如果你把一只长颈鹿扔进一个深水池里,它会漂浮起来,还是会沉下去?如果它能漂浮,它会迅速而自信地游到最近的陆地,还是会无助地挣扎并溺水?
尽管这可能看起来很奇怪,但专家们经常撰写关于长颈鹿的漂浮和游泳能力——或者更确切地说,是它们所谓的缺乏漂浮和游泳能力的文章。 有人断言,长颈鹿“像石头一样沉下去”,“即使在紧急情况下也不会游泳”,并且“河流对它们来说是不可逾越的障碍。” 尽管一些罕见的照片和电影片段显示,长颈鹿在必要时会涉水进入深河,但尚未有关于它们游泳的确凿观察报告。
检查长颈鹿在水中行为的一种方法是将一只长颈鹿推入深水池并观察结果。 伦理和实践方面的考虑使得这个假设的实验不可能实现,所以我考虑了另一种解决方案。 出于纯粹的好奇心,我找到了艾伯塔省德兰赫勒尔皇家泰瑞尔古生物博物馆的唐纳德·亨德森,他曾为另一个项目创建了一个长颈鹿的三维计算模型,并且还使用漂浮模拟软件测试了各种现存和已灭绝动物的浮力。 我想知道,亨德森能否以同样的方式测试他的“数字长颈鹿”的浮力? 如果可以,我们或许能够彻底解决这个问题。
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为了将该模型的水生行为与其他动物进行比较,我们进行了计算,以确定浸没在水中的长颈鹿的质心和浮力、它移动四肢时遇到的阻力以及它在整个表面遇到的摩擦力。 我们不得不考虑长颈鹿形状异常的肺,其大小一直是专家们争论的主题。 在调整模型使其尽可能合理之后,我们准备看看长颈鹿是否可以漂浮和游泳。 我们的分析和结论如下:
沉重的前肢和肩部区域会将动物的前半部分向下拉,从而迫使颈部呈近水平姿势。
长颈鹿相对较高的密度,尤其是在其肢骨中,会使其在水中坐得很低,并且会遭受很大的阻力。
动物将不得不以不舒服的角度向上抬起头,并且它将无法随着肢体运动协调地上下移动脖子。
结论
长颈鹿可以漂浮,但它们在水中会显得笨拙且不稳定。
讨论
测试长颈鹿的游泳能力可能看起来像是一项无关紧要的练习。 但分析这个问题对于任何从事动物生物学或管理的人来说都非常有趣。 我们的研究还表明,科学家可以依靠计算机模拟来帮助检查生物力学中令人着迷的问题。