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《青年科学》

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《青年科学》杂志创办于1980年,是沈阳日报报业集团主管并主办的综合性期刊。辽宁省一级期刊,曾连续两届被国家新闻出版署评为“全国百种重点期刊”。

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动物的泳姿

2008-11-02 18:18:40

  动物不仅起源于水中,而且能在水中生活的种类和数量也很多。不仅绝大多数水生动物是“泳坛高手”,有很多陆生动物也能在水里游泳,例如爬行动物中的蛇,鸟类中的翠鸟,哺乳动物中的鼠等。

  游泳也是人类凭借肢体运动在水中行进的技能,在奥运会上,游泳的比赛项目有自由泳、蝶泳、仰泳、蛙泳和混合泳等,很多姿势都是由模仿动物而来。而动物游泳的方式也是多样化的,每种动物采取的游泳方式主要与它们的体型有关,并有较复杂的演化背景。

  摆动 最典型的就是鱼类,其效果决定于如下几个因素;鳍的大小和形状、鳍的斜度、鳍的摆动速度。多数鱼类有较大的尾鳍,尾鳍摆动产生向前的推力。

  除了鱼类外,以摆动法游泳的动物还有很多。最原始的动物——原生动物中的眼虫、衣滴虫等就是靠细胞表面分化而形成的运动细胞器——鞭毛的摆动来游泳的。鞭毛还存在于高等动物的精子中。因此,这种在水中摆动前进的运动方式被认为是起源最早的原始方式。

  在鱼类中,旗鱼的游泳速度最快,名列第一。旗鱼平时游速可达90千米/小时,短距离的速度超过……连最快的轮船也是望尘莫及。旗鱼在游泳的时候,用长剑般的吻突将水很快向两旁分开,并不断摆动尾鳍,仿佛船上的推进器那样,再加上它的流线形身躯和发达的肌肉,摆动的力量很大,于是就像离弦的箭那样飞速地前进了。

  划动 胸鳍比较发达的鱼类,则可利用胸鳍的划动使身体前进或后退。最有趣的是海马,游泳时将头部向上,垂直地立在水中,依靠背鳍和胸鳍的扇动,可以直升直降,缓缓而行。

  昆虫基本上是陆生动物,但有些昆虫的幼体生长在水中,如蜻蜓、蚊虫等。大多数水生昆虫都用划动法游泳。蛙类的成体依靠后肢的划动游泳,由于后肢的趾间有蹼,所以在水中划动时可以增加对水的推力。

  鸟类中的游禽,如大雁、天鹅、野鸭、鸳鸯、海鸥等,都是靠双腿的划动来游泳。一些禽类的幼鸟也用同样的方式游泳。它们的趾间有蹼,当腿向后伸时蹼就展开,增加对水的推力;当腿向前时蹼便褶缩,以减少对水的阻力。

  水翼 水翼就是水生动物的流线型运动器官。体形较大的水生动物通常以水翼法游泳,它们除了有流线型的体型外,还有流线型的运动器官。

  鲸类是完全在水中生活的哺乳动物。它们的体形中部最粗,两端尖细,看上去呈纺锤形。实际上,鲸类在水里因受水压的作用,使其前端到胸部间的部分变得很尖细,更像是抛物线形。这对它们游泳很有利,可减少运动的阻力。

  鲸类尾鳍的作用也和鱼尾不同,可作上下摆动,形成与水面平行的水翼,借水的反作用力而推动身体前进。为什么鱼的尾鳍是垂直的,而鲸类的尾鳍却是水平的呢?原来,鱼类虽然可以在水中呼吸,但为了追逐食物或逃避敌害,常需要急速地左右拐弯,这种运动以垂直尾鳍最为有利。鲸类却必须到水面换气,再潜水觅食,水平尾鳍对这种快速上下运动最有利。当尾鳍上下等量摆动时,身体就可以直线地前进,若往下的摆动大于往上,它们就上升,反之就下沉。

  海豚游泳速度快的原因之一,是它们的皮肤具有特殊的结构,即有所谓“弹性表皮”,能消除水在身体周围所产生的紊流,也叫湍流,使皮肤表面保持稳定的层流。

  喷射 喷射法游泳是有些无脊椎动物特殊的游泳方式。例如软体动物的乌贼、章鱼,以及昆虫中的蜻蜓幼虫等。

  乌贼、章鱼等头足类软体动物的游泳技术是惊人的。乌贼的内贝壳疏松多孔,可以蓄存空气增加浮力,像鱼体内的鳔一样,所以它能在茫茫海洋中自由自在地邀游。在它头部下方后端的腹面有一种漏斗状的构造和裂口,水通过裂口进入套腔以供呼吸,漏斗有来自脑的食管下叶的神经分布,具有多种功能。套腔壁有肌肉,当套腔壁肌肉迅速而有节奏地收缩时,水就从漏斗中被迅速挤出,产生推力,使身体后退,漏斗也可转而向后,使它们在水中前进。

  水母的身体呈透明的伞形。它的身体由内外两胚层组成,两层间有一个很厚的中胶层,不但透明,而且有漂浮作用。它们在运动时,利用身体的一伸一缩,喷水反射前进,远远望去,就好像一顶顶圆伞在水中迅速漂游。当水母在海上成群出没的时候,它们紧密地生活在一起,连成一个整体,漂浮在海面上,显得十分壮观。

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