代谢组学

蝙蝠为什么倒挂着睡觉?

2019年5月13日讯 ——进化允许动物通过偏爱那些有优势帮助它们生存的动物来适应环境。如果它们存活的时间足够长,能够生孩子,它们就会通过基因把这种优势传给下一代。这个过程就是我们所说的适应。
动物已经适应了生活在不同的环境,吃不同的食物,所以它们不必互相竞争。
大约5.3亿年前,所有的动物都生活在海洋中。他们迅速进化,适应住在不同的地方,以尽量减少竞争。
有些动物已经进化到生活在很深的地方,比如琵琶鱼。它有一种生物发光的光,用来在黑暗的水中吸引猎物。其他海洋生物进化出惊人的伪装技能,这有助于它们远离捕食者。
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最终,海洋动物进化出适应能力,使它们能够生活在陆地上。在数百万年的时间里,更多的适应发生了,导致了我们今天拥有的惊人而复杂的动物种类。
有时,两种不同的动物会进化出相似的适应能力,即使它们不是近亲。飞行就是一个很好的例子。
飞行已经进化了四次:昆虫、蝙蝠、鸟类和翼龙(恐龙时代的飞行动物)。
这四个族群没有一个共同的祖先会飞。事实上,它们都是从不会飞的祖先进化而来的。这就是我们所说的"趋同进化"。
然而,鸟类和蝙蝠有一些主要的区别。蝙蝠仍然拥有哺乳动物祖先的五根手指(哺乳动物意味着它们是哺乳动物,哺乳动物有一个乳腺,可以分泌乳汁来喂养它们的宝宝;他们通常也有头发和皮毛)。
然而,鸟类已经失去了它们祖先的手指。鸟翅膀上的骨头融合了。
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狩猎,但不要被狩猎
蝙蝠的祖先(或称前蝙蝠)生活在树上,当小昆虫沿着树皮移动时,他们就会捕食它们。因为在树上追逐昆虫要困难得多,蝙蝠会面朝下等待猎物爬上树干。这样,如果它们看到好吃的东西,就可以很容易地往下跑。
它们用手和嘴抓住猎物,挂在后腿上。这导致了它们爪子的适应能力,使得它们的肌腱在悬挂的时候能够锁定在合适的位置。这就是为什么蝙蝠可以倒挂而不用肌肉,几乎不用任何东西。重力为它们做了所有的工作。
因为它消耗的能量最少,所以这是蝙蝠睡觉的最佳方式。但在树干上,白天蝙蝠睡觉时捕食者可以看到它们。一些蝙蝠在水平的树枝下睡觉,这提供了保护。
就像所有的进化一样,帮助物种生存的适应性将会持续下去。现在大多数蝙蝠都睡在保护区,只有少数种类的蝙蝠还睡在树干上。
为了节省飞行时的能量,你想让自己尽可能的轻。鸟类的骨头有中空的突起,而蝙蝠没有。蝙蝠进化来减轻体重的一种方法是使它们的后腿骨更短更薄。
然而,这意味着蝙蝠不能再用后腿站立。对小骨头来说压力太大了。结果,他们也失去了用后腿跑步的能力。
下降和飞行理论
当你看到一只鸟从地面起飞时,你会注意到它们需要助跑。为了离开地面,会飞的动物需要达到科学家所说的克服重力的"升力"。许多大型鸟类和蝙蝠没有足够的翅膀肌肉来产生从站立位置起飞所需的升力(就像直升机一样)。
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蝙蝠不能跑,所以它们几乎不可能从地面起飞。倒挂的一个主要优点是蝙蝠不需要产生升力就能开始飞行。它们只是从床上掉下来,张开翅膀,就飞走了。
有七种蝙蝠不会倒挂着睡觉,他们睡在卷曲的树叶上!其中六种生活在中美洲和南美洲,而另一种只生活在马达加斯加。
参考资料:

【1】why bats sleep upside down, and other stories of animal adaptation

【2】Why do humans not have fur like chimpanzees and gorillas?

【3】How Octopuses and Squids Change Color

【4】Anglerfish
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