各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

動物運動形式的多樣性,是與億萬年的物種演化密切相關的。可以說運動的形式越多,對環境的適應就越完善。不同動物有不同的運動形式,同一動物也可進行不同的運動。人類不僅起源於動物,而且與動物的關係十分密切。就人類奧運會所表現的奔跑、跳躍、游泳、技巧等各項技能的競技比賽來說,都能夠從各種動物的生存技能中找到其中的原形或相似之處。

生命起源於水中。水生動物主要是通過軀體和器或其他附肢的擺動,在水中產生推力而游泳前進的。大約在4億多年前的志留紀,動物開始出現在地球的陸地上.。在陸地上活動的動物,最早也是靠軀體和附肢的擺動而使身體移動的,並且由此逐漸地發展到行走、奔跑和跳躍。

昆蟲為何不會走直線?

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

在無脊椎動物中,最善於行走的是節肢動物。它們的附肢既用於支持身體,又用於運動。不用說陸生的蜘蛛、蠍子、蜈蚣、馬陸等,就連長得像一個瓢一樣的海洋動物——黌,在退潮時也能在沙灘上緩緩行走。寄居蟹身上揹著個螺殼,常在淺海的岩石上走來走去。

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

對蝦則能夠依靠2對爪狀的步足在海底行走。螳螂蝦更喜歡在海底行走,所以俗稱爬蝦。最有趣的是龍蝦,在海底遷徙時,常用強有力的觸角和第一步足拉著前者的尾部,首尾相連,排成一列長龍狀的縱隊。在旅行途中,不時有新的夥伴加進行列中,每列隊伍多達50~60只,以每分鐘約20米的速度步行前進。

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

某些昆蟲,如蜚蠊、步行蟲、瓢蟲、椿象、螞蟻等,都以善走著稱。昆蟲有3對細長的足著生在胸部,稱為前足、中足和後足,每條足又分為5小節,而且前面的一對足短,後面的一對足長,中間的一對介乎於前後足之間。有趣的是,大多數昆蟲的成蟲在地上行走時,總是左歪一下、右扭一下地成“之”寧形向前行走。那麼,昆蟲為什麼不會直線走路呢?

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

昆蟲在行走時,先由一組的前足向前伸出,並用跗節前端帶鉤的爪,抓住地面的凹凸部分,起到向前拉的作用:另一側的中足,特別是同側後足,便儘量將足上的節伸開,把身體向前推進,由於前足和後足的長度不同,當後足向前用力時,便將離開地面的中是及身體推向偏離直線的一方,使身體中軸傾斜。當另一組的前足抬起時,為了使身體向前行進,便向與身體相反方向伸去,後足用力推進,又將身體扭向另一方向,並且引起頭部的擺動。這樣,昆蟲就左歪一下、右扭一下地成“之”字形向前行走了。

昆蟲3對足跨步的快慢,決定了它們行走的速度。例如美洲蜚蠊,行走最快時每足每秒鐘可前進25步左右。每一步包括伸展和牽縮兩個部分,前進的快慢主要決定於牽縮的速度。昆蟲行走的速度還與體形大小以及溫度有一定的關係,例如美洲蜚蠊在25℃溫度下每秒鐘前進約70釐米,最快為130釐米。

螃蟹橫行到幾時?

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

在節肢動物中,走路最奇特的是螃蟹。“且將冷眼看螃蟹,看你橫行到幾時”。螃蟹類一般都是橫行的,這是它們奇特的身體構造決定的。它頭腦部的寬度大於它的長度,細腿伸展兩旁,每條步足的關節只能向下彎曲。行走時,一節尖爪抓住地面,再由另一側的不足在地面上撐直起來,推動著身體前行,使身軀向左或向右稍偏前方橫行了。

陸生脊椎動物更好地發展了在陸地上行走和奔跑的能力。就運動器官來說,它們與魚類的鰭很不相同。要使軀體離開地面產生移動,運動器官必須支撐軀體使其重心位於運動器官之間。有些魚類的鰭變得像陸生動物的肢,能支撐軀體的部分重量,特別如肺魚、彈塗魚等。但魚鰭的骨骼要比兩棲類動物的四肢的骨骼簡單得多,只有總鰭魚類的鰭的骨骼有類似的分化。因此,一般認為陸生脊椎動物的四肢是從古總鰭魚的偶鰭發展而來,並以多種多樣的方式,變化發展。

