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世界最快飞蛇飞行真相 爬行动物没翅膀如何飞

2006年5月7日 10:07
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上 海

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    图片说明:平时身体呈圆筒状滑翔时身体呈扁平状

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      图片说明:天堂金花蛇会游泳也能飞

      信不信由你,有些蛇是会飞的。没有翅膀的爬行动物,如何能翱翔天际呢?杰克·索哈喜欢摆弄蛇,也是一位研究生物力学的科学家。对于动物的运动,杰克非常感兴趣。杰克说:“我们并不了解,蛇为什么要进行这样的空中移动。是为了躲避掠食
    动物?为了捕捉半空中的猎物?还是要去一个新的地方寻找食物?那么,这些蛇到底是怎样飞起来的呢?”杰克决心解开这个谜。

      杰克是一名芝加哥大学探寻有关飞行问题的专家,无意中,他成为了研究“飞蛇”的世界权威。少年时的杰克喜欢理科和工程学。他更感兴趣的是转子,而非爬行动物。然而,当他听说有些蛇会飞时,就从动物学新手变成了蛇类专家。

      生活在东南亚雨林的天堂金花蛇,敏捷地穿梭于枝叶茂密的树冠层中,猎捕蜥蜴为食。虽然天堂金花蛇之类对人大多无害,但其毒性足以让壁虎丧命。它也可以活活把猎物勒死。然而,它最了不起的适应性表现,是能从半空中滑过。当杰克听到新加坡有一种会飞的蛇后,他便从他的芝加哥大学的研究中心来到世界的另一端———新加坡。

      新加坡有一种会飞的蛇名叫天堂金花蛇

      一处岛屿,一个国家,一座城市,新加坡的摩天大楼比高耸的树木更出名。不过,这里就是杰克要找蛇的地方。杰克说:“这里有原始雨林,我想,蛇类的‘飞行’最初就是在这样的环境中进化来的……树木很高,相互间有空隙,滑行的空间很大。”

      新加坡有会飞的蛇,这可是个新发现。甚至对许多新加坡人来说都是新鲜事儿。杰克一行人分成两组。他们在建筑物中寻找,因为“飞蛇”会来这些地方捕食蜥蜴。它们也会吃小鸟和蝙蝠。这种会飞的蛇名叫天堂金花蛇。经过多天的不懈努力,他们终于抓到了一条新加坡的天堂金花蛇。

      从外观看,这种动物没有适于滑行的特别变化。显然,它没长翅膀,也不像是会飞的样子。不过,它是爬树高手,在地面移动的速度也很快,会游泳,也能飞。杰克说:“我还想不出别的什么动物兼备所有这些运动能力。”

      摄像机捕捉到了天堂金花蛇的镜头

      杰克此行得到了两位专家的协助。威斯特·阿什顿是经验丰富的澳大利亚摄影师。首先,在一片空地上,威斯特架设两座塔架。一座是为了让蛇跳下来,另一座安装摄像机,从六个固定点记录蛇的每一段“飞行”。

      他们用无毒涂料,把蛇身上标出的定点临时染上颜色。蛇身上的色点可以显示,在滑行的任意阶段,其身体每一部分的动作。经过三天的准备工作,一切差不多都已就绪……

      威斯特得想办法,让摄像机紧跟这条又细又长、动作迅速的“飞蛇”。终于,到了真实、关键的一刻。蛇行空中的伟大镜头———身体几乎扁平,以助于滑行。

      它走得挺直,“飞行”表演一次比一次精彩。有时候,蛇在半途中,甚至会变换方向。

      杰克说:“整整24米,这是我看过的最长的滑行距离。”他们直接来到高解析度影片剪接室,进行图像慢放和分析。

      飞蛇在空中不是圆柱形,反倒更像一条弯曲的丝带

      从图像慢放可以看出,它首先是“起飞”———蛇身低低垂着。接着,它的脑袋左右摆动,扫视、搜寻底下的降落点。一切准备就绪。它向上抬起身体,就在最恰当的一刻松开尾巴,让自己向上弹了出去。此时,蛇把肋骨伸展开来,让身体的宽度加倍。这时,它不像是圆柱形,反倒更像一条弯曲的丝带。

      接着,它以陡直的角度下落五到十英尺,获取空中速度。它在半空里蛇行前进,时速大约20英里。这是地球上所有“飞蛇”当中行进速度最快的一种。

      侧面看,蛇的头部似乎是静止的,而不同角度获取的画面,显示出它的脑袋一直在动。它的头前前后后地微微摆动着。

      最大的疑问是,这些蛇在飞行途中如何改变方向?高解析度的镜头,让杰克第一次看到蛇的尾巴在空中摆动的细节。它是把尾巴当成方向舵了吗?还是身体形状的细微变动让它在半空中转向?

      杰克说:“我还不确定,尾巴是否具有空气动力学的作用。今天,我们无法获得所有的答案。需要对每帧图像进行研究,再和全景摄像机拍到的画面交叉比对,展开更为详尽的分析。”或许,还要经过几个月、甚至几年的工作,才能破解“飞蛇”的所有秘密。

        ■相关链接

      飞蛇的研究将有助于设计出更好的“机器蛇”

      并非只有杰克一人决心了解“飞蛇”的秘密。美国航空航天局或许也想对他的研究成果加以特别应用。美国太空署的科学家,早已开始研究蛇的运动,甚至还制造出这些机器蛇。
      
      科学家认为,蛇可以从东西上爬过去,也可爬到它里面。在一个混乱的空间中航行,比起别的自动机器,这实质上是有了更多的选择。想想看,要是美国航空航天局知道如何让“机器蛇”飞起来……

      研究人员认为这很值得研究一下,因为“飞蛇”完全不同于我们所熟知的任何一种飞行器。了解蛇的运动模式堪称一大挑战。从生物力学的角度来说,所有蛇都很复杂。

      蛇体内的肌肉系统相当复杂。基本上,里头是一根管子,上面全都裹着肌肉———有意思的是,这些肌肉朝着各个方向生长。所以,从脊椎到肋骨,从肋骨到肋骨,从一块肌肉到别的肌肉,全都连结在一起。蛇的肌肉不同,比如说我的肱二头肌只是单一的,而它的体系却非常复杂。蛇的横向肌肉最强壮,用于侧向运动…然而,真要移动的话,大多数也还需要握力。它们需要抓握什么东西来使劲,需要某种摩擦力。如果没有摩擦力,就得改变运动方式。比如,角响尾蛇在沙地上移动,而沙子的摩擦力很小,所以它们就得改变自己的运动方式。在半空中滑行的蛇是类似的情况,因为空气几乎没有摩擦力。

      ■相关知识

      天堂金花蛇

      该蛇分布于东南亚。栖居在森林及花园中。体形十分细长纤细,行动敏捷的日行树栖性蛇种,当它需要逃离天敌或迅速下到地面时,可以将身体各部向内凹,使得它得以从树顶快速滑翔下来;此外,其鳞片上的纵脊也能使它快速爬上又高又直的椰子树上。本种在野外主要以小型哺乳类、小蜥蜴与鸟类为食,卵生,每次产约5~8枚卵。

     
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    选稿:胡静    来源:北京科技报   
     
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