假如动物也参加奥运会

2017-10-13 00:39易音信
大科技·科学之谜 2017年9期
关键词:平均速度屎壳郎体长

易音信

2016年8月里约奥运会,各国运动员竞相登场,共计打破27项世界纪录,再次提升人类身体的潜能极限。

假如动物也来参赛,它们会得什么成绩?能超越人类吗?

射击:水枪神射

在印度、澳大利亚、波利尼西亚的热带地区,河流入海口附近生活着一种小型淡水鱼——射水鱼。这种鱼体长一般20~30厘米。最神奇的是,它能操控身边的水,像射子弹一样,把水迅速射出去。这就是它的“猎枪”,用来捕获食物。

射水鱼先用鳃把水压进嘴里,再用舌头顶住上腭,这样就形成类似枪筒的盛水容器。一旦发现目标,嘴里的水会迅速射出去,像出膛子弹一样又快又狠又准,即使3米外的猎物也能一击即中,被打落水里。

光线发生折射,从水里看空中的猎物,位置会有偏差,即折射光线在反向延长线上的虚影,猎物不在其真实的位置。但神奇的是,射水鱼能识别光线折射,还能根据猎物远近调节水柱子弹的强度,准确命中目标。它们射水的精准度非常高,即使射水鱼在超过体长10倍以上的距离,依然百发百中,打猎捕食。

射击水平高低应该看中靶率,射水鱼绝对是一流的。人类射击在正常视觉环境中进行,但射水鱼在两种介质中,并准确中的。所以考虑两种不同介质光线折射作用的话,射水鱼恐怕比人类要技高一筹。

短跑:惊人冲刺

非洲草原上生活着一种黄纹黑斑的大型猫科动物,它有超强的爆发力。这就是猎豹,起跑加速度高达10米/秒2,相当于百千米加速2.78秒,仿佛一辆超级跑车。

猎豹的身体为速度而生。它身材苗条,呈流线型,而且脊椎极富弹性,有利于奔跑跳跃。猎豹的鼻、心、肺等呼吸器官能在高速奔跑时给身体提供充足氧气。尾巴长达身体总长度一半,像舵一样掌握方向,又能维持平衡,不会因急转弯而摔倒。爪子能时刻抓牢地面,保持奔跑平衡。如果奋力冲刺,猎豹最高时速可达120千米。

高速度也有代价,猎豹要消耗巨大能量,产生巨大热量。全力冲刺的话,一般只能跑500米,然后必须休息,一边散热一边恢复体能。

短跑中,猎豹是当仁不让的第一名。其次就是它的食物——羚羊,它们身体矫健,擅长短距离冲刺,最高速度达64千米/时,有些更健壮的羚羊,速度会更高。

与羚羊不相上下的,是陸地上跑得最快的鸟——鸵鸟。它天生一双大长腿,迈开大步跨出3~5米,跑起来速度可达70千米/时。

短跑要领是爆发力强、加速度快。里约奥运会上,牙买加人博尔特依然保持自己创造的100米短跑世界纪录。2009年他以9.58秒跑完全程,最高时速达44.64千米。但是对比起来在短跑上,人类远不及动物们啊。

田径:超强跳跃

中亚山势崎岖冰雪覆盖,恶劣环境里生活着雪豹。它一般体长2.4米(含尾),体重54千克,活跃于海拔3000~5000米的高山悬崖。尾巴长约1米,又粗又壮,能平衡身体保持方向。后腿特别强壮,弹跳力极强。爪子能牢牢抓住地面,在雪地上也能平稳不打滑。

优良“装备”成就了雪豹,它拥有超强的跳跃能力。成年雪豹一跃跳出15米远,使其不囿于地形限制,自由游走于山间,轻松捕食猎物,常常一下捕住十几米外的藏羚羊。它跳跃距离约是其体长(不含尾)的10倍。

然而小动物的弹跳力更强大。青蛙大腿粗壮,跳跃力强大。根据不同种类,有的能跳2米远,达到其体长的20倍。野兔同样后腿发达,逃避敌害时能爆发50千米/时的高速度,并能一次跳出3米远距离,相当于身长的5.5倍。

人类的跳远纪录是美国人鲍威尔于1991年创下的。他跳了8.95米远,大约是其身高的5倍,而且还必须助跑。若拿距离与身高的比值来相比,人类与动物差距不小。

另一方面,跳高界则是小动物们的天下。跳蚤是当之无愧的跳高王者,它们体长仅1~3毫米,但后腿关节很多,积蓄力量,一跃跳起的高度是其体长的150倍。

相比之下,人类跳高与动物相差更大。跳高纪录是古巴人索托马约尔于1993年创下的,他跳出2.45米的高度,至今无人打破。以身高与高度相比,还不到他身高(1.95米)的1.5倍。

跳水:完美入水

北大西洋海鸟中,体型最大的是鲣鸟,双翼展开体宽可达1.6米,体重2.5~4千克。鲣鸟捕鱼时,一般距海面30米飞翔,发现猎物就迅速“武装”自己。它先张开翅膀向海里猛冲,入水时立即收回紧贴身体,仿佛一颗长羽毛的深水炸弹,整个身体成为完美的流线型。它们是优秀的跳水者。

鲣鸟跳水速度高达96千米/时,入水后它振动翅膀,就能深潜12米,轻松捕到猎物,然后游上海面飞回天空。

鲣鸟入水时收回翅膀,是最明智的举动,否则它就会受到海面的猛烈撞击,效果跟撞到水泥地差不多。另外,鲣鸟体内的气囊和脂肪,也能帮助它们缓解高速入水时受到的冲击力。

奥运会的跳水运动包括3米跳板和10米跳台。高质量跳水要求入水时身体呈流线型,尽量少地溅起水花。人类10米跳台跳水时间约1.4秒,入水速度约51千米/时,入水前有许多漂亮的跳水动作,如旋转、空翻等,这是鲣鸟无法比拟的。但从跳水的高度、速度和入水深度上看,鲣鸟恐怕胜过了人类。

举重:谁最强壮

几千年前,一种动物就因力大无比而闻名,甚至受古埃及人崇拜,它就是屎壳郎。屎壳郎体重仅2克,却能负起2280克的重量,绝对的“大力士”。对屎壳郎来说,这股“巨大”力量主要用来滚粪球,养活自己和后代。粪球除了作食物,还作避难所,危险时保护自己,而雌性屎壳郎会在粪球里产卵,幼虫也从粪球中吸取养分。

如果以体重和举重的比例计算,屎壳郎能负起相当于其体重1140倍的重量。如果换算成人类,相当于一个人要举起6辆双层巴士。举重是纯粹的力量比拼,依靠自身力量对抗地球引力。如果动物身躯越小,体重就越小,它自身的负担就越小,那么它相对的负重能力就越大,所以昆虫一般都很“强悍”,屎壳郎这种能力堪称世界第一。endprint

大型动物相对的负重能力远比不上昆虫。比如与人类接近的大猩猩,其中一种叫银背大猩猩,成年雄性体重约200千克,負重可达1000千克,相当于自身体重的5倍。

还有常见的黄牛,几千年来一直为人类耕地、拉车。黄牛体重约400千克,负重约900千克,相当于自身体重的2倍。

陆地上最大的动物——大象似乎更“弱”一些。大象体重约6000千克,负重却只有1500千克,相当于自重的0.25倍。

反观人类,男子105公斤以上级(最高级别)举重的世界纪录是挺举262.5千克,由伊朗人拉扎扎德于2004年雅典奥运会创下。拉扎扎德体重160千克,能举起自重约1.6倍以上的重量。这与小动物屎壳郎根本没法比,但与大型动物相比,还是比较突出的。

拳击:超强爆发

印度洋和太平洋的近海浅滩,生活着螳螂虾。它们活动范围很有限,但觅食时,常常盯上比自己高大强壮的猎物。

螳螂虾胆量为什么这么大?它们体型不大,通常长到15~30厘米,但绝对是重量级拳击选手,一记重拳相当于22毫米口径子弹出膛的力量,一般猎物根本承受不住。

螳螂虾的头胸甲壳非常坚硬,一对前臂强壮有力。平常看上去好像在捕食的螳螂,但它们前臂还长了一副天生的弹射装置,其上各附一个坚硬的锤。盯上猎物,螳螂虾就把锤弹射出去,以迅雷不及掩耳之势打中猎物。它们就像拳击高手,打出致命一击。

螳螂虾出拳的速度、力度非常惊人。在1/3000秒内就能打出一拳,相当于人眨眼瞬间,就能打出90拳,拳速超过80千米/时。拳的力度达150千克,相当于它体重的2500倍。这种闪电般的强大攻击,一般猎物根本无法承受。

拳击高手的出拳速度和力度都高人一筹,不论动物还是人类。拳王泰森体重100千克,他右拳能打出800千克力量,左拳能打出500千克力量。但是经测试仪测量,这只是泰森挥拳过程中动能转化的结果,并非他真实的爆发力。实战中出拳力度会更高,估计右拳能达到1000千克,相当于自身体重的10倍。但这种比例与螳螂虾相比,仍是小巫见大巫了。

游泳:极致泳速

广袤海洋里,生活着东方旗鱼。它们一般体长3~4米,身躯呈完美流线型;尾部肌肉发达,摆动有力;头部前端有长矛般的尖尖吻突,能把水分开;背鳍高大如帆,平衡身体。

巨大背鳍像一面旗帜,也是东方旗鱼的标志。当它们兴奋或受威胁时,背鳍会张得大大的。若全部张开,背鳍能超过它的身长。当东方旗鱼全力游泳时,背鳍会收起来,不带任何阻碍。再加上吻突和强有力的肌肉,东方旗鱼的游速高达110千米/时。

游泳方面,人类并不擅长。巴西人费罗于2009年创造了50米自由泳世界纪录,耗时20.91秒,至今无人打破。这也是人类最快的泳速,达8.6千米/时,与东方旗鱼相比,实在“不堪入目”。

马拉松:陆海空耐力比拼

马拉松全程42.195千米。肯尼亚运动员基米托在2014年柏林马拉松赛上刷新世界纪录,2时2分57秒跑完全程,平均速度约20.59千米/时。

马拉松是一种体育竞技,就是为了跑而跑。当然人类还有不为跑而进行的长距离运动,比如二万五千里长征。20世纪30年代中国红军战略转移,从南到北行程12500千米,耗时2年,一路上他们走走停停、攻城掠地、撒种宣传,折算下来平均速度约0.71千米/时。

反观动物,它们不可能为了跑而跑,但它们常有远距离迁徙。陆地上,每年季节变化引起食物增减,动物就会长途迁徙,跑得最远的当属北美驯鹿。它们每年都会横贯北美洲,长距离运动4800千米,以一年期计算,其平均速度约为0.55千米/时。

海洋里,一只海龟创造了海洋脊椎动物长途迁徙的世界纪录。美国科学家探测到 ,一只雌性棱皮龟在印尼产卵,然后横渡太平洋到美国西海岸,行程20500千米,耗时647天,平均速度约为1.32千米/时。虽然是龟速,但它能借助洋流,这一点比北美驯鹿有优势。

天空中,鸟飞得又快又远,能越过水陆障碍,在长距离运动上占尽优势。飞行距离最远的当属北极燕鸥。2011年,科学家给荷兰的北极燕鸥装上追踪器,结果发现,一年内这些鸟飞过陆地、大洋,从欧洲飞到南极洲,经历南北半球的两个盛夏,然后返回欧洲,平均飞行距离90000千米。5年后,一只英国北极燕鸥打破纪录,它从英国诺森伯兰郡的法尔恩群岛飞到南极洲,往返飞行96000千米,一年期间它的平均速度约10.95千米/时。显然,借助气流鸟类的长途飞行最有优势。

还有一种鸟的“成绩”更优秀。新西兰、澳大利亚东部地区生活着斑尾塍鹬,体长约40厘米,属于濒危物种,估计仅存约2000只。斑尾塍鹬为繁殖后代,在20天内长途飞行约30000千米。它们从南太平洋起飞,到亚洲经停一次,再飞到北美阿拉斯加交配繁殖。然后从阿拉斯加返程,连续飞行约11800千米回到新西兰。这20天内,斑尾塍鹬的平均速度约62.5千米/时。如果单以最后的返程计算,其速度可能会更高。endprint

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