“動物奧運選拔賽”

湘　泓

動物運動形式的多樣性，是與億萬年的物種演化密切相關(guān)的。可以說運動的形式越多，對環(huán)境的適應(yīng)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。人類不僅起源于動物，而且與動物的關(guān)系十分密切。就人類奧運會所表現(xiàn)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。

生命起源于水中。水生動物主要是通過軀體和鰭或其他附肢的擺動，在水中產(chǎn)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(xiàn)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，并且由此逐漸地發(fā)展到行走、奔跑和跳躍。

昆蟲為何不會走直線?

在無脊椎動物中，最善于行走的是節(jié)肢動物。它們的附肢既用于支持身體，又用于運動。不用說陸生的蜘蛛、蝎子、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。寄居蟹身上背著個螺殼，常在淺海的巖石上走來走去。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，不時有新的伙伴加進行列中，每列隊伍多達50～60只，以每分鐘約20米的速度步行前進。

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、中足和后足，每條足又分為5小節(jié)，而且前面的一對足短，后面的一對足長，中間的一對介乎于前后足之間。有趣的是，大多數(shù)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。那么，昆蟲為什么不會直線走路呢?

昆蟲在行走時，先由一組的前足向前伸出，并用跗節(jié)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(cè)的中足，特別是同側(cè)后足，便盡量將足上的節(jié)伸開，把身體向前推進，由于前足和后足的長度不同，當后足向前用力時，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，后足用力推進，又將身體扭向另一方向，并且引起頭部的擺動。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于牽縮的速度。昆蟲行走的速度還與體形大小以及溫度有一定的關(guān)系，例如美洲蜚蠊在25℃溫度下每秒鐘前進約70厘米，最快為130厘米。

螃蟹橫行到幾時?

在節(jié)肢動物中，走路最奇特的是螃蟹?！扒覍⒗溲劭大π罚礌枡M行到幾時”。螃蟹類一般都是橫行的，這是它們奇特的身體構(gòu)造決定的。它頭腦部的寬度大于它的長度，細腿伸展兩旁，每條步足的關(guān)節(jié)只能向下彎曲。行走時，一節(jié)尖爪抓住地面，再由另一側(cè)的步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(fā)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(chǎn)生移動，運動器官必須支撐軀體使其重心位于運動器官之間。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、彈涂魚等。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(fā)展而來，并以多種多樣的方式，變化發(fā)展。

兩棲動物的幼體部生活在水中。蛙和蟾蜍成熟后長出前肢和后肢，離開水而來到陸地生活，這時尾已退化，而蠑螈、大鯢等成熟后雖有前肢和后肢。尾不退化，仍在水中生活，但可離開水在地面上行走，靠前后肢交替伸展前進，而身體左右擺動，保持在水中游泳的特點。由于它們四肢細弱，位于軀干的腹側(cè)面，與軀干相垂直，所以腹部與地面接觸，行走方式是一種費力的杠桿運動。

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，但四肢與軀干的關(guān)系未作根本的改善。所以爬行動物行走時的姿態(tài)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。

從前，人們一直認為繁盛于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(tài)大致與現(xiàn)生的大型哺乳動物沒有多大區(qū)別，兩足行走的恐龍則與鴕鳥相似。它們的四肢(或兩后肢)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，這從它們肢帶骨的關(guān)節(jié)構(gòu)造上可以找到憑證，而最形象的證據(jù)莫過于恐龍足跡化石了。例如，對完整的雷龍足跡化石進行的測算證實，雷龍前后腳的步距為3.6米，左、右腳的間距僅有1.8米(相當于雷龍身體的寬度)，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，由于身輕腿長，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，在短時間里能以32～48千米的時速沖刺，這樣的速度使兇猛的霸王龍也要趕緊逃避。

在現(xiàn)生的爬行動物中，蜥蜴類也是比較善于行走的，特別是壁虎，腳底的吸附能力很強，能在墻壁上行走自如。原來它的腳下膨大的趾端下密布著一排一排的成束的微絨毛，如同一只只彎形的小鉤，所以能夠輕而易舉地抓牢物體，可以在墻壁甚至玻璃上行走。

在拉丁美洲還有一種奇怪的鬣蜥，當?shù)厝朔Q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于：當鬣蜥奔跑時，腳底下可以產(chǎn)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”

鳥類是恐龍的后裔。它們的前肢演化成翅膀，行走依靠后肢。后肢的變化表現(xiàn)于脛跗節(jié)延長，腳掌與陸地接觸面積減少，趾的數(shù)目減少。用后肢行走的鳥類把軀體重心置于后肢上面的位置，并保持身體的平衡。

