同樣是在水裡遊,為什麼一些魚類左右擺尾而哺乳類是上下襬尾,哪個效率高,為什麼?

困苦中的獨行


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接,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,連接於脊椎的左、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?這個問題得區分來看,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

最後要聲明一點,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。


動物博覽


這個左右擺與上下襬的區別主要是因為二者的呼吸方式不同。哺乳動物用肺呼吸,上下襬主要是為了露出水面吸氧氣換氣;而魚類左右搖擺主要是因為它們以腮呼吸,這樣方便它們從水中過濾氧氣。

哺乳動物在吸氧的時候一定要把鼻子露出水面,這使得它們在正常活動中必須要考慮到一個問題,如何在行進中換氣?那麼上下搖擺就是最好的方法,這使得它們不需要減速就可以實現換氣,呼吸完只要把尾巴一甩就可以直接扎到海里去了。

而魚類就不同了,魚類它們不需要到水面上吸氧,它們主要靠腮從水裡過濾氧氣出來,這意味著它們要儘可能的過濾水,它們需要不停的遊啊遊的。這時候就要想一個省力的方法,那就是左右搖擺。

至於說對比二者的效率上,左右搖擺會比上下搖擺來的更好更快。但是對於需要到水面呼吸的動物而言,肯定是上下襬動更有效率了。


優己


一堆裝專家的~其實答案就一句話~

上下襬動尾巴的大部分海洋生物共同點就是:

它們要換氣~!

它們要換氣~!

它們要換氣~!

重要的事情說三遍!

一堆紙上談兵學者,有用流體力學解釋的、有用生物進化解釋的、還有用生物骨骼差異解釋的,五花八門~服了~

解釋這些的“學者”我猜海都沒見過吧[我想靜靜]


Svip000000001


這是由兩個因素決定的

1.地球重力

魚類密度更加接近於水,水的浮力克服了重力,採用左右搖擺和上下搖擺影響不大,而進化環境決定了採用左右搖擺更合適。

海洋哺乳類是從陸地返回海洋的,身體的密度大於水,而且體型較大,所受的地球重力影響也大。採用上下襬動,更適合於克服地球重力。

2.進化環境

根據進化最節能原則,魚類的祖先肯定緊貼水底進化的而來的,採用左右擺尾更適合。

海洋哺乳動物是從陸地返回海洋的,海洋哺乳動物的呼吸方式比較適合生活在水面。採用上下襬動的方式,既有利於克服地球重力,也不受環境影響。


安知我


這個問題怎麼回答呢?你如果感覺遊錯了可以給它糾正一下



義務小警


哺乳動物如鯨,豚,它們需要不斷的到水面來呼吸,所以它們需要不斷的上浮下潛,平行於水面的尾鰭更利於它上下移動,垂直於水面的尾鰭是最不利它上下移動的,久而久之就自然淘汰了


人群中說不


毫無疑問,魚的效率高。要相信,幹啥事都是專業的厲害,對於游泳來說,當然魚是專業的,哺乳動物是業餘的,他們的尾鰭是雙腿演變的,能在水裡遊就不錯了,還想比專業隊伍遊得塊,做夢去吧。


劍齒虎008


這種事情是為了行走助力人是前後擺手,雞是前後擺頭,你要是和水中的魚換過來那會怎麼走,不但走不成,反而笑死人了。


過兩天1963


這個問題覺得白問了,都差不多的,不過水裡有更好的行進方式就是螺旋推進


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