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        企鵝走路為什么會搖搖晃晃

        2022-04-02 12:20:03蘇澄宇
        思維與智慧 2022年30期

        ◎ 蘇澄宇

        都說企鵝可愛,人們之所以覺得它可愛,一部分是因為它憨態(tài)可掬,配色和熊貓一樣都是黑白相間的;另一部分是因為它走起路來搖搖晃晃。不過企鵝走路為什么要左右搖擺呢?

        為了提高行走效率

        加利福尼亞大學(xué)伯克利分校和科羅拉多大學(xué)博爾德分校的科學(xué)家做了一個研究,關(guān)于企鵝走路的力學(xué)分析。他們發(fā)現(xiàn)企鵝這么走路是為了提高能量的利用效率??茖W(xué)家在海洋公園找了5只帝企鵝,在一個專門為企鵝設(shè)計的“跑步機”上測試企鵝每一步的力量大小、施力方向以及移動速度。研究中,兩個科學(xué)家測量了帝企鵝行走過程(0.5m/s)中的能量回收率,居然達到了80%,超過了人類的能量回收效率。不僅如此,研究者還認(rèn)為企鵝的步態(tài)是所有陸行動物中能量回收率最高的。

        假如企鵝沒了搖晃的側(cè)向運動,那么它的步行效率將會降低很多。因為企鵝在左右搖擺的時候,重心會發(fā)生變化,產(chǎn)生重力勢能,進而轉(zhuǎn)化為動能幫助行走。它們的腿太短了,而且大部分的腿還藏在了厚厚的羽毛下面,這導(dǎo)致它行走困難,所以企鵝行走消耗的能量是同體形動物的兩倍。

        最后,科學(xué)家得出結(jié)論,企鵝因為腿太短了,所以左右搖晃來彌補腿短的缺陷。

        為了節(jié)省能量

        后來,其他科學(xué)家對企鵝的步態(tài)做了進一步的研究,看看體重變化會不會對其步態(tài)造成影響。只不過這次不用帝企鵝做測試,而是找了10只王企鵝,而且它們的體重也比一般的企鵝要重。同樣地,它們也被安排上了跑步機,跑步機速度為每小時1.4公里。另外也多記錄了企鵝三軸運動(前后、上下、左右)加速度的數(shù)值。

        在它們保持原有體重的情況下,科學(xué)家先在跑步機上做測試,記錄了其運動時的相關(guān)數(shù)值。后來,科學(xué)家讓王企鵝禁食兩個星期,體重減下來了2公斤多點,然后再上跑步機測試。

        科學(xué)家們原本以為,體重變輕了,走路自然輕松了,速度自然會加快。因為不管是現(xiàn)實中的觀察,或者一些科學(xué)研究,都表明肥胖的人或者孕婦很容易改變步態(tài)來應(yīng)對體重的增加,比如拓寬他們的站姿,步伐更短。但令科學(xué)家驚訝的是,雖然企鵝減肥后左右搖晃的幅度減小了,但并沒有改變它們的步頻或姿勢。

        這個研究表明,企鵝越胖,左右搖擺幅度越大。結(jié)合前面第一個研究,可以得出結(jié)論,企鵝之所以走路搖搖晃晃是因為腿短,而搖晃的幅度大小則取決于體重大小。而這一切最終都可以解釋為,是為了節(jié)省能量。

        (張秋偉摘自微信公眾號“中國科普博覽” 圖/雨田)

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