甩尾神技!哺乳动物的尾巴,到底有啥用?

作者: 胡立德

来源: 果壳网我是科学家iScientist

发布日期: 2018-11-07

胡立德实验室研究哺乳动物尾巴的驱蚊功能,发现尾巴的摆动频率和幅度对驱赶蚊虫至关重要,尾巴不仅是装饰,更是重要的生存工具。

在胡立德的实验室里,似乎从来不缺少有意思的科学实验。他曾经带着自己的学生们做过各种各样“看上去似乎没什么用”,但脑洞大开、趣味横生的研究。这些课题虽然看上去“很不正经”,但其实都暗藏着正经的科学道理,认真研究一番没准就会有所发现。这不,最近他又带着学生们完成了一项新的“不似科学的科学研究”,发表在《实验生物学期刊》。

猜猜看,这是什么?它们不是刷子,而是非洲象的尾巴——这些尾巴和人类的腿一样粗:长1.3米,重达11千克,末端有一百多根像针一样的毛。其实不仅是大象,很多哺乳动物,比如长颈鹿、斑马都有类似的带毛的长尾巴。这些尾巴是干嘛用的?当然是驱赶讨厌的蚊虫了。

为了研究这些尾巴的奥秘,我带着我的研究生去各地围观动物尾巴——我们去了亚特兰大的动物园,拍摄了大象、斑马、长颈鹿尾巴;去马场拍了马尾巴;还去公园拍了不同品种狗的尾巴。我们发现,这些动物的尾巴就像一个个钟摆一样来回摆动不停。钟摆的运动特点符合“自然频率”——一个摆的频率是由摆的长度决定的(与质量无关):摆越长,频率越低。

于是我们联想到,动物摆尾巴会不会也遵守“自然频率”呢?通过分析视频中动物尾巴的摇摆规律,我们发现,马尾巴和大象尾巴的摆动频率大约是每秒一次。这个频率是其理论自然频率的三倍。那么问题来了,它们为什么需要那么快速地摇摆尾巴?

为了探讨这个问题,我们设计了一个模拟器来模拟哺乳动物尾巴摆动。在模拟器中的实验,即便是桨的转速足够快,依然有15%的蚊子会逃到桨的后侧,得以逃脱。

这就像是一些狡猾的蚊虫飞到动物的尾巴附近,以逃过尾巴的驱赶。我们也捕捉到蚊虫着陆在大象和长颈鹿屁股上的镜头——它们着陆以后,会把自带的“小吸管”扎进动物的厚皮找血管,整个动作约1~2秒钟。这时,大象就会加大尾巴的摆动幅度,从20度增加到40度,这让它可以在一秒之内击退或者消灭掉蚊子。

这或许解释了为什么这些动物需要增加尾巴的摆动幅度——通过这样的摆动,它们不仅可以直接抽打蚊蝇,还可以利用尾巴掀起的风将蚊虫“刮走”。除此以外,这些动物尾部的毛色大多很深,这对于一些飞虫也会起到震慑作用。在今天,有很多养马的人,会为了让马更好看而修剪它们尾巴上的鬃毛——这无疑会减弱它们驱赶蚊蝇的能力,对马来说可不是什么好事。

希望通过我们的研究,能够大家可以了解到,这些动物的尾巴并不只是简单的装饰,而是发挥着非常重要的实际作用。

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