為了讓自己“動起來”

動物們可謂使勁渾身解數，

爬走跑跳不一而足，

背後的物理和生理結構，

讓人驚歎，

自然界遠不止人類骨骼清奇啊！

本文全篇“庖丁解牛”式配圖，

高能！高能！

鳍和足

四足動物的四肢是從魚類祖先的鳍進化而來的，也包括兩栖動物在内的四足脊椎動物。它們在水下長出足，陸上食物更豐富、更安全，于是将部分早期的水下步行者吸引到了水上，它們的臂、腿、手、足，受自然選擇影響，進化成豐富多樣的形态——

虎紋鈍口螈（Ambystoma tigrinum）

虎紋鈍口螈的一生就是“行走進化”的反映——從水生幼體到四肢伸展的陸地成體。

細彈塗魚（Periophthalmus gracilis）

細彈塗魚在陸地移動要依賴它們的前鳍，動起來蹒跚而可愛。

四足動物

四足動物的身體構造可謂物理學和生理學協作的産物。體型較大的動物肌肉力量強勁，骨骼必須承受更大的重量；體型較小的動物通常行動更快，但能量利用效率也更低，其腿部結構的差異便是這些特點的反映。

速度最快的陸地動物前五名

獵豹、湯氏瞪羚、馬、靈缇、獅子

獵豹(Acinonyx jubatus)

柔韌的脊柱彎曲并伸展，能最大限度延長獵豹步幅。輕便的毛尾巴和鋒利的爪子在轉彎時能讓身體保持穩定。

（向右滑動查看完整圖片）

非洲象(Loxodonta africana)

這些大家夥走路時足尖是踮起的。大象能快速行走，但不能小跑或飛奔。腳趾後面有一塊襯墊，能讓它們擡升的腳跟和趾行類的骨骼結構，像人類的扁平足一樣工作。

斑馬尾蜥蜴(Callisaurus draconoides)

所有的蜥蜴都能向左右彎曲身體，拉長四條腿的步伐。斑馬尾蜥蜴還能伸展腳踝，用腳趾奔跑，每秒移動50個身長的距離。

（向右滑動查看完整圖片）

長頸鹿(Giraffa camelopardalis)

長頸鹿隻有約10%的重量在肩膀以上，體重配比極不平衡。走路的時候，它們依靠擡高和降低長脖子來維持身體和視線的平衡。

灰松鼠(Sciurus carolinensis)

松鼠向下爬行時，它們的後足踝旋轉，朝上的腳趾能讓爪子承受自身的重量。張開的四肢也能增強抓地力。

非洲盾臂龜(Centrochelys sulcata)

陸龜是食草動物，有堅硬的防禦外殼，雖然走得慢，但勝在穩定性強。它們能爬上陡峭的山坡，而且足間距适中，不會摔倒。

踯行動物

靠足部行走，腳掌貼地方便站得更穩，但彎曲的大腿骨要承受更大的壓力；

趾行動物

用腳趾行走，它們依靠腳趾墊移動，腳後跟永遠擡起，這賦予了它們力量、速度和隐身能力；

蹄行動物

靠趾甲行走，蹄腳是細長足部上長出的特殊腳趾甲。有蹄動物的腿更直，能承受更大的負荷。

直立行走

相較于其他動物需要時才會用雙腳移動，人類和鳥類都要用兩條腿走路。特别的是，雖然袋鼠在覓食的時候，四肢和尾巴并用，但在向前移動時要靠後腿跳躍來産生加速度。

人類(Homo sapiens)

人類走路比跑步更有效率，人的腿就像倒立的鐘擺，身體要依靠每一步的動能和重力推動前進。

霸王龍(Tyrannosaurus rex)

霸王龍或許曾經是王者，但它的速度方面卻是短闆。它們的肌肉太小了，一旦快跑，幾噸重的身體會把他們的腿骨壓斷。

鴕鳥(Struthio camelus)

鴕鳥的腳後跟和人的膝蓋一樣高。短小的股骨外包裹着大塊肌肉，腿部其他骨頭又長又輕，這些特性能幫助鴕鳥邁出又大又快的步伐。

紅大袋鼠(Macropus rufus)

袋鼠若想提速，不需要消耗更多卡路裡，因為它富有彈性的跟腱可以在每一次彈跳間儲存和釋放能量。

白掌長臂猿（Hylobates lar）

如果兩個手掌抓握點離的很近，白掌長臂猿就能像鐘擺那樣從一個點蕩至另一個點，我們将這個動作稱之為臂力擺蕩。在高速移動時，它們會有一小段時間松開雙手，完全懸浮在兩個支撐物之間。

運動原理

動物通過改變四肢接觸地面的順序、時間和頻率來改變步态。大幅移動時，陸地動物的四肢以全速推動身體前進，然後複位，在恢複平衡後迎接下一步。

無足運動

蛇類運動更有技術性。利用肌肉、皮膚和靈活的身體，蛇類就能減少摩擦以适應松散、平坦的地面，柔軟身體上分布的接觸點還能用來抵消行進路上的碰撞。

側行式

在松軟的沙地上，頭部先擡起向一側移動到位，然後身體跟随着蛇頭的方向竄移；

蜿蜒式

最常見的蛇形移動方式，身體跟随頭部沿着單一的波浪形路徑行進；

風琴式

蛇類進行攀爬時所運用的行走方式。身體分節地往左右兩邊緊緊折疊擠壓，形成緊迫屈折的曲線，再運用全身肌肉盡力往前方伸延，從而推動整體向前；

直蠕式

依靠連續不斷的“隆起、伸前”動作，達成向前蠕動的效果。

多足運動

大多數無脊椎動物都會将身體重量分散在多條腿上，以減輕每條腿的負擔。它們移動要格外注意協調，甚至改變腿的長度，避免被自己的腳絆倒。

大西洋幽靈蟹(Ocypode quadrata)

橫着跑的的幽靈蟹在躲避威脅時經常停下來，以減緩乳酸的累積，讓它們在跑不動前走得更遠。

蚰蜒(Scutigera coleoptrata)

行走時從較長的後腿開始移動，以防止走路時多條腿之間纏繞。它們每一步的跨度都能超過身體的總長度。

穩步行者

有多條腿“閑置”的生物，如螞蟻或蟹類，經常使用交替步态行走，每次僅使用一半的腿，其餘的保持觸地狀态。

（※由于本篇内容制作和排版工序較為繁雜，制作本文的編輯說，排完全文後，老骨頭發出了舊家具般的吱呀聲，其排版完成後表示雖然如釋重負，但深感自己骨骼已不再清奇）

購買

《大英博物館動物簡史》

《大英博物館人類簡史》

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!