蛇透過控制身上的鱗片來進行移動,加上對樹枝的纏繞附著,蛇是可以爬樹的。 蛇也是靠摩擦力爬上陡峭的表面的。更具體的說,它們會採用一種伸縮前進的方式,交替收縮和伸展身體。“基本上,身體的一部分會牢牢抓住它們能抓住的任何東西,而另一部分向前伸展,”紐約Siena大學的生物學家Greg Byrnes說。“就像手風琴一樣一開一合。” 直到現在,也沒有人知道蛇在伸縮前進時肌肉用了多少力量。所以Byrnes和他的同事,辛辛那提大學的Bruce Jayne,決定發現這個答案。 他們兩人在一根垂直的圓柱上纏上了美紋膠帶(以便產生必要的摩擦力),並在圓柱上貼了一些壓力感測條。接下來,他們測量了10條蛇在爬上圓柱時用的力量,每條蛇爬了10次。這10條蛇分屬五個品種,包括蟒蛇、棕色樹蛇、地毯蟒、綠色樹蟒和一種比較小的蟒蛇。 然後,Byrnes和Jayne計算了這些蛇為了不從圓柱表面上滑下來所需要的最小抓力。 他們將蛇放在一個貼著美紋膠帶的平板上,然後抬起這塊板的一端,直到蛇開始下滑為止。這時板傾斜的角度可以幫助他們得到蛇與平板表面之間的摩擦係數,從而進一步計算出蛇必須用多大的力量才能對抗重力帶來的下滑趨勢。他們的計算還考慮了蛇在向上攀爬時產生的大小相等,但是方向向下的力。 研究人員認為,蛇本來可以採取比較經濟的方法,用盡可能少的力量抓住圓柱。畢竟,攀爬是很耗費能量的,而有些蛇可以控制肌肉的力量,至少在纏緊獵物的時候可以控制。但是實際上,它們並沒有這樣做。 有時候,這些蛇的“安全係數”接近1,也就是說,這些這些爬行動物會用盡可能小的力量抓住圓柱體,只要不滑落就可以。還有些時候,它們的“安全係數”幾乎達到了20,和它們纏緊獵物時用的力差不多一樣,是避免滑落所需要的最小力量的20倍。 Byrnes說,“在絕大多數時候,安全係數在2.5到5之間。它們沒有使出最大的力量,但是也不是所需要的最小力量。” 為什麼一般來說,蛇在攀爬時用來纏緊圓柱的力量是實際需要的五倍?研究人員並不清楚。他們猜測,可能是因為生活在樹上的蛇並不經常移動,所以它們在攀爬時耗費的能量對於它們的生活並沒有多大影響。 也可能是安全的重要性遠遠超過了節約能量的重要性。雖然研究人員還沒有深入研究這個問題,但是Byrnes說,動物界將安全放在經濟性之上這種行為,可能比我們想象得更普遍。 研究表明,壁虎和變色龍在攀爬時會產生很大的附著力,是支撐它們體重所需的10倍。雖然還沒有研究考察過人在爬繩索或岩石時使用的抓力,但是Byrnes說,人使用的力量也會是抓住物體所必需的力量的2到4倍。 Byrnes現在很感興趣的是,為什麼蛇有如此高的安全係數,並計劃研究蛇在攀爬時的抓力模式和肌肉活動。他還有興趣研究其他型別的行為安全係數。 例如,瞪羚被追捕的時候會以最大的速度奔跑嗎?動物在跨過縫隙的時候,會選擇跳多遠?他說,“動物在選擇安全係數的時候有很多不同的模式,在這方面的研究真的非常欠缺。”
蛇透過控制身上的鱗片來進行移動,加上對樹枝的纏繞附著,蛇是可以爬樹的。 蛇也是靠摩擦力爬上陡峭的表面的。更具體的說,它們會採用一種伸縮前進的方式,交替收縮和伸展身體。“基本上,身體的一部分會牢牢抓住它們能抓住的任何東西,而另一部分向前伸展,”紐約Siena大學的生物學家Greg Byrnes說。“就像手風琴一樣一開一合。” 直到現在,也沒有人知道蛇在伸縮前進時肌肉用了多少力量。所以Byrnes和他的同事,辛辛那提大學的Bruce Jayne,決定發現這個答案。 他們兩人在一根垂直的圓柱上纏上了美紋膠帶(以便產生必要的摩擦力),並在圓柱上貼了一些壓力感測條。接下來,他們測量了10條蛇在爬上圓柱時用的力量,每條蛇爬了10次。這10條蛇分屬五個品種,包括蟒蛇、棕色樹蛇、地毯蟒、綠色樹蟒和一種比較小的蟒蛇。 然後,Byrnes和Jayne計算了這些蛇為了不從圓柱表面上滑下來所需要的最小抓力。 他們將蛇放在一個貼著美紋膠帶的平板上,然後抬起這塊板的一端,直到蛇開始下滑為止。這時板傾斜的角度可以幫助他們得到蛇與平板表面之間的摩擦係數,從而進一步計算出蛇必須用多大的力量才能對抗重力帶來的下滑趨勢。他們的計算還考慮了蛇在向上攀爬時產生的大小相等,但是方向向下的力。 研究人員認為,蛇本來可以採取比較經濟的方法,用盡可能少的力量抓住圓柱。畢竟,攀爬是很耗費能量的,而有些蛇可以控制肌肉的力量,至少在纏緊獵物的時候可以控制。但是實際上,它們並沒有這樣做。 有時候,這些蛇的“安全係數”接近1,也就是說,這些這些爬行動物會用盡可能小的力量抓住圓柱體,只要不滑落就可以。還有些時候,它們的“安全係數”幾乎達到了20,和它們纏緊獵物時用的力差不多一樣,是避免滑落所需要的最小力量的20倍。 Byrnes說,“在絕大多數時候,安全係數在2.5到5之間。它們沒有使出最大的力量,但是也不是所需要的最小力量。” 為什麼一般來說,蛇在攀爬時用來纏緊圓柱的力量是實際需要的五倍?研究人員並不清楚。他們猜測,可能是因為生活在樹上的蛇並不經常移動,所以它們在攀爬時耗費的能量對於它們的生活並沒有多大影響。 也可能是安全的重要性遠遠超過了節約能量的重要性。雖然研究人員還沒有深入研究這個問題,但是Byrnes說,動物界將安全放在經濟性之上這種行為,可能比我們想象得更普遍。 研究表明,壁虎和變色龍在攀爬時會產生很大的附著力,是支撐它們體重所需的10倍。雖然還沒有研究考察過人在爬繩索或岩石時使用的抓力,但是Byrnes說,人使用的力量也會是抓住物體所必需的力量的2到4倍。 Byrnes現在很感興趣的是,為什麼蛇有如此高的安全係數,並計劃研究蛇在攀爬時的抓力模式和肌肉活動。他還有興趣研究其他型別的行為安全係數。 例如,瞪羚被追捕的時候會以最大的速度奔跑嗎?動物在跨過縫隙的時候,會選擇跳多遠?他說,“動物在選擇安全係數的時候有很多不同的模式,在這方面的研究真的非常欠缺。”