在胡立德的实验室里,似乎从来不缺少有意思的科学实验。
对!就是那个曾经登上自然杂志封面,获得过菠萝科学奖和搞笑诺贝尔学奖,还戴着马桶圈上领奖台的胡立德。图片来源:pbs.org
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。
随便举几个例子——
“几乎所有哺乳动物的尿尿时间都大致相同”
“蚊子为什么没有被雨砸死”
“一条屎的长度,通常是直肠直径的5倍”
“为什么蛙类的舌头特别粘”
……
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》(Journal of Experimental Biology),一起来围观吧。
尾巴是干嘛用的?
当然是驱赶讨厌的蚊虫了。毫不夸张地说,在没有任何保护措施的情况下,蚊子们一天可以吸掉一匹马一整杯血,还会传播类似疟疾等疾病。所以,每多赶走一只对它们来说就意味着少挨一次叮咬。
如果你去过动物园或者马场,就会注意到,马会做很多动作把蚊子和苍蝇赶走——它会不停摇头、跺脚、甩动鬃毛,或扭过脖子咬自己的后背。但最常用到的还是它的尾巴。
为什么尾巴能够成为成为这些动物的驱蚊利器?仅仅简单的“抽打”蚊蝇,还是另有玄机呢?
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。
镜头前的动物似乎很害羞,它们总用屁股欢迎我们——这也恰好为我们的拍摄带来了便利。
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。
圆柱状的装置可以防止蚊子在容器的内壁上着陆,所以蚊子会一直在容器内飞行。容器顶端有一个桨,用来模拟马尾巴的摇动。桨转动的旋转频率要足够高,才能把蚊子“吹”走。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(就像棒球员挥棒,需要往后加大幅度,才可以做出有力一击),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。
我们试着用一根绑着马尾毛的棍子击打蚊子,虽然没有击中,但是“假尾巴”带动的气流依然赶走了蚊子。胡立德团队拍摄。
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,对马而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。
文章原文发表在sciam.com
我的感想:我们在养宠物的时候总是会以我们的想法来帮动物做决定,于是可以看到很多被剃了毛毛穿上衣服的汪星人或是喵星人,我就做过这种事情,觉得我家金毛夏天会热,就给它把毛剃光了,结果第二天身上出了好多红疙瘩,后来才发现是被蚊子咬的,其实动物自身的皮毛就是进化而来最优的选择,不需要人为另外干涉!