大型海洋動物首推鯨豚和鯊魚,當我們在海面上看到遠處有個大傢伙游過來,怎麼知道是兇狠的大白鯊還是溫順的海豚呢?很簡單,
尾巴豎著的是鯊魚,橫著的是海豚
。攝影師做航拍的時候,如何一下子區分鯊魚和海豚呢?也很簡單,
左右擺尾的是鯊魚,上下搖尾的是海豚
。鯊魚和鯨豚為什麼會有這種區別呢?
鯊魚的尾巴是高高豎起的
兩種不同的脊椎結構
鯨豚雖然現在長著像魚一樣流線型的身體,它們卻是哺乳動物。
哺乳動物脊椎結構與魚類截然不同,它們的脊椎主要沿上下方向運動,而魚類脊椎是左右擺動的。
尾巴里的骨頭是尾椎,為脊椎的一部分,運動方向和整條脊椎一致。所以哺乳動物包括鯨都主要是上下襬尾,而魚類都是左右擺尾。
鯨豚的尾巴是橫著的,分成兩葉
為什麼會有這個區別呢?因為哺乳動物是生活在陸地上的,鯨雖然現在在海里,它的祖先也在陸地上。在陸地上首要的是站起來,因此要有腿。但動物的腿不能像桌子腿一樣,要起到能移動身體的作用,因此需要關節將腿和身體連線,然後按一定方向轉動,推動身體前行。
哺乳動物要往前走,四肢是前後擺動的。如果脊椎左右擺動,脊椎運動和四肢運動不在一個平面上,整個身體會非常僵硬;但如果設計成上下襬動就非常方便了。
因此哺乳動物最終選擇了上下襬動的脊椎,對直立行走的人類來說就是前後擺動。我們應該感謝祖先的這個偉大進化,不然的話我們得像螃蟹一樣橫著走道了。
瓶鼻海豚
而魚類從誕生之日起五億年來就一直生活在水裡,從來沒有在陸地上生活過,
在水裡魚兒不需要腿,身體左右搖擺就能很方便地游泳
,因此魚類從來沒有改變過脊椎,保留了原始的左右擺動方式。
我們注意觀察可以發現,魚和哺乳動物有個顯著區別是,
魚類脊椎從側面看是僵直的,而哺乳動物脊椎有一定弧度,看起來彈性十足。
馬林魚骨架
此外,
哺乳動物用來支撐體腔的肋骨,連線於脊椎的左、右兩側,而魚類支撐身體的棘突(就是我們都討厭的魚刺)卻是從脊椎向上、下生長的,它們都避開了脊椎擺動的方向
。魚類何止尾巴是豎著的,整個身體都是豎扁的,而鯨類的軀體就顯得比較渾圓。
哺乳動物都是由魚類演化而來的(魚類→兩棲類→爬行類→哺乳類),但距今約5000萬年前,當鯨類的祖先決定重返海洋的時候,它們已經離開水2。5億年了。它們的身體結構已經高度適應陸地生活,無法變回魚類祖先的樣子。於是,它們只得就現有結構進行調整和改造,前肢特化為鰭狀肢,無用的後肢退化,尾巴變得粗大有力。
瓶鼻海豚骨架
受脊椎結構的限制,鯨類無法像魚那樣左右擺動身體,它們發現自己上下襬動身體呈波狀游泳更輕鬆,因此鯨類就選擇了這種運動方式。
其他的海洋哺乳動物包括海豹、海獅和海牛,都是類似這樣游泳的,只不過鯨類最適應水生,尾巴尤其發達,最引人注目罷了。
海豹也是橫尾,游泳時上下襬動身體
兩種尾巴的優劣
鯨豚的“橫尾”和魚類的“豎尾”哪種運動效率更高?更進一步說,脊椎上下運動和左右運動孰優孰劣?這個問題的區分來看,
要說在陸地上,脊椎上下運動的優勢很明顯,因為這種方式動物移動更快,運動能力更強。
現存陸生脊椎動物中鱷魚、蜥蜴和蛇是左右擺動的,它們只能肚皮貼地匍匐前行。而高等動物鳥類和哺乳類的脊椎都以上下運動為主。四足動物源於魚類,最初也是左右擺動,然而後來出現的新運動形式很快佔據了優勢。自恐龍以來兩億多年,稱霸地球的都是脊椎上下運動的動物。有人認為,恐龍在運動方式上的革命性進步,是它們取得霸主地位的優勢之一。
藍槍魚衝出水面
不過在水裡,上下襬尾和左右擺尾誰都沒有明顯優勢。
事實擺在眼前,這兩種尾巴誰也沒有淘汰誰。魚類已統治海洋五億年之久,至今依然繁榮。而鯨類雖然下水只有幾千萬年,但對海洋的適應無疑也是優秀的,它們目前已經佔據了海洋的各大生態位,其中包括有史以來最大的動物之一藍鯨,和當今海洋霸主虎鯨。
鯨和魚類在游泳和潛水方面表現都很出色,證明橫尾和豎尾都能很好適應水生生活。
鯨是用肺呼吸的,必須呼吸空氣中的氧氣,因此它們潛水能力不如魚類。而肺呼吸在有氧運動上佔優勢,所以鯨雖然爆發力和衝刺速度不及魚類,巡航速度勝之。這些差異都與尾巴形狀和運動方式無關。
藍鯨不僅是最大的生物,也是巡航速度最快的
最後要宣告一點,本文說的是脊椎主要運動方向,並不是說這些動物的脊椎就只能在一個方向上運動。例如,蛇的脊椎主要是左右搖擺的,但也具備上下運動的能力。我們人類的脊椎也能在一定幅度上左右彎曲,但明顯不如前後運動的能力強。大家日常看到貓、狗左右擺尾,其實它們尾巴左右擺的幅度有限,上下襬卻可以達到近180度。