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蝙蝠为什么能完成倒挂的绝技

2015-11-20 浏览: 1,100 评论:0

摘要: 蝙蝠,是一种会飞的哺乳动物。它的翅膀差不多是自然界里最重的,正因如此,它们倒挂金钩般的杂技表演让科学家们困惑不已。不过,最近一项研究却揭开了谜底。 印尼婆罗洲Bukit Sarang保护区内,一只小耳短鼻果蝠伸展着翅膀。一项新研究发现,蝙蝠会利用自身的重量将...

蝙蝠,是一种会飞的哺乳动物。它的翅膀差不多是自然界里最重的,正因如此,它们倒挂金钩般的杂技表演让科学家们困惑不已。不过,最近一项研究却揭开了谜底。

蝙蝠倒挂

印尼婆罗洲Bukit Sarang保护区内,一只小耳短鼻果蝠伸展着翅膀。一项新研究发现,蝙蝠会利用自身的重量将自己倒挂起来。

撰文:James Owen,国家地理

倒挂的蝙蝠是自然界最惊人的奇观之一。这种长着翅膀的哺乳动物飞到角落或者山洞之后,短短几秒钟之内就能翻过身来,头朝下倒挂起来。

长期以来,蝙蝠如何实现这种上下颠倒的绝技,一直都是个迷,尤其是,与总体重相比,蝙蝠是所有飞行动物里翅膀最重的。

如今,科学家们认为他们找到了答案。一项新研究发现,蝙蝠会将其笨重的翅膀变成优势,用这些额外的重量产生完成独特姿态的力量。

11月16日,该研究成果发表在了《PLOS生物学》期刊上。在实验中,科学家们训练了昭短尾叶鼻蝠和短耳犬蝠,让他们飞入一个密闭的空间,然后降落在一片固定在天花板上的网上。

高速拍摄的视频显示,在翻身的那一刻,蝙蝠会将一只翅膀拉近身体,而另外一只翅膀则完全张开。

研究团队称,蝙蝠以这种方式调整重心,就能驾驭惯性,使自身在几分之一秒之内就能将脚挂在上方。

花样滑冰运动员会将手臂紧紧抱在身上,以此利用惯性越转越快;潜水员会调整身体的重心,表演扭动和翻筋斗;研究发现,蝙蝠与他们一样,也能够精确地利用这个技巧。

飞行模拟

为了确认这一发现,研究团队建立了电脑模型,可以随意开关惯性力和空气动力,从而重演蝙蝠的动作。通过模拟发现,虚拟中的蝙蝠跟现实中的蝙蝠一样,都只运用了惯性力。

然而,当科学家们对果蝇进行同样的模拟时,他们发现拥有极轻翅膀的果蝇如果不运用空气动力,根本无法上下颠倒地降落。

美国布朗大学的工程学教授、该研究的合著者Kenny Breuer称,这一发现证实了他们的猜测,即蝙蝠的特技飞行,依靠的并非空气动力。

Breuer补充说:“我可以想象,虽然我们现在还没有直接证据,但是,它们可能在运动的每个方面都运用了惯性力。”

瑞典隆德大学(Lund University)的进化生态学家Anders Hedenström称,这一发现讲得通,尤其在当蝙蝠休息时更是如此。

这是因为,蝙蝠需要高速飞行才能获得这种力,而在山洞、阁楼等狭窄的地方却无法高速飞行。

他补充说,蝙蝠跟鸟类不同,前者不能颠倒着飞行,“因此,它们必须依赖惯性力。”

孰先孰后

那么,其它动物,如鸟类,是否也会利用惯性来飞行?据该研究的共同领导者、生物学教授Sharon Swartz称,这个话题值得考虑。

她在邮件中称:“有些鸟类的翅膀相对较轻,但是,某些鸟类的翅膀差不多跟蝙蝠一样重。真正的区别在于,鸟类的关节较少,因此,它们无法像蝙蝠一样操纵翅膀的几何构造和位置。”

她补充说:“蝙蝠是一种灵巧的哺乳动物,脑部较大,能控制许多肌肉和关节。这一点很重要。”

到底蝙蝠进化出结实的翅膀是为了有助于倒挂式着陆,还是因为它们只是充分利用了上天给予它们的翅膀,我们都不得而知。

蝙蝠从不会飞的哺乳动物进化而来,那么,它们有可能仍然处在进化的过程当中。Swartz称:“如果我们拥有时光机器,并且能回到一百万年前的地球,我们可能会看到翅膀更轻的蝙蝠。”

还有一个办法就是,别再为倒挂金钩而烦恼了!实际上,有些蝙蝠其实不会倒挂。比如说,碟翅蝙蝠(disc-winged bat)的翅膀上长有吸盘,能头朝上吸在树叶上。

没那么像吸血鬼嘛,不过,倒是很像蝙蝠侠!

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