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2022-07-30 14:14

长腿并不会让长颈鹿变得健壮

Closeup of giraffe legs in the grasslands of Masai Mara Natio<em></em>nal Reserve

关于长颈鹿,有几件事是你不能错过的:长长的脖子和超长的腿。

这些独特的特征帮助这种动物高出附近的同伴,并使它相对容易地抓住诱人的、极高的食物。但研究人员很好奇,这些修长的四肢在日常生活中是否有用。

研究作者克里斯托弗·巴苏告诉“树抱者”:“你经常在科普中听到动物如何‘完美地适应’它们的环境或生活方式。”巴苏以前是伦敦大学皇家兽医学院的博士生,现在是萨里大学兽医解剖学讲师。

“长颈鹿以能从高树上进食而闻名,但我们想知道这是否会带来任何惩罚或取舍。长腿有利于爬到高处,但当长颈鹿四处走动时,它们是帮助还是阻碍了它们?”

想想那些腿长和腿短的跑步者。许多哺乳动物的长而直的腿意味着与速度和更好的肌肉效率有关的优势。

但长颈鹿的长腿可能只在树顶吃草时才有优势。他们不一定能把动物变成运动员。

“长腿增加了长颈鹿的整体身高。其他长腿大型动物(如‘马’),它们的长而直的腿被称为‘走步’适应,这意味着非常适合跑步,”巴苏解释道。“我们想知道长颈鹿是否真的是这样,它们并不以运动表现著称。”

估计效率

在他们的研究中,科学家们创建了长颈鹿和两个相关物种前腿的3D模型。他们制作了欧卡皮(Okapia johnstoni)的肌肉骨骼模型,这种动物发现于中非,被称为“森林长颈鹿”,以及已灭绝的巨型西瓦犀(Sivatherium giganteum),它是最大的长颈鹿之一,生活在200多万年前的喜马拉雅山麓。

他们使用动作捕捉和其他技术来测量行走长颈鹿的肌肉效率,并估计了这两种同类长颈鹿的效率。

巴苏说:“我们在2014年的另一项研究中,在英国Whipsnade动物园拍摄了行走的长颈鹿,还测量了它们在一些力传感设备上行走时地面上的力。”“这些数据结合肌肉骨骼模型,使我们能够测量肌肉效率。”

超级难成为运动健将

研究人员怀疑长腿并不像它们看起来那么有优势。

“我们有证据表明长颈鹿的长腿会招致惩罚,”巴苏说。“因为他们的四肢都很高,所以他们对重力以及行走和跑步时感受到的力特别敏感。这意味着它们的肌肉必须产生巨大的力量来抵消和支撑骨骼。”

他们认为长颈鹿的“有效机械优势”较低,这是衡量肢体产生肌肉力量时效率的指标。但他们对它的低水平感到惊讶。他们发现这比预期的低了四倍。

这表明长颈鹿腿上的肌肉必须产生高的肌肉力量,才能做出像马这样的小动物才能更有效地完成的动作。

巴苏说:“同样令人惊讶的是,尽管长颈鹿需要巨大的肌肉力量,但它们行走时可能并不比大多数其他大型四足动物消耗更多的能量。”“但这确实意味着他们可能会发现做更多运动行为非常困难。”

研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

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研究人员表示,研究结果很重要,也很有趣。

“这真的很酷,因为它为长颈鹿进化的流行故事添加了一个新元素!”Basu说。

“一方面,是的,我们知道腿和脖子的延长是如何帮助长颈鹿的,但我们现在看到,这种专业化确实有代价,在这种情况下,就是运动表现。”