东南亚侏儒芦蛇滚动速度是蜿蜒爬行的四倍
东南亚的小型侏儒芦蛇能够在地面上滚动以逃避危险,速度约为其正常蜿蜒爬行的四倍,而且在滚动时头部保持稳定。研究人员在《当代生物学》(Current Biology)上描述了这一机制。
为什么滚动对动物来说很难
车轮绕固定车轴旋转,不会扰动所载之物。动物没有这样的机制:如果整个身体旋转,头部和感觉器官也会随之转动,难以保持平衡和转向,且速度越快问题越严重。伪棍蛇属(Pseudorabdion)的蛇类是已知少数会为逃避捕食者而有意滚动的动物之一。这种行为见于野外指南,并曾在野外被记录过一次,但其背后的运动方式一直不为人所了解。
拍摄显示了什么
研究人员从多个角度拍摄了侏儒芦蛇,并分析了身体不同部位的运动方式。滚动时的前进峰值速度为每秒1.72至3.69米,约为这些蛇在侧向波动(即人们熟悉的左右蜿蜒爬行)中最高速度的四倍。这些蛇能够沿着仅20厘米宽的狭窄跑道前进,因此滚动并非失控的翻滚。
蛇在身体一侧滚动与将身体弯曲的一段向下摆动到头部旁边之间交替进行。作者将这种摆动称为“划动”(stroke)。在每个连续周期中,接触地面的一侧会切换,划动方向也会改变,从左到右或从右到左;这种有节奏的模式不断重复,就产生了连续的滚动。
稳定的头部
当身体后部快速旋转时,头部保持相对稳定,朝向前方,并几乎保持恒定的高度。在较高速度下,这些蛇倾向于抬起头部并尽量减少上下运动,这可能有助于它们在逃跑时保持控制和导航。它们这样做时,身体的旋转部分与稳定部分之间没有任何机械上的分离。
作者表示,这一发现表明身体结构并不能完全决定动物的运动范围:精确的协调可以实现仅凭解剖结构无法预料的壮举。这项由东邦大学的小岛洋介(Yosuke Kojima)领导的研究题为《滚动蛇类的运动学与头部稳定》(“Locomotor kinematics and head stabilization in rolling snakes”)。
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