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

兩棲動物的幼體部生活在水中。蛙和蟾蜍成熟後長出前肢和後肢,離開水而來到陸地生活,這時尾已退化,而蠑螈、大鯢等成熟後雖有前肢和後肢。尾不退化,仍在水中生活,但可離開水在地面上行走,靠前後肢交替伸展前進,而身體左右擺動,保持在水中游泳的特點。由於它們四肢細弱,位於軀幹的腹側面,與軀幹相垂直,所以腹部與地面接觸,行走方式是一種費力的槓桿運動。

恐龍中的“飛毛腿”

爬行動物的四肢已較強大,可以略略舉起身體使之稍離地面,但四肢與軀幹的關係未作根本的改善。所以爬行動物行走時的姿態一般都與蠑螈等近似的姿勢匍匐而行。這種運動方式,不僅速度很慢,而且相當費勁。

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

從前,人們一直認為繁盛於中生代的恐龍也都是這樣在地上行走的,其實不然。四足行走的恐龍,其運動姿態大致與現生的大型哺乳動物沒有多大區別,兩足行走的恐龍則與鴕鳥相似。它們的四肢(或兩後肢)在運動時與地面垂直,而且收攏在身軀下方。這完全是一種“走”,而不是“爬”的姿勢,這從它們自帶骨的關節構造上可以找到憑證,而最形象的證據莫過於恐龍足跡化石了。例如,對完整的雷龍足跡化石進行的測算證實,雷龍前後腳的步距為3.6米,左、右腳的間距僅有1.8米(相當於雷龍身體的寬度),說明它是在走而不是爬,否則左、右腳的間距就會更大些。

四足行建的蜥腳類恐龍走路的速度比較慢,每小時不超過3.2~6.5千米。四足行走的劍龍和甲龍走路的速度稍快,每小時約為6~8千米,可見它們的腿腳比蜥腳類靈活一些。兩足行走的鴨嘴龍每小時能走18.5千米,如果遇到敵害追趕,它還能快速奔跑以躲避危險。

肉食性恐龍短跑的速度都很快,一般時速可達40千米,特別是兩足行走的虛骨龍類,由於身輕腿長,是恐龍中的“飛毛腿”,快跑時時速可達80千米。四足行走的角龍是奔跑速度最快的植食性恐龍,在短時間裡能以32~48千米的時速衝刺,這樣的速度使兇猛的霸王龍也要趕緊逃避。

在現生的爬行動物中,蜥蜴類也是比較善於行走的,特別是壁虎,腳底的吸附能力很強,能在牆壁上行走自如。原來它的腳下膨大的趾端下密佈著一排一排的成束的微絨毛,如同一隻只彎形的小鉤,所以能夠輕而易舉地抓牢物體,可以在牆壁甚至玻璃上行走。

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

在拉丁美洲還有一種奇怪的鬣蜥,當地人稱它為“耶穌蜥蜴”,因為它非常神奇,擁有幾乎,是超自然的能力——能夠迅速地橫穿水面!當鬣蜥在水面上行走時,速度可以達到每小時12千米,用這樣的速度行進,它可以橫穿40米寬的池塘而不會下沉。

這種蜥蜴是如何不讓自己落入水中的呢?難道是右腳落水之前抬左腳,左腳落水之前抬右腳?事實的確如此,這種奇異功能的秘密在於:當鬣蜥奔跑時,腳底下可以產生容納空氣的洞。這樣,它腳底邊緣的條紋可以暫時攜帶空氣,防止身體下沉。鬣蜥不但可以在水上行走,而且只要

它走得足夠快,在下一步邁出之前,攜帶的空氣不致喪失,甚至還可以在空氣中行走!

鳥類中的“賽跑健將”

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

鳥類是恐龍的後裔。它們的前肢演化成翅膀,行走依靠後肢。後肢的變化表現於脛跗節延長,腳掌與陸地接觸面積減少,趾的數目減少。用後肢行走的鳥類把軀體重心置於後肢上面的位置,並保持身體的平衡。

