2025-12-06 14:00:02蛇是如何移動的 滑行、攻擊、滑翔、飛行…
(綜合報導)你知道《哈利‧波特與魔法石》裡哈利意外放出動物園裡一條蟒蛇的那個場景嗎?蛇優雅地滑出籠中,彷彿魔法般。但蛇的動作並不超自然。那麼,沒有腿的它們到底是怎麼行動的?
蛇不只是滑行。它們會攻擊、滑翔,甚至飛行。(圖源:神祕的地球)
布朗大學生態、進化與有機體生物學系助理教授、生物學家兼助理教授傑西卡·廷格爾表示,它們通過協調數百--有時甚至數百塊--連接脊椎(構成脊柱的單個骨骼)、肋骨和皮膚的肌肉來實現這一點。換句話說,蛇運動時,就是全身鍛煉。蛇是如何滑行的 不僅僅是這些肌肉讓蛇能以那樣的方式行動。他們的皮膚也起著作用。「大多數蛇的腹部鱗片上都有我們看不見的手指狀突起,」廷格說。這些裝置產生恰到好處的摩擦力,使其能夠順暢地向前滑動,不會向後或側滑。
當大多數人想到蛇在運動時,他們會聯想到經典的S形滑行動作。這就是生物學家所說的「橫向波動」(字面意思是「左右波浪」)。廷格爾說,現存約4000種蛇類都能以這種方式移動。在不平整的表面上,它們的身體還可能上下起伏以通過顛簸(這被稱為「垂直起伏」)。但滑行只是他們移動工具箱中的一種。蛇能像手風琴一樣移動 「除了滑行,他們至少還有十幾種其他移動方式,」廷格爾說。「他們大多數人都能做一類叫做手風琴的動作,這種動作涉及反覆收縮和伸展身體,就像手風琴一樣。」
她解釋說,蛇可以用這種手風琴技巧擠過狹窄的隧道、攀爬樹幹,或沿著樹枝緩緩前行。有些蛇還能橫向或直線移動 廷格爾說,有些蛇類還會使用其他奇特的移動方式,比如直線和側向運動。在直線運動中,蛇保持脊柱筆直,利用腹部肌肉沿著平滑的線向前爬行。這是蛇在狹窄空間中導航的一種有用方式。
在側向移動中,蛇會在身體的部分向上和前方抬起,同時大致側向移動。響尾蛇(Crotalus cerastes)和佩林格蝰蛇(Bitis peringueyi)的速度可達每小時18英里。
廷格說:「似乎只有部分物種使用直線或側繞運動,但鑒於我們對約4000個物種知之甚少,很難判斷這些運動究竟有多獨特或廣泛。」蛇會游泳、飛行 甚至會側翻 「蛇也會游得很好,有些蛇是挖洞高手,」她說。「除此之外,有些物種會做各種古怪的事情,比如在雨林裡高大的樹木間滑翔。」
Chrysopelea蛇類通常被稱為飛蛇--真是令人驚訝。他們有一種特殊技巧,就是在跳躍前將身體壓扁,並在空中晃動身體,幫助他們順暢滑翔。
關島的棕樹蛇利用「套索運動」來扭動光滑的桿子。蛇將身體纏繞成套索狀,緊握桿子,利用環內的小側向彎曲向上移動身體,使它能夠到達樹梢上的獵物--這可能解釋了為何這些蛇類導致十種本地鳥類滅絕。
有兩種東南亞物種(Xenophidion schaeferi和Pseudorabdion longiceps)被觀察到會翻觔斗。是的--字面意義上像輪子一樣滾動。研究人員推測,他們可能是為了嚇唬和迷惑捕食者。蛇如何襲擊獵物 除了將蛇從A點帶到B點的動作外,蛇在飢餓或受到威脅時還會用另一種運動方式:打擊。攻擊開始時,蛇會緊緊盤繞,然後以閃電般的速度將頭部向前衝刺。
2016年的一項研究發現,響尾蛇和其他物種的攻擊時間僅為48到84毫秒。相比之下,人類眨眼大約需要200毫秒,而哺乳動物在被驚訝時需要60到395毫秒才開始移動。換句話說,蛇的攻擊速度快於獵物的反應。蛇型機器人也能滑行 蛇的運動也是科學家們的靈感來源。廷格說,工程師們已經研究蛇形機器人大約30年了。「這樣的機器人非常適合穿越雜亂、凹凸或沙地環境,因為有輪子或有肢體的機器人會被困住。」
例如,蘇黎世聯邦理工學院開發的蛇形機器人能夠進入人類、狗、無人機和傳統機器人無法進入的狹小空間,穿梭於倒塌建築的廢墟中,直到找到並幫助被困者。
「目前,蛇形機器人還遠不及真正的蛇的能力,」廷格說。「通過更多瞭解真實蛇運動背後的科學,我們可以學到一些重要的原理來改進機器人。」
她指出,即使是蛇皮也能激發新材料,「因為它多功能且具有有趣的材料特性,但到目前為止,人們大多未開發出這種潛力。」
進化賦予了蛇一些非常驚人的運動方式,科學家們才剛剛開始揭示並借鑒它們驚人的活動能力。