为什么海豚的尾巴长得不一样?

当年科学家在澳大利亚进行了一次深海追踪实验,把仪器绑在不少海里的动物身上,结果发现一个很有意思的现象。不管是尾鳍竖起来的鲨鱼,还是水平摆的海豚,在远游的时候都喜欢游一会儿、滑一会儿,能量消耗都差不多。既然这两种方式效率差不多,那为啥它们的尾巴长得完全不一样呢?原因其实就在它们老祖宗留下的习惯里。 鲨鱼从4亿年前就开始在水里晃悠了,靠着脊柱左右摆动来划水,这对它们来说是最省力的。垂直的尾巴就是顺着这种摆动的节奏长出来的,这样割水最带劲。那个时候大家都在浮力特别大的海里待着,重力被压得死死的,只要动动身子两边的肌肉就能往前游了。这种既简单又省电的“老办法”一旦写进基因里,就很难改了。 海豚和鲨鱼不一样,它们的祖先以前是在陆地上跑来跑去的。为了跑得快一点,脊柱就变得能拱起来帮着往后蹬。大概5000万年前天气大变,没办法只能重新回海里生活了。虽然身体构造没法一下子全变过来,但总还是得游泳啊。既然没法再靠上下弹跳着跑了,水平尾巴就是剩下的最好选择了。 说白了没有谁更好谁更坏,主要看适不适合环境。海豚靠肺呼吸的话就需要经常浮上去换气。水平尾巴上下动的时候能提供很大的向上的力,让它能快速调整深浅;等游得特别快的时候(超过4.6米/秒),这股力量还能让它直接跃出水面去滑行一下,借着空气阻力省点力气。 鲨鱼用腮呼吸不用露头,垂直尾巴也就不用专门去帮忙上浮。左右一甩能产生很强的侧向力,让它们在追猎物的时候能急转弯(就像赛车过弯),一下子甩开别人或者躲开天敌。要是换成水平尾巴的鲸豚想急转的话,得先翻个身把尾巴竖起来才行,动作太麻烦了。 遇上大麻烦的时候鲨鱼也能跳起来逃跑,但那是很费电的应急招数平时不太用;而海豚把在空中滑行变成了日常的省钱技能。大家各有各的好处,没有绝对的高低之分。 最后科学家把这些道理用到了新科技上。北京大学照着鲨鱼垂直尾巴的样子造了个叫RoboShark的三关节机器人,左右摆动推进效率能达到80%,特别适合长时间在水里监测水质或者观察生态环境;中国科学院自动化研究所参考了海豚在水里出水、空中滑行、再入水的整套动作做了个机器海豚,为那种需要在水里和空气中交替干活的复杂任务提供了新的思路。 从深海追踪一直到仿生机器人研发,关于尾巴是左还是右的古老争论还在继续——但答案早就藏在每一次划开水面的浪花里面了。