不同的鳥,足的強弱和結構是不同的,因而表現出不同的行走方式。普通的鳥類能用它們的車在地上行走,只有少數種類例外。各種鳥類的行走方式也有較大差異。大多數樹棲鳥類能夠在地面上迅速行走或跳躍。腳比較短小的麻雀,在運動時通常採用一種滑稽的步態——齊足跳。游禽類大多數都不善於在陸地上行走,只有雁鴨類中的一些身體肥胖的成員能“踱”特殊的“鴨步”:脖子伸得長長的,挺著胸,一搖一擺地往前走。為什麼它們以這樣的姿態走路呢?原來,它們由於適應在水裡游泳,除了增大蹼腳與水接觸的面積,以加大前進的推力外,腳的位置也稍向後移了。這樣一來,它們在陸地上活動時,託著長長的身體的雙腳,不在身體的中央,而是靠後。如果要使身體處於水平狀態,它們就會有向前傾跌的可能。因此,它們就必須把身體後仰,使身體的重心向後移到雙腳處,以維持身體的平衡。另外,它們的腳比較短,向前走動時連身體也在擺動,所以走起路來一般總是昂起頭,挺起胸,一搖一擺地蹣跚而行了。

與游禽類相比,企鵝走路的姿勢更是左右搖擺,看上去十分滑稽可笑,憨態可掬,看上去好像失去平衡。其實,企鵝這種行走方式會像鐘擺擺動一樣十分節約體力。因為下肢短小,使它們的行走比一般動物要艱難得多,但它們所選取的這種走路方式卻幫它們克服了這一困難。當企鵝在向一邊擺動到極限而停頓時,它的部分功能就被儲存起來成為潛能:隨著向另一方擺動的時候,這種潛能再度釋放出來。經過計算得出,在企鵝行走的一步與另一步之間,可以保存80%的能量,這在動物界行走能量的保存率中是最高的,相比之下,人類也只能保存65%的能量。

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

鳥類中善於奔跑的當然還是走禽類,特別是鴕鳥。鴕鳥身軀高大,翅膀已經退化,不能飛翔,但在迅速奔跑時可以展開,以維持身體的平衡,若是順風還能起到船帆的作用。它的腿很長。十分粗壯,腳也極為強大,趾的下面有角質的肉墊,富有彈性並能隔熱,適於在沙地中行走或奔跑。它在沙漠中奔跑的速度很快,每一步的距離可達3.5米,持續奔跑的速度為每小時50千米,能奔跑5分鐘以上,衝刺速度為每小時超過70千米以上,是鳥類中名副其實的賽跑健將。

勉為其難的行走

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

哺乳動物的四肢經過扭轉後近端緊貼身體,肘關節向後,膝關節朝前,支持體重及行走都極其穩健而靈活。不過也有例外,在水中生活的鯨類和海牛類都不能在陸地上活動,鰭腳類一生的大部分時間也是在海水中度過的,僅在交配、產仔、哺乳、換毛、休息時才上岸。它們的四肢適於游泳,在陸地上,海獅和海象可用四肢著地支持身體,由於後肢能自腳踝處朝前彎,因此能用以在陸地上步行,海豹雖然前肢能著地,但後肢只能朝後伸,不能自腳踝處朝前彎,因此不能用以在陸地上步行,登陸後只能依靠前肢和上體的蠕動,像一條大蠕蟲一樣匍匐前行,步履艱難,跌跌撞撞,十分笨拙可笑,活動的範圍也不大。

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

靈長類大多在森林地帶活動,有的甚至能在大樹橫生的枝幹上直立行走,與人類走路的姿態很相似。不少種類的掌心和腳底還生有長毛,增加了摩擦力,即使在光滑的岩石上行走或跳躍也不至於滑倒。長臂猿雖然在樹上十分靈活,但當它們偶爾到地上行走時,身體呈半直立,兩臂時而彎在身子兩側,雙手同時觸地,身體一躥一躥的像蛙跳,時而雙手交錯地前進,身體則東搖西晃像個醉鬼,時而雙手舉過頭頂,像投降的姿勢一樣,頭重腳輕,一搖一擺,蹣跚而行,就更顯得非常笨拙、滑稽可笑了。

哺乳動物的“步法”

兔子的四肢強勁,腿肌發達而有力,前腿較短,後腿較長,腳下的毛多而蓬鬆,適於跳躍,奔跑迅速,疾跑時矯健神速,有如離弦之箭,以迅雷不及掩耳的速度飛馳。它在快跑時一躍可達3米多遠,時速為50千米左右,是世界上跑得最快的野生動物之一。在跑動之中,它們常常騰空而起,高達1米以上,以便觀察周圍的動靜,再確定逃跑的方向。在奔跑時,它還能突然止步,急轉彎或跑回頭路以擺脫天敵的追擊。

