蝙蝠:会飞的哺乳动物
蝙蝠是一种十分古老的动物,最早的蝙蝠化石标本距今5100万年。蝙蝠虽然长得有点鸟类,但它们不生蛋,也没有羽毛,它们是一种独特的哺乳动物(翼手目)。它们是世界上唯一能振翅飞翔的哺乳动物,能进行回声定位、自身具有超强的免疫系统和卓越的DNA损伤修复能力,携带大量病毒而自身并不生病,能在漫长的历史长河中存活至今,其寿命长达三、四十多年之久,这在小型哺乳类动物界算得上是高寿啦!
蝙蝠种类繁多,有上千种,分布非常广,除了两极,在世界各地均有大规模分布,是哺乳动物中仅次于啮齿动物的第二大种族。
蝙蝠喜欢昼伏夜出,它们的休息方式非常奇特,大多数蝙蝠在不飞行时,通常倒挂在山洞内壁、桥洞、树洞,建筑物的孔洞等隐蔽且适宜抓握的地方。它们在飞到角落后,短短几秒钟,就能快速翻过身,把自己头朝下倒着悬挂起来。
它们可以倒挂着进食、倒挂着给幼仔喂奶,倒挂着排尿排便,倒挂着睡觉,可以一直保持这一姿势睡一整个白天,甚至能冬眠一整个冬天。更不可思议的是,它们死亡了也会继续倒挂着。
我们人类倒立个几分钟,过多的血液就会快速聚集在脑部,会导致脑部充血,缺氧,会头疼得难受。那么,蝙蝠为什么偏偏都要选择这种倒挂的休息方式呢?长时间倒挂,蝙蝠脑袋难道不会充血吗?不怕睡着了掉下来吗?它们死了还会继续挂着,又是怎么回事?
蝙蝠为什么要倒挂着睡觉?
蝙蝠总是喜欢倒挂着的习性是伴随着飞行演化出现的,这与其身体结构、活动方式和生活习性息息相关。
众所周知,翅膀是鸟类飞行的器官。而蝙蝠没有鸟类那样带有肌肉和羽毛的翅膀,但是它们拥有独特的飞行器官--没有羽毛的翼手。翼手由其前肢演化而来,前肢指骨和掌骨大大延长,与身体侧面、后肢以及尾巴之间连成的一层薄而柔软的皮膜,称之为“翼手”,借助翼膜就能实现飞行 。飞行过程中,蝙蝠能将膜状的“翅膀”转换成各种形状,这有助于它们迅速改变飞行角度和方向,便能使其在飞行时灵活地闪躲、俯冲。
飞行是一种极其耗费体力的出行方式,消耗的体能比跑步、游泳要多得多。为了节省飞行时的能量,会飞的动物会想办法减轻自己的重量。而蝙蝠进化来减轻体重的一种方法是使后腿骨变得更短小更薄。这样的后腿力量小,支撑不起自身的重量,所以蝙蝠无法像其他动物一样在地面上站立、走路,跳跃,只能手脚并用地在地上艰难爬行。
而“倒挂”就成为它们一种较好的休息方式,居于高处不仅能躲避天敌,还能助力飞行。由于“后腿短小”的硬伤,蝙蝠起飞时,就无法像鸟类或昆虫那样先助跑,或者跳起老高,产生上升力,再展翅飞翔。也就是说,蝙蝠由地面直接起飞是飞不起来的。而倒挂在高处,随时都可以从树上落下,张开“翼手”滑翔一段距离,就可以飞行了。
而如果蝙蝠在地上睡觉,遇险就无法像鸟儿一样随时迅速离地飞起,就会被天敌轻易“干掉”。在高处,视野开阔,一旦有个风吹草动,也可以快速滑落起飞逃离,比在地上安全得多。而在高处更容易观察到适合猎物,更易于捕食。
此外,倒挂还有其他好处,比如可以解放蝙蝠们的“双手”,使母蝠可以用双翼把幼蝠抱在怀里,便于哺育;当冬眠时,倒挂的睡姿可以减少它们的身体与冰冷顶壁的接触面,以保持身体的温暖。
蝙蝠是如何倒挂在树上的?为什么不会掉下来?
