实际上,哺乳动物通过长期的进化,各种生理机能都比爬行类和鸟类更加完善,它们的骨骼和身体结构,也更符合运动和生存的需要。

  

    


和爬行动物相比,哺乳动物的骨骼系统更加发达,骨骼的分工也更加明确。

  

    牙齿是外露的骨骼,为了更便于咬嚼食物,哺乳动物的牙齿进化出了不同的形状和功能,门齿、犬齿、臼齿,在不同食性的动物身上,发挥着各自的作用。而大象和野猪这样的动物,又进一步拓展了牙齿的功能。

  

    比如说像象牙,牙最突出的是象牙,象牙那两个牙是什么呢?它是门齿的演化,但是它的作用,除了防卫以外,主要还是炫耀,起繁殖作用。这个在,比如像野猪的犬齿也是,往上翻的,它可以对敌手进行攻击,也可以在繁殖季节,当作一种炫耀,性特征的炫耀,来吸引雌猪的注意。

  

    


大象和野猪外露的尖牙承担着防卫和争夺异性的功能,这让我们很容易想到另外一些带角的动物。

  

    犀牛是至今生存在陆地上的仅次于大象的庞大哺乳动物。它的体重约两吨半重,身高两米多。一头成年雄犀牛通常在鼻子上都会顶着一个漂亮的犀牛角,这标志着它的雄性体征,是力量与美的象征。表面看来,犀牛角的作用似乎和象牙很相似,但二者是不是有什么区别呢?

  

    在大象的骨骼上,象牙依然占有非常显眼的位置,但在这副犀牛骨骼上,漂亮的犀牛角却不见了踪影,这就是二者的区别——象牙是大象骨骼的一部分,而犀牛角却不是骨骼。

  

    动物的角分几种,一般的角都是皮肤的衍生物,是某种东西的衍生物,比如说这个白犀,白犀的角,我们在骨骼当中看不见,为什么呢?它是毛发的一种特化,皮肤衍生物,毛发的特化,是犀牛角,所以我们如果把犀牛皮扒下以后,那么这个角就自然掉下来了,就不存在骨骼上。

  

    


比起牙齿的多样性,哺乳动物其它骨骼的丰富功能也毫不逊色,尤其是用于运动的四肢。长腿往往是和善于奔跑联系在一起的。马、鹿、羊等善于奔跑的动物,都有着长长的腿骨,腿的长度通常能达到头高的一半左右。而在同一种动物的不同亚种中,腿长的种类也更善于奔跑,以家马为例,短腿的蒙古马在速度上就远远不如长腿的阿拉伯马。

  

    在和奔跑相关的骨骼中,更有趣的现象发生在趾骨上。在人类发展历史上,马的驯化成功大大扩展了人类的活动空间,在现代交通工具发明以前,世界各地的人们靠着马的帮助,相互加强联系和交往。而实际上,马是经过了5000万年的进化,才形成了现在这样有利于奔跑的身体结构,在这个过程中,趾骨的进化起着非常重要的作用。马蹄需要爱马人的精心呵护,它们看上去很坚硬,但实际上并不是骨头,如果把马的趾骨比作人类的脚趾,那么马蹄就相当于脚趾上的指甲,它们是马的趾骨尖端皮肤的衍生物。而马的特异性在于,在奔跑中,每一条马腿只有一个脚趾着地。为什么马不像人类和很多哺乳动物一样,有五个脚趾呢?它的脚趾是不是从来就只有一个呢?

  

    它原来是五趾马,开始在奔跑过程中,先落地,肯定是,比如说这两趾,可能落地,主要是这个落地多,那么它的作用大,可能就是发育异常,那么后面旁边的慢慢愈合了,就变成了三趾马,在远古的时候,我们常听过三趾马,比如说周口店的三趾马都有,那么后来三趾马落多最中间这个趾,构架发达,所以都愈合,成了集蹄的,就是像马这样的。

  

    从最初的五趾到三趾,再从三趾到一趾,出于运动的需要,马的趾骨在进化过程中遵循了典型的用进废退的自然法则。但是在今天的哺乳动物中,马所属的奇蹄家族成员并不多,主要还有驴、骡子、斑马等几种,和另一种有蹄动物——偶蹄类的成员数量是无法相比的。这是为什么呢?科学家发现,和猪、牛、羊等偶蹄动物相比,马的四肢的骨骼结构,还存在着一些不适合运动的地方。

  

    


我们看到马,它前面的前肢膝盖跟我们人一样,它那个下肢骨是往后弯曲的,而后肢是往前弯曲的,这个是问题?因为它的后肢骨的耻骨支着它,没法向前弯曲,就是别住了,你在那儿可以看出来,它的骨骼是这样的,耻骨突出一块,怎么弯曲,再怎么掰,它耻骨就折了,所以它只能向前弯曲,是这种情况。

  

    马的这种限制运动的骨骼结构,在偶蹄动物身上就大为改观。举止优雅的鹿,吃苦耐劳的牛,憨态可掬的猪,灵敏机警的羊,偶蹄动物都有一个共同的特征——前后脚的趾数都是偶数--两个或四个,和奇蹄动物相比,偶蹄动物的后肢可以更加自由地伸展和弯曲,因此,它们也更善于跳跃,行动也就更为灵活。身体结构的优势和其它因素相结合,使偶蹄类动物在躲避敌害、生存繁衍方面有了更多的机会,从而成为今天有蹄动物中占有绝对优势的类群。今天和我们关系最为密切的几种农业动物——猪、牛、羊,也都是偶蹄动物。

  

    不管是偶蹄还是奇蹄,草食性动物之所以进化出适合于奔跑的骨骼结构,主要和它们在食物链中的地位有关,因为它们有着强大的天敌——肉食动物。

  

    这是非洲草原上最常见的追杀游戏,前一秒钟还呆坐在那里的猎豹,却可以在瞬间把速度提高到每秒钟70英里,真是当之无愧的短跑冠军。猎豹为什么拥有这么好的爆发力呢?在它的骨骼结构中,我们可以发现一部分秘密。

  

    和狮、虎等猫科动物一样,猎豹的颈椎只有七枚骨头,相对较短,脊椎的空间连接不是很紧密,它的四肢又比其它猫科动物要修长,附着在骨骼上的肌肉,就像我们人类的健美运动员一样结实,很难发现多余的脂肪,骨骼之外的皮肤,则有着良好的弹性。这样一种身体结构,使得猎豹在跑动起来的时候,能够把身体弯成弓形,又迅速弹开,这一弯一开所爆发出的速度,是其它哺乳动物所不能比拟的,速度和强有力的脚爪、牙齿相配合,造就了自然界最著名的猎手。

  

责编:刘岩

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