張峰
長頸鹿低頭時頭部血壓驟增
長脖子是長頸鹿最大的生存優(yōu)勢,在低矮的植物不夠吃時,長脖子讓它能吃到高處的植物,從而生存下來??墒?,慢慢地,長頸鹿發(fā)現(xiàn),長脖子也給它帶來了不小的煩惱,它該如何解決呢?
長頸鹿的脖子長達1.5到2.5米,造成的直接后果是它的頭部與軀干距離“遙遠”,其中與心臟的距離約為2.5~3米,而人類頭部到心臟的距離約為0.5米左右。頭部在心臟上方,心臟向頭部供血時,需要提供動力以克服重力的作用,而距離越長,需要克服的重力越大,也就需要更大的動力,可以想見長頸鹿一定是個“高血壓”患者。事實也是如此,根據(jù)科學家的測量,人體動脈收縮壓約120mmHg,而長頸鹿的動脈收縮壓高達300mmHg。如此高的血壓,長頸鹿的血管會不會爆裂呢?
美國科學家曾經(jīng)繪制過長頸鹿的完整基因圖譜,找到了一些使它們演化出長脖子的基因變化?;艏訝情L頸鹿的近親,它長得像長頸鹿和斑馬的雜交體?;艏訝烷L頸鹿大約在1200萬年前分化開來,它們的基因序列很相似,可是與長頸鹿相比,霍加狓的脖子卻很短。研究人員通過比較霍加狓和長頸鹿的基因序列,找出了決定兩者差異的基因。
科學家找出了兩組基因的變化,其中一組控制身體和四肢發(fā)育,另一組則控制生長因子(刺激細胞生長的物質(zhì))的表達。這兩組基因在使長頸鹿的脖子越長越長的同時,還賦予了長頸鹿獨特的心血管系統(tǒng)。長頸鹿擁有一個非常大的左心室,厚實的心肌使它能泵出血壓更高的血液,也能承受從頭部返回的大量血液;長頸鹿的頸靜脈有多個閥門,能夠通過感受器控制長頸鹿的頸靜脈流量,血流量過大時,閥門會關閉,降低頸靜脈的壓力。
最重要的是,長頸鹿擁有能起到靜脈曲張襪作用的血管壁。靜脈曲張襪能通過肌肉組織分散血壓,從而減少靜脈所承受的壓力。長頸鹿的血管壁又厚又堅硬,能夠保持血管的內(nèi)外層平衡,起到調(diào)節(jié)血壓的作用。另外,長頸鹿血管周圍的肌肉非常發(fā)達,能壓縮血管,控制血流量。同時長頸鹿全身的皮膚繃得很緊,利于血液回流。這樣,雖然長頸鹿需要用高出人類血壓兩倍的壓力,將血液從心臟輸送到將近三米遠的頭部,血管也不會破裂或者滲血。
人類發(fā)聲是通過擠壓肺部和胸腔中的氣流來振動聲帶,而大多數(shù)哺乳動物的發(fā)聲原理與我們是相同的。這一點對長頸鹿非常不友好,理由仍然是太長的脖子使得它的胸腔與喉嚨和聲帶的距離太遠了。此外,長頸鹿的聲帶中間有個淺溝,容易“漏氣”,即使長頸鹿耗費吃奶的力氣將氣流從胸腔噴出來,發(fā)出的聲音仍然非常小。
長頸鹿不是啞巴它也會發(fā)聲
長頸鹿也許有點怕水
不過別擔心,長頸鹿已經(jīng)想出了一些解決這個困境的方法。美國生物聽覺研究專家米塞塔勒研究發(fā)現(xiàn),長頸鹿其實能發(fā)聲,不過發(fā)出的是人類聽不到的低頻次聲波。長頸鹿“說話”時,會迫使體內(nèi)大量氣流通過它漫長的氣管,再從末端一個小開口處流出,這個小口就是長頸
鹿的喉嚨,這樣就不用經(jīng)歷由于聲帶漏氣而說話“漏風”的煩惱了。長頸鹿“說話”時常伴有“揚頭”的動作,就是為了打開喉嚨使氣流順暢通過。
即便如此,由于說話實在太累,非必要的時候長頸鹿還是不愿開口,它們奉行“君子動手不動口”的原則。與人類不同,動物們發(fā)聲很少是為了交流感情,而是為了示警或向同伴尋求幫助,對于交流感情,長頸鹿通常用肢體動作來表示。
長頸鹿的脖子很長,捕食者即使在很遠的地方出現(xiàn),長頸鹿也能輕易發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡,這樣長頸鹿就能在捕食者靠近之前提前逃跑。當然了,逃跑也不是每次都能夠成功的。萬一長頸鹿沒能逃跑成功,它就會抬起鐵錘一樣有力的大蹄子,狠狠踢向捕食者。
在游泳這方面,與其他哺乳動物相比,人類絲毫沒有優(yōu)勢,曾有科學家做過實驗,包括蝙蝠、臭鼬等27種陸生哺乳動物都擁有天生的游泳能力。就連大象和駱駝這種大型哺乳動物,把它們丟到水里,都能一口氣游幾個小時,而人類如果沒有專門學過游泳,掉到水里就會很容易淹死。想在自然界中找到像人類這樣的“旱鴨子”可不容易,科學家曾經(jīng)認為,擁有一個長脖子的長頸鹿很難在水中掌握平衡,它可能也是一只“旱鴨子”。
如何知道長頸鹿到底會不會游泳呢?人們在自然界從未觀察到長頸鹿下水,但如果為了實驗,直接將長頸鹿丟到泳池里也是非常不人道的,人們一時沒有什么好的方法。直到2011年,美國建模專家唐納德·亨德森想出了一個好方法,他建立了一個基于真實數(shù)據(jù)的虛擬長頸鹿模型,在計算機中將它丟到了一個大泳池里。
分析結(jié)果顯示,長頸鹿的四肢骨骼密度很大,沉重的前肢和肩部區(qū)域會將它的前半部分向下拉,從而迫使頸部在水面上保持水平。長頸鹿必須以一個不舒服的角度抬起頭,才能保證鼻孔不進水。這個姿勢對人類來說也許有點困難,因為我們的脖子遠遠不如長頸鹿靈活,只能彎曲、轉(zhuǎn)動很有限的角度,但長頸鹿卻能比較輕松地做出這一姿勢。這是因為人類和大部分哺乳動物的頸椎之間以微動關節(jié)連接,相互嵌合緊密,頸椎活動范圍很小。而長頸鹿的各塊頸椎之間則以球窩關節(jié)——人類身上活動范圍最大、也最靈活的肩關節(jié)就屬于這種關節(jié)——連接。這樣,長頸鹿的脖子就能像一條鞭子一樣大幅度地轉(zhuǎn)動、甩動,甚至能擰出一個超過90°的大彎兒,想要始終保持頭部在水面上想必也是沒有問題的。據(jù)此,唐納德得出結(jié)論,長頸鹿有可能會游泳,就是得費一番功夫。
長頸鹿的長脖子給它的生活帶來了極大的便利,但同時也有不小的麻煩,解決了這些麻煩,長頸鹿的生活才會更自如。