-滑翔中的橙色小鼯鼠(黄耀华摄影)- 小时候看电视节目《动物世界》,我们经常为鼯鼠滑翔于山谷间的轻盈身姿深深折服,也一直对鼯鼠滑翔的奥秘感到困惑。 长大后机缘巧合,进入了动物学领域学习研究,通过学习知道了滑翔这种独特的适应能力在哺乳动物中曾独立出现过至少6次,即: 大洋洲的袋鼯科(Petauridae)、环尾袋貂科(Pseudocheiridae)、树袋貂科(Acrobatidae)三个科中的部分种类,非洲的鳞尾松鼠科(Anomaluridae),东南亚的鼯猴科(Cynocephalidae),亚洲和北美洲的鼯鼠族(Pteromyini)。 年8月9日,英国《自然》杂志刊登了中美两国科学家组成的国际合作团队的最新发现:辽宁省和河北省境内距今约1.6亿年的晚侏罗世地层中发现了目前世界上最原始的、具有皮翼的滑翔哺乳动物化石——似叉骨祖翼兽和双钵翔齿兽。 这一发现说明哺乳动物从诞生之初,就从未放弃过对天空的向往。在众多的滑翔哺乳动物中,鼯鼠拥有最为复杂的空气动力学结构。 鼯鼠优于其他滑翔哺乳动物的秘密武器就是其翼尖结构。它的作用类似于飞机翅膀尖端的翼尖小翼,能减少翼端效应,提高升力,使鼯鼠的滑翔更加灵活而省力。那么鼯鼠的“法宝”——翼尖——又是如何演化出来的呢? 美国国家自然历史博物馆的理查德?W?托林顿(RichardW?Thorington)教授从比较解剖学的角度出发,发现鼯鼠的翼尖是由柱状软骨及一系列与之相连的韧带和肌肉组成的精密运动系统。而柱状软骨是由鼯鼠的亲戚——松鼠——手掌中的小鱼际软骨演变而来的。 除了独有的翼尖结构,鼯鼠的翼膜和其他几种滑翔哺乳类的大同小异,都是由体侧皮肤扩展而成,由位于脸颊和前肢间的前翼膜、前肢和后肢间的体侧翼膜以及后肢与尾巴之间的尾翼膜三部分组成。 如果将鼯鼠比喻成飞机,那么鼯鼠的前翼膜就是机翼的前缘。鼯鼠通过调整迎流状态来控制整个滑翔系统的空气动力,既可以在起飞时向下弯曲提供向前的动力,又可以在滑翔过程中通过收缩或展平调整体侧翼膜部分的升力。 体侧翼膜是鼯鼠“机翼”的主要部分,是产生升力的主要结构。 尾翼膜构成鼯鼠“机翼”的后缘,作用类似于飞机上的后襟翼,可修正“机翼”的升力和阻力。 滑翔过程中,鼯鼠通过上下摆动尾巴调节尾翼膜的位置,尾巴在鼯鼠的滑翔运动中起着舵的重要作用。鼯鼠的尾型可以粗略分为大型鼯鼠的圆柱形尾和小型鼯鼠的水平方向扁尾。 凭借这些巧妙的空气动力学结构,鼯鼠可以轻松地在森林里滑翔几十米至上百米。近来的一些研究甚至指出,鼯鼠的“飞行”技巧非常多样且复杂,并非人们传统认识中的“被动滑翔”,部分技巧甚至连人类目前的航空航天科技都难以望其项背。 -红白鼯鼠(中国图库供图)- 鼯鼠为什么会演化出滑翔这种能力?现今常见的假说之一认为,滑翔可以帮助鼯鼠节省在觅食地点间移动所消耗的体力。 有山区生活经历的朋友一定能体会这其中的妙处,眼看对面山头有奇花异草、珍禽异兽,中间却隔着几十米宽的一个山谷,要想到对面一探究竟,从谷底绕过去可能需要几个小时甚至1天的时间,但如果能“飞”过去,岂不快哉! 滑翔不仅给鼯鼠觅食带来便利,在逃离掠食者时,滑翔的好处也是显而易见的。事实上,鼯鼠在自然界的天敌基本只有大中型猫头鹰,常规的地栖和树栖食肉动物对鼯鼠威胁很小。而凭借其高超的“空中急转弯”飞行技巧,鼯鼠甚至能躲避猫头鹰的攻击。 但滑翔的运动方式在另一方面也限制了鼯鼠的生活,它们必须生活在有充足高度差的山地森林里。这也是在平原地带以及西北干旱不长树的山区没有鼯鼠的原因。 鼯鼠这种神奇的夜空精灵还有很多谜团等待人们去揭开,然而日益减少的山地森林和人类无节制的猎杀给鼯鼠的未来蒙上了一层阴影。希望有越来越多的人关心、保护这些可爱的生灵。 -发育良好的山区森林是鼯鼠最理想的栖息地(李权摄影)- 小知识 翼尖效应:当机翼迎流产生升力时,其下表面的压力比上表面的大,而翼尖附近的气流会在压差作用下绕过翼尖流向机翼上表面,同时形成旋涡,并从机翼向后延伸很长一段距离。这些漩涡带走了能量,产生了阻力(即所谓“诱导阻力”),而翼尖小翼可以有效地减弱诱导阻力。 作者单位:中国科学院昆明动物研究所 本文节选自《大自然》年第6期原创作品 欢迎收藏和分享,请注明文章出处! 赞赏 长按白癜风品牌影响力单位北京中科医院曝光
|