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

象的奔跑也很迅速,時速可達40千米。它的四肢粗壯,幾乎垂直於地面,像四根柱子,腳底下有橡皮一般的肌肉,粗厚而平坦,所以在走路時幾乎毫無聲音。小跑時,總是同時提起同一側的前後肢,而不是像其他哺乳動物那樣在對角線上的兩肢同時離開地面,這種步法被稱為“溜蹄”,並使其產生一種奇特的搖擺動作。

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

大多數哺乳動物依靠直立的四肢,這種四肢運動的模式叫做步法。例如,馬可以緩步前進,以後變成快步,再發展成為慢跑和疾奔。如果一個跨步的負荷因子為1,以常速走路時左右腳的負荷各為0.6,那就是每腳負荷體重的60%,其中有1O%的時間是雙腳共同負荷體重的。跑步時每腳的負荷因子為0.3,那就是說,在每一跨步中有40%的時間雙腳部不接觸地面。每腳負荷因子大於O.5的步法稱為行走,小於0.5的步法稱為奔跑。馬的快步、慢跑和疾奔都應列入奔跑之列。

哺乳動物按四肢形態的特點,可分為蹠行類、趾行類和蹄行類。人類就屬於蹠行類,軀體的重量全部由腳支撐。猩猩也屬於蹠行類,在地上能勉強直立行走,但需要前肢的幫助,手掌並不攤平,而是用指關節著地,一瘸一拐的姿勢顯得十分笨拙,移動速度也很慢,遠不如在樹上攀援、跳躍靈活。

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

熊也屬於蹠行類,並且也能像人一樣地坐著或用後肢直立行走,樣子看起來很笨拙,似乎有點步履蹣跚,其實行動還是很靈活的,在林中奔跑時速度也很快。在北極熊的腳掌下還生有多而密的毛,能夠防止腳爪凍在冰上,在冰雪上行走時不至於滑倒,並且可以悄無聲息地躡行到獵物的身旁。

羚羊、獵豹上演“生死時速”

各有千秋的動物行走和奔跑,他們的運動形式也是五花八門

善於奔跑的黃羊可以作為羚羊類的代表。它奔跑的最高時速可達90千米左右。如果以75千米的時速奔跑,則可以持續1小時之久,在原野上時而直線前進,時而來回橫竄,尤其喜歡在草原上奔馳的馬匹和汽車面前飛越而過,所以在牧區有這樣的俗話:“黃羊竄一竄,馬跑一身汗”,真是一點也不誇張。由於奔跑的本領十分出眾,再加上各種感覺都十分靈敏,所以發現遠處的追捕者時並不害怕,往往先凝視一陣,然後奔跑一段距離,復又站住,回過頭來觀察一番,再飛速奔逃,轉瞬之間就消失得無影無蹤。  在高原地帶生活的有蹄類還有很多特殊的本領。野犛牛的四肢強壯,蹄大而圓,但蹄甲小而尖,似羊蹄,特別強硬,穩健有力,蹄側及前面有堅實而突出的邊緣圍繞;足掌上有柔軟的角質,這種蹄可以減緩其身體向下滑動的速度和衝力,使它在陡峻的高山上行走自如。

而有蹄類的天敵——捕食它們的肉食性猛獸的腿也很發達,為趾行類,趾端有利爪,善於快跑和捕食。它們與地面接觸的僅為趾骨,在行走和奔跑時趾不著地,因此重心向前,特別輕捷而富於彈力。尤其是貓科動物,著地的是各趾的趾墊和掌中的肉墊,所以悄無聲息,這也是其採用埋伏和奇襲等特殊的獵食方式所必需的。

獵豹具有發達的胸肌、修長而能充分伸展的四肢、柔軟而富有彈性的脊骨、苗條而毫無贅肉的身段,都為它超強的奔跑能力提供了必要條件。它的爪甲總是伸張著,就像跑鞋底下的鞋釘一樣,在奔跑時增加了扒地的力量。

獵豹在急速飛奔時,姿態極為優美,前後肢各自向不同方向伸展,整個身軀幾乎連成一線,猶如躍在空中的一個“一”字。它的步伐很大,後來在落地前儘可能地伸向前方,以便延長每一步的跨度,接著收背拱腹,使前爪在落地前儘可能地伸向前方,每一步可達7米,頻率為每分鐘3.5步。特別是它的爆發力極強,從靜止狀態到時速為70千米,只需要2秒鐘的時間,最快可以達到時速113千米,遠遠超過善於奔跑的羚羊,成為動物世界裡當之無愧的短跑冠軍!


分享到:


相關文章: