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midhacker
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人类是两足直立行走动物,其他的哺乳动物基本都是四足行走(除了蝙蝠等)。所有的鸟类都是两足行走,前肢特化为翅膀。
为什么企鹅看起来像是直立行走,先放一张正常鸟类的骨骼图。
图片中可以看到鸟类站立时,颈椎和胸椎形成了一个弯曲的角度。实际上所有的鸟类在飞行的时候,身体都会呈流线型,颈椎和胸椎成一条直线。关于鸟类的起源有几种理论,其中被普遍接受的是鸟类的祖先来源于兽脚类恐龙。结合下图,可以看出鸟类的颈椎和胸椎的弯曲还是保留着恐龙的状态。
兽脚类恐龙的假想图 企鹅与正常鸟类的骨架略有不同。可以看得出在站立姿势时,胸椎和颈椎基本呈一条线。而正常鸟类是有角度的。要解释这个差异,首先我们要先来看一条关于环境温度与生物体表器官大小的生态学的定律:艾伦定律。
企鹅的骨骼图 根据生态学的艾伦定律:生活在寒冷地区的恒温动物,其体表的突出部分(四肢、耳朵等)趋于缩短,有利于防止热量散失。而生活在热带地区的恒温动物,其体表的突出部分相对较长,有利于热量散失。例如,在沙漠生活的狐狸耳朵会非常的大,有利于散热;而生活在北极的北极狐耳朵会特别小,防止散热。
根据艾伦定律,生活在寒冷地区的北极狐耳朵很小,而热带沙漠地区的狐狸耳朵则很大。 而生活在寒冷地区的企鹅。为了适应这种生态环境。他们的四肢裸露的区域,与身体相比,更加的短小。如果依然采用正常鸟类站立的姿势,身体的重心不稳,脚不足以支撑身体。直立地行走,是一种最好的方式。并且根据科学论文的研究,看似笨拙的企鹅行走时左右摇摆,是为了减少能量的散失。
至于第二个问题,为什么直立行走的企鹅没能发展出文明,这个问题很有趣,但答案也很明显:人类直立行走后发展出了文明是因为人类直立后解放了双手,双手不断变得更加灵活,手的灵活促进了大脑的发展,因此人类逐渐建立了文明;而在企鹅中,它们的前肢特化为翼,并不能像人的手一样灵活,再加上生理、生态环境的限制,它们的智力发展也较为有限了。
关于第三个问题,企鹅的体型可以看下图:
灭绝与现生企鹅的体型对比图 在已经挖掘出的化石中,历史上存在的企鹅有个头非常大的,史前的巨型企鹅可以高达1.6米。而且存最大的企鹅,生活在南极大陆的帝企鹅,身高也只有一点一米左右。
现存最小的企鹅是生活在澳大利亚与新西兰的小蓝企鹅身高只有四十三厘米左右,如下图:
参考文献
Kooyman G L, Drabek C M, Elsner R, et al. Diving behavior of the emperor penguin, Aptenodytes forsteri[J]. The Auk, 1971: 775-795.
Griffin T M, Kram R. Biomechanics: penguin waddling is not wasteful[J]. Nature, 2000, 408(6815): 929.
Wilson R P, Culik B M. Energy Studies of Free-Living Seabirds: Do Injections of Doubly-Labeled Water Affect Gentoo Penguin Behavior?(Estudio Energético de Aves Marinas Libres:¿ Pueden las Inyecciones de Agua Marcada Afectar la Conducta de Pingüinos?)[J]. Journal of Field Ornithology, 1995: 484-491.
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