作者:James Usherwood 来源:《生物学快报》 发布时间:2009-7-2 13:36:27
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动物急驰为何不翻跟头

 
在一项新的研究中,科学家在伦敦沃尔瑟姆斯托运动场分析了灰狗的加速情况。(图片提供:Wikipedia)
 
当一辆汽车或摩托车迅猛提速时,就像人们在短程加速赛车中看到的那样,它的前轮便会离开地面。后轮平衡特技确实很酷,但是向后翻车就另当别论了,因此用于街头竞速的赛车通常要经过改装来避免这一问题。如今,一项新的研究表明,高速奔跑的四足动物在其因急停而飞离地面的一刹那也需要面对相同的问题。
 
关于动物如何奔跑的大多数研究都集中在一种稳定的运动状态,例如在一台跑步机上奔跑,或是在一个风洞中飞行。随着高速摄像机和其他技术使得研究动物的加速运动成为可能,研究人员将目光更多地集中在肌肉的力量——这被视为动物获取速度的一个主要限制因素。
 
然而英国伦敦市皇家兽医学院的研究人员却寻思,四条腿的动物是否也面临与“前轮离地”类似的问题?研究人员研制出了一个简单的数学模型,旨在搞清如果没有向后翻的状况,一只四足动物到底能够有多快的加速。这一模型预测,在动物的4条腿中,后腿越长,它们翻倒的可能性就越小,并且加速也越快。随后,研究人员在当地一个运动场——伦敦沃尔瑟姆斯托运动场——中验证了这一模型。他们用摄像机录制了灰狗个体在计时测验中冲出起点直至到达终点的整个过程。分析结果表明,动物的加速能够接近但却无法超越这一模型所预测的极限值。研究人员在最新出版的英国《生物学快报》上报告了这一研究成果。
 
接下来,研究人员在更加迷人的马球世界中测试了这一模型。在一场马球比赛中,马匹必须要经常迅速起跑和停止。在这项研究中,马匹在快速起跑和止步的同时携带了一部仪器,从而能够测量其加速情况和位置。这一模型在预测马匹加速的同时也预测了其减速。参与该项研究的动物学家James Usherwood表示,“这项研究并没有对动物的肌肉生理学和数学模型进行充分分析”,从而计算出动物的加速到底有多快。他说:“它进行了两项测量,并设想这些动物并不想向后翻倒。”其实“前轮离地”的问题仅仅存在于动物的低速运动中,一旦动物跑起来,肌肉力量便限制了其加速。
 
美国哈佛大学的比较生物机械学家Andrew Biewener认为,这一模型是研究运动加速的一条有效途径。同时美国布朗大学的生物机械学家Thomas Roberts表示,用普通动物和比赛用动物对其进行的测试解决了那些研究运动的科学家面临的一个问题,即不知道被研究对象是否已经尽了它们的全力。他说:“在这项研究中,与态度极限相比,你能够相当肯定的是,它们已经很接近实际的肌肉与骨骼极限了。”(来源:科学时报 群芳)
 
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