不同的鳥，足的強弱和結(jié)構(gòu)是不同的，因而表現(xiàn)出不同的行走方式。普通的鳥類能用它們的足在地上行走，只有少數(shù)種類例外。各種鳥類的行走方式也有較大差異。大多數(shù)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，在運動時通常采用一種滑稽的步態(tài)——齊足跳。游禽類大多數(shù)都不善于在陸地上行走，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。為什么它們以這樣的姿態(tài)走路呢?原來，它們由于適應(yīng)在水里游泳，除了增大蹼腳與水接觸的面積，以加大前進的推力外，腳的位置也稍向后移了。這樣一來，它們在陸地上活動時，托著長長的身體的雙腳，不在身體的中央，而是靠后。如果要使身體處于水平狀態(tài)，它們就會有向前傾跌的可能。因此，它們就必須把身體后仰，使身體的重心向后移到雙腳處，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(tài)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(jié)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(jīng)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。

鳥類中善于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(jīng)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(zhì)的肉墊，富有彈性并能隔熱，適于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(xù)奔跑的速度為每小時50千米，能奔跑5分鐘以上，沖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

哺乳動物的四肢經(jīng)過扭轉(zhuǎn)后近端緊貼身體，肘關(guān)節(jié)向后，膝關(guān)節(jié)朝前，支持體重及行走都極其穩(wěn)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(chǎn)仔、哺乳、換毛、休息時才上岸。它們的四肢適于游泳，在陸地上，海獅和海象可用四肢著地支持身體，由于后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，但后肢只能朝后伸，不能自腳踝處朝前彎，因此不能用以在陸地上步行，登陸后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，活動的范圍也不大。

靈長類大多在森林地帶活動，有的甚至能在大樹橫生的枝干上直立行走，與人類走路的姿態(tài)很相似。不少種類的掌心和腳底還生有長毛，增加了摩擦力，即使在光滑的巖石上行走或跳躍也不至于滑倒。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(cè)，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(fā)達而有力，前腿較短，后腿較長，腳下的毛多而蓬松，適于跳躍，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(zhuǎn)彎或跑回頭路以擺脫天敵的追擊。

象的奔跑也很迅速，時速可達40千米。它的四肢粗壯，幾乎垂直于地面，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(cè)的前后肢，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”，并使其產(chǎn)生一種奇特的搖擺動作。

大多數(shù)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，以后變成快步，再發(fā)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。每腳負荷因子大于O.5的步法稱為行走，小于0.5的步法稱為奔跑。馬的快步、慢跑和疾奔都應(yīng)列入奔跑之列。

哺乳動物按四肢形態(tài)的特點，可分為跖行類、趾行類和蹄行類。人類就屬于跖行類，軀體的重量全部由腳支撐。猩猩也屬于跖行類，在地上能勉強直立行走，但需要前肢的幫助，手掌并不攤平，而是用指關(guān)節(jié)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。

熊也屬于跖行類，并且也能像人一樣地坐著或用后肢直立行走，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于滑倒，并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”

善于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(xù)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(qū)有這樣的俗話：“黃羊竄一竄，馬跑一身汗”，真是一點也不夸張。由于奔跑的本領(lǐng)十分出眾，再加上各種感覺都十分靈敏，所以發(fā)現(xiàn)遠處的追捕者時并不害怕，往往先凝視一陣，然后奔跑一段距離，復(fù)又站住，回過頭來觀察一番，再飛速奔逃，轉(zhuǎn)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(lǐng)。野牦牛的四肢強壯，蹄大而圓，但蹄甲小而尖，似羊蹄，特別強硬，穩(wěn)健有力，蹄側(cè)及前面有堅實而突出的邊緣圍繞；足掌上有柔軟的角質(zhì)，這種蹄可以減緩其身體向下滑動的速度和沖力，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(fā)達，為趾行類，趾端有利爪，善于快跑和捕食。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，特別輕捷而富于彈力。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，這也是其采用埋伏和奇襲等特殊的獵食方式所必需的。

獵豹具有發(fā)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(tài)極為優(yōu)美，前后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，后來在落地前盡可能地伸向前方，以便延長每一步的跨度，接著收背拱腹，使前爪在落地前盡可能地伸向前方，每一步可達7米，頻率為每分鐘3.5步。特別是它的爆發(fā)力極強，從靜止狀態(tài)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，遠遠超過善于奔跑的羚羊，成為動物世界里當之無愧的短跑冠軍!

責任編輯龐云