鷹追擊陸地上獵物時會改變翅膀形狀,,捕食水中魚類時會用尾翼保持平衡,。“水域霸王”短吻鱷有什么絕招,?
猶他大學(xué)研究人員3月14日發(fā)表研究結(jié)果說,,既無平衡尾翼也無鰭狀肢的美洲短吻鱷可通過改變肺的位置,,在水中或潛或浮,,向轉(zhuǎn)向或側(cè)翻,,不激起一絲水波。
肺助速游
猶他大學(xué)生物學(xué)家的研究成果發(fā)表在最新一期英國《實驗生物學(xué)雜志》(Journal of Experimental Biology)上,。研究發(fā)現(xiàn),,美洲短吻鱷通過控制橫隔膜、骨盆,、腹部,、肋骨肌肉,改變充滿空氣的肺部位置,,完成靈活,、快速移動。
研究報告的主要作者托德·烏里奧納接受采訪時說,,浮在水面的美洲短吻鱷調(diào)動肌肉,,使肺移向尾部,然后潛入水下,;肺向頭部移動則幫助它們重新浮出水面,,或轉(zhuǎn)身從側(cè)面發(fā)起進(jìn)攻,。
“這使它們在水中無阻礙游動,甚至能不激起一絲波瀾,,”烏里奧納說,,“這在它們向獵物逼近時尤為重要。”
烏里奧納和另一位研究人員科琳·法默都認(rèn)為,,其他半水生動物,,如蠑螈和海龜與美洲短吻鱷類似,也是利用肺的浮力在水中自如行動,。
“這也許是廣泛存在的能力,,并非只有鱷魚具備,”烏里奧納說,。
挑戰(zhàn)前人
短吻鱷有橫隔膜肌,,這在爬行動物中不常見。此前研究認(rèn)為,,短吻鱷靠強(qiáng)有力的橫隔膜肌完成迅速游動中的呼吸,。這份研究報告提出不同意見。
烏里奧納說:“也許肌肉生長并非為了呼吸,,而是為在水中移動,,后來才有協(xié)助呼吸的作用。”
研究報告稱,,在距今約2.5億年至2.03億年的三疊紀(jì),,現(xiàn)代鱷魚的祖先生活在陸地上,體型大小只相當(dāng)于現(xiàn)在的貓,。
肌肉協(xié)助呼吸的功能形成于白堊紀(jì)鱷目動物向兩棲動物進(jìn)化期間,。三疊紀(jì)是中生代的第一個紀(jì),白堊紀(jì)是中生代的最后一個紀(jì),,始于距今約1.4億年,,結(jié)束于距今6500萬年。
實驗證明
科學(xué)家為證實假設(shè),,安排了兩組實驗,。
第一組實驗中,研究人員找來一些2歲大的密西西比短吻鱷,,在它們的隔膜,、骨盆、腹部,、肋骨等4處肌肉內(nèi)植入電極,,把它們放入大水池中,觀察它們移動中肌肉的活動情況,。這些小短吻鱷體長約為0.38米至0.5米,,成年后身長可達(dá)4米。
實驗發(fā)現(xiàn),,這些短吻鱷快速游動時,,它們的橫膈膜肌處于腹部、包住胃腸,,在短吻鱷吸氣時牽引肝臟向骨盆和尾部移動,。肺部同時向后移動,使短吻鱷潛入水下,。兩邊恥骨肌肉起相同作用,。
短吻鱷腹部肌肉的形狀不如人類優(yōu)美,但能擠壓肺部改變它的位置,。短吻鱷肋骨內(nèi)部肌肉使短肋骨擴(kuò)張或收縮,。這4處肌肉相互配合,成就短吻鱷如水中芭蕾般輕盈的身姿,。
第二組實驗中,,科學(xué)家把相當(dāng)于短吻鱷自身質(zhì)量2.5%的物體掛在它們嘴部或尾部。短吻鱷必須靈活調(diào)動肌肉使物體不致掉落,。