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哺乳动物的尾巴究竟有何妙用?

2018-11-06 11:15来源:少年科学网址:http://www.snkpxjz.com浏览数:125 

在胡立德的实验室里,似乎从来不缺少有意思的科学实验。他曾经带着自己的学生们做过各种各样“看上去似乎没什么用”,但脑洞大开、趣味横生的研究。

随便举几个例子——“几乎所有哺乳动物的尿尿时间都大致相同”、“蚊子为什么没有被雨砸死”、“一条屎的长度,通常是直肠直径的5倍”、“为什么蛙类的舌头特别粘”?

这些课题虽然看上去“很不正经”,但其实都暗藏着正经的科学道理。


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对!就是那个曾经登上自然杂志封面,获得过菠萝科学奖和搞笑诺贝尔学奖,还戴着马桶圈上领奖台的胡立德。

1脑洞大开趣味横生的研究

最近他又带着学生们完成了一项新的“不似科学的科学研究”,发表在《实验生物学期刊》(Journal of Experimental Biology),一起来围观吧。


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非洲象的尾巴

猜猜看,左图是什么?它们不是刷子,而是非洲象的尾巴——这些尾巴和人类的腿一样粗:长1.3米,重达11千克,末端有一百多根像针一样的毛。

其实不仅是大象,很多哺乳动物,比如长颈鹿、斑马都有类似的带毛的长尾巴。

2这些尾巴是用来干嘛的

这些尾巴当然是驱赶讨厌的蚊虫了。毫不夸张地说,在没有任何保护措施的情况下,蚊子们一天可以吸掉一匹马的一整杯血,还会传播类似疟疾等疾病。所以,每多赶走一只蚊虫,对它们来说就意味着少挨一次叮咬。


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正在吸血的蚊子

如果你去过动物园或者马场,就会注意到,马会做很多动作把蚊子和苍蝇赶走。它会不停摇头、跺脚、甩动鬃毛,或扭过脖子咬自己的后背。但最常用到的还是它的尾巴。

为什么尾巴能够成为这些动物的驱蚊利器?仅仅简单的“抽打”蚊蝇,还是另有玄机呢?

为了研究这些尾巴的奥秘,他带着他的研究生去各地围观动物尾巴。他们去了亚特兰大的动物园,拍摄了大象、斑马、长颈鹿尾巴;去马场拍了马尾巴;还去公园拍了不同品种狗的尾巴。

镜头前的动物似乎很害羞,它们总用屁股欢迎他们,这也恰好为我们的拍摄带来了便利。

3动物尾巴为什么快速摇摆

动物的尾巴就像一个个钟摆一样来回摆动不停。于是他们联想到,动物摆尾巴会不会也遵守“自然频率”呢?通过分析视频中动物尾巴的摇摆规律,发现马尾巴和大象尾巴的摆动频率,大约是每秒一次。


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这个频率是其理论自然频率的三倍。它们为什么需要那么快速地摇摆尾巴?

4模拟器实验新发现

为了探讨这个问题,他们设计了一个模拟器来模拟哺乳动物尾巴摆动。

圆柱状的装置可以防止蚊子在容器的内壁上着陆,所以蚊子会一直在容器内飞行。容器顶端有一个桨,用来模拟马尾巴的摇动。桨转动的旋转频率要足够高,才能把蚊子“吹”走。在模拟器中的实验,即便是桨的转速足够快,依然有15%的蚊子会逃到桨的后侧,得以逃脱。

这就像是一些狡猾的蚊虫飞到动物的尾巴附近,以逃过尾巴的驱赶。我们也捕捉到蚊虫着陆在大象和长颈鹿屁股上的镜头。

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胡立德的学生玛格丽特和凯西正在测试“哺乳动物尾部模拟器”。

它们着陆以后,会把自带的“小吸管”扎进动物的厚皮找血管,整个动作约1~2秒钟。这时,大象就会加大尾巴的摆动幅度,从20度增加到40度(就像棒球员挥棒,需要往后加大幅度,才可以做出有力一击),这让它可以在一秒之内击退或者消灭掉蚊子。

这或许解释了为什么这些动物需要增加尾巴的摆动幅度。通过这样的摆动,它们不仅可以直接抽打蚊蝇,还可以利用尾巴掀起的风将蚊虫“刮走”。

除此以外,这些动物尾部的毛色大多很深,这对于一些飞虫也会起到震慑作用。

小贴士

请不要给马修剪尾巴上的鬃毛

今天,有很多养马的人,会为了让马更好看而修剪它们尾巴上的鬃毛,这无疑会减弱它们驱赶蚊蝇的能力,对马而来说可不是什么好事。希望通过他们的研究,让大家能够了解到,这些动物的尾巴并不只是简单的装饰,而是发挥着非常重要的实际作用。