为什么企鹅走路总是摇摇晃晃的是因为可爱吗

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都说企鹅可爱,人们之所以觉得它可爱,一部分是因为它憨态可掬,配色和熊猫一样都是黑白相间的,另一部分是因为它走起路来摇摇晃晃。

走路晃头晃脑的,在冰面上行走自然容易摔倒。

不过企鹅为什么要左右摇摆呢?为什么就不能好好走路呢?

摇摆不是卖萌,而是为了提高行走效率

加州大学伯克利分校的 Timothy m. Griffin 和科罗拉多大学博尔德分校的 Rodger Kram做了一个研究,关于企鹅走路的力学分析 。

他们发现企鹅这么走路是为了提高能量的利用效率。

是不是觉得不可思议?因为企鹅走路看起来其实很不高效,企鹅是要向前走的,但它却向左右方向摇晃,左右摇晃和前进是矛盾的,感觉能量被分走了一部分给左右摇摆。

在介绍实验之前,先来讲讲行走效率是怎么一回事。

行走效率不仅仅取决于肌肉和骨骼的形态,还取决于如何使用它们。

人类的步态之所以高效,是因为我们每走一步都会轻微地向前倾斜,借助重力推动我们前进。如果我们不利用重力,单纯靠肌肉的发力,那么我们就要多花费65%的能量。

这65%也被称为能量回收率。

接下来介绍实验。

科学家去海洋公园那里找了5只帝企鹅,连哄带骗地把人家引到了一个专门为企鹅设计的“跑步机”上。这个跑步机可以测试企鹅每一步的力量大小、方向以及移动速度。

研究中,两个科学家测量了帝企鹅行走过程(0.5m/s)中的能量回收率,居然达到了80%,超过了人类的回收效率。

不仅如此,研究者还认为企鹅步态是所有陆行动物中能量回收率最高的

a、b 帝企鹅在0.54m/s行走速度时的重力势能和动能的波动图 c 、dy摇摆的能量回收效率|图源:文献1

假如企鹅没了摇晃的侧向运动,那么它的步行效率将会降低很多。

因为企鹅的左右摇摆的时候,重心会发生变化,产生重力势能,进而转化为动能。

但企鹅行走消耗的能量是同体型动物的两倍(能量回收率和能量大小是两个值)。

因为它们的腿太短了,而且大部分的腿还藏在了厚厚的羽毛下面,这导致它行走太困难了,耗能高也是自然而然的。

图源:Wikipedia

和珍珠鸡、鸵鸟一比,你就知道企鹅的腿是多么短小了。

图源:文献1

最后,科学家得出结论,企鹅的步态不是因为左右摇晃才耗能高。

而是因为腿太短了,相反,左右摇晃是为了弥补腿短的缺陷。

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