長頸鹿會漂浮嗎?

兩位科學家和一臺計算機權衡關於長頸鹿的長期謎團

加入我們的科學愛好者社群!

如果你把一隻長頸鹿扔進一個深水池裡,它會漂浮起來,還是會沉下去?如果它能漂浮,它會迅速而自信地游到最近的陸地,還是會無助地掙扎並溺水?

儘管這可能看起來很奇怪,但專家們經常撰寫關於長頸鹿的漂浮和游泳能力——或者更確切地說,是它們所謂的缺乏漂浮和游泳能力的文章。 有人斷言,長頸鹿“像石頭一樣沉下去”,“即使在緊急情況下也不會游泳”,並且“河流對它們來說是不可逾越的障礙。” 儘管一些罕見的照片和電影片段顯示,長頸鹿在必要時會涉水進入深河,但尚未有關於它們游泳的確鑿觀察報告。

檢查長頸鹿在水中行為的一種方法是將一隻長頸鹿推入深水池並觀察結果。 倫理和實踐方面的考慮使得這個假設的實驗不可能實現,所以我考慮了另一種解決方案。 出於純粹的好奇心,我找到了艾伯塔省德蘭赫勒爾皇家泰瑞爾古生物博物館的唐納德·亨德森,他曾為另一個專案建立了一個長頸鹿的三維計算模型,並且還使用漂浮模擬軟體測試了各種現存和已滅絕動物的浮力。 我想知道,亨德森能否以同樣的方式測試他的“數字長頸鹿”的浮力? 如果可以,我們或許能夠徹底解決這個問題。


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。 透過購買訂閱,您正在幫助確保未來有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。


為了將該模型的水生行為與其他動物進行比較,我們進行了計算,以確定浸沒在水中的長頸鹿的質心和浮力、它移動四肢時遇到的阻力以及它在整個表面遇到的摩擦力。 我們不得不考慮長頸鹿形狀異常的肺,其大小一直是專家們爭論的主題。 在調整模型使其儘可能合理之後,我們準備看看長頸鹿是否可以漂浮和游泳。 我們的分析和結論如下:

  • 沉重的前肢和肩部區域會將動物的前半部分向下拉,從而迫使頸部呈近水平姿勢。

  • 長頸鹿相對較高的密度,尤其是在其肢骨中,會使其在水中坐得很低,並且會遭受很大的阻力。

  • 動物將不得不以不舒服的角度向上抬起頭,並且它將無法隨著肢體運動協調地上下移動脖子。

結論
長頸鹿可以漂浮,但它們在水中會顯得笨拙且不穩定。

討論
測試長頸鹿的游泳能力可能看起來像是一項無關緊要的練習。 但分析這個問題對於任何從事動物生物學或管理的人來說都非常有趣。 我們的研究還表明,科學家可以依靠計算機模擬來幫助檢查生物力學中令人著迷的問題。

Darren Naish 是一位科學作家、技術編輯和古生物學家(隸屬於英國南安普頓大學)。 他主要研究白堊紀恐龍和翼龍,但對所有四足動物都非常感興趣。 他的出版物可以在 darrennaish.wordpress.com 下載。 自 2006 年以來,他一直在 Tetrapod Zoology 部落格上撰寫部落格。 請訪問 tetzoo.com 檢視 Tet Zoo 播客!

更多作者:Darren Naish
大眾科學 Magazine Vol 304 Issue 1本文最初以“長頸鹿會漂浮嗎?”為標題發表於大眾科學雜誌 第 304 卷第 1 期 ()
doi:10.1038/scientificamerican012011-7mMRNwPWW3erL7HeUb224X
© .