要知道,我们的手脚要想抓握住东西,是需要伸肌(支撑维持挺直的肌肉)和屈肌(帮助关节弯曲的肌肉)协调配合的。肌肉通过腱膜与骨骼相连,拉动骨骼运动。当我们双手紧抓握住东西时,伸肌舒张,屈肌收缩,关节弯曲;而放手时则相反,伸肌收缩,屈肌舒张,关节伸直。
动物想要抓住树枝稳稳地站立,脚爪上的屈肌就必须收缩得很紧。然而,蝙蝠的后腿很不发达,脚爪上的屈肌退化了,脚部相应的腱膜一端连接在趾骨上,另一端与其上半身直接相连。当蝙蝠倒挂时,其重力就代替了肌肉的拉力,仅通过重力将肌腱拉紧,自己无需用力,重力使爪子关节平常就是紧紧地自然抓握着的。
也就是说,蝙蝠倒挂时,能抓牢物体,并不是因为脚爪肌肉收缩,而是地球引力作用的结果,所以蝙蝠倒挂时的肌肉是全都处于放松状态的,不需要费一点力气,它们的爪子就能保持闭合,关紧紧地锁定在树上,这样根本就不用怕会掉下来,即使是睡着了也会继续倒挂着。倒挂着睡觉对蝙蝠来说,其实一点都不难受。如果蝙蝠在睡觉过程中死了,也会继续倒挂着,直到有外力(人或东西)把它们取下或摇散。
不夸张地说,蝙蝠一生中的哺乳、进食、睡觉、排泄、死亡都是在倒立中进行的!
蝙蝠倒挂脑袋不会充血?
蝙蝠冬眠一整个冬季还一点事没有!那么,蝙蝠是如何做到一直倒挂着,脑袋还不充血呢?
对于人类而言,如果长时间倒立,会致使大量血液流向头部并在头部滞留,而无法回流到心脏,导致脑部充血,头昏脑胀得难受。
而当人体站立、或正常直立行走时,血液不会停留在低处的四肢,是因为在咱们四肢的静脉(运送血液回到心脏的血管)中有一种叫做“静脉瓣”的东西。由于血管中静脉瓣的存在,就会限制血液只能从下往上被动的流动,从而防止血液倒流,同时促进血液返回心脏,完成血液循环。
蝙蝠血管中没有类似静脉瓣的结构作为阻隔,而它的静脉壁肌肉很强悍,在倒挂的过程中,可以节律性地主动收缩血管,促进血液迅速流回心脏。
此外,蝙蝠的体型很小,血液总量并不多。最小的蝙蝠物种仅约2克(凹脸蝠),最大的蝙蝠物种体重也才仅1.6千克左右(马来大狐蝠),就这重量,倒挂时受到的重力,其实是不足以影响血液流动的。
同时,因为在飞行时需要消耗大量的氧气,蝙蝠的心脏特别发达(比同体型的其他哺乳动物要大3倍),运送血液的能力很强,倒挂时自身可以控制血液回流,使其在倒挂时滞留在头部的血液不会太多。
蝙蝠在倒挂时,强大的心脏和静脉壁的能力能够很好地克服重力产生的影响,使其血液仍能正常流动,该怎么流还怎么流,因此倒挂得再久也不会出现脑充血的现象。
小结
对于蝙蝠来说,倒挂是非常适合其身体条件而又高效的休息方式,只需要依靠重力,自己就能毫不费力地轻松地倒挂在高处,而且这种生活习性也更有利于恢复飞行,捕食和躲避危险,可谓是一举多得。蝙蝠正是用这种独特的生存方式,成功找到了自己的生态位,生活了几千万年。