[杂谈] 不同物种的运动效率

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亨利先生

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不同物种的运动效率

动物的物种不同，运动方式也不同，可分为地面运动，水中运动，空中飞行等几类。

在地面生活的动物，靠四肢产生的动力推动身体前行。受地心引力的限制，肢体腾空的时间很短，它们的跳跃距离和高度被地心引力缩短，因此四肢要不断的发力才能跑起来。在月球表面引力很小，轻轻一跳的距离和高度，就是地球上的十几倍。因此在地面运动要用很大的力气征服地球引力。猎豹最快能达到110多公里，因为奔跑跳跃很费力消耗很多能量，它们只能跑400多米，因缺氧和体温升高，就不得不停下来。羚羊，鹿类等在地面运动距离和速度也同样受到限制，很难超过80公里。犬科动物的运动耐力较强，但它们的速度不及猫科动物。速度越快受引力影响就越大。因此速度与耐力不可兼得。即使在树上灵长类，也只有从高向低跳跃，才能利用一点引力的惯性增加一点距离。地心引力会缩短每一步的运动距离和跳跃高度，使运动费力效率低，无法与鸟类飞行相比。

在水中生活运动的动物，水的浮力抵消了引力，但在水中游动比地面运动更费力，水的体积密度是空气体积密度的500倍，运动时靠持续不断的力量推开水流，游动速度越快，形成的阻力就越大，游动的速度受到水中阻力的影响，也不会太快。尽管水生动物有流线体型光滑的外表，水生动物游水的速度只有30-50公里，最快的旗鱼也很难突破70公里。水的阻力对任何动物都一样。海豚企鹅用跃出水面的方法，减小水对运动的阻力。在水中运动的阻力，比地面运动还要费力。消耗较多的能量。

鸟类在空中飞行，利用展开翅膀获得升力和速度，升力抵消引力，翅膀与空气磨擦力很小，前行空气阻力也很小。鸟儿即使振翅飞行时很省力，加之巧妙利用空气动力学原理。雨燕最快的飞行速度达到200公里。游隼的俯冲速度达到350公里。鹗（鱼鹰）迁徙连续飞行1600公里，雪雁迁徙能连续飞行3000公里。候鸟的血肉之躯堪比人造飞行器。除特殊生理功能外，运动省力消耗小，是高效率运动的重要因素。就鸟类迁徙速度距离而言，其它迁徙动物是无法比拟的。

信天翁除起飞外，在海面膀不动身不摇，借助风力能滑翔10几个小时。兀鹫除起飞外，只要展开翅膀，就能借助上升热气流，滑翔一整天寻找食物。任何运动的消耗都大于滑翔。大雁鹈鹕等大型鸟类编队飞行，是利用前边鸟翅膀下的反弹气流增加升力，可节省约20%的体力。蜂鸟悬停时翅膀的正反两面扇动气流，形成横向气流刚好抵消引力，平稳的停在花朵前。悬停因扇翅过快消耗大于其他飞行方式。

飞行是以最小的消耗量满足运动需求，比起陆生动物奔跑，水生动物游水的运动方式，飞行的运动效率最高，可见飞行是最高效省力的运动方式。

作者亨利先生