一秒钟都不会锻炼,但握力却是所有人的2倍

环球科学 2023-01-25 22:20

三趾树懒 图片来源:Unslpash


树懒极其懒惰,但手臂很有力,这是一种生存策略。


撰文 | clefable

审校 | 二七


“懒惰”并不是一个美好的词,但很多国家都会用它来称呼一类总是面带微笑、受人们喜爱的动物——树懒(sloth)。树懒的身体内流动着“生命在于躺平”的血液,它们的生活也因此极其简单。不过,它们也靠“慢”成为了一种演化很成功的动物,从6000万前一直存活至今


树懒生活在南美洲、北美洲的热带雨林中,相比这里的其他动物,它大部分时间就是挂在树上一动不动。要是动起来的话,每分钟移动4米左右,到地上的速度会更慢,只有2米/每分钟——没错,它们就是世界上最慢的哺乳动物。



不锻炼,但肌肉很有力


按照我们的理解,这么懒着不动,即使有肌肉也会退化。树懒的肌肉占它们总体重的23.6%,明显低于其他树栖哺乳动物(平均肌肉质量为33%)和地表生活的哺乳动物(48%)。相比于同等大小的哺乳动物,树懒的肌肉质量会少30%左右


但矛盾的是,它们可以轻易仅靠一只胳膊将整个身体挂在树枝上超过10分钟——这个动作只有极少数人才能做到。此外,有过锻炼经验的人会知道,一些动作做的越慢,就会越费力。但是,树懒能做到的慢动作,甚至会让体操运动员都嫉妒。一些科学家曾发现,树懒手脚上的特殊肌腱帮助它们固定,使它们能够长时间倒挂而不浪费任何能量。


图片来源:Pixabay


这些都激发了一些身为树懒爱好者的科学家的兴趣,科学家想要揭开在它们看似柔弱的外表下,不柔弱的一面。在2017年一项发表于《哺乳动物演化杂志》(Journal of Mammalian Evolution)的研究中,这些科学家发现一种三趾树懒Bradypus variegatus前臂中特殊的肌肉组织,能让它们产生很大的握力。而近期,一篇发表于《动物学杂志》(Journal of Zoology)的研究揭示这类树懒的握力可以达到所有人的2倍


树懒能做到这些,有一个比较明显的原因:它们厚重、蓬松的皮毛下,身体其实出奇的瘦。此外,一些科学家观察到它们有着特别不起眼的带状肌肉,这些肌肉不多但很有力,并且很抗疲劳。这是怎么做到的呢?



为节能而设计的身体


三趾树懒(前肢和后肢都是3)通常是严格的素食主义者。营养充足时,它们肚子中的食物可以占到体重的2/3。这些素食都需要依靠它们胃中的共生微生物来慢慢消化,消化时间可达一月甚至更长时间。相比之下,它们的近亲二趾树懒(前肢2,后肢有3)是杂食动物,获得能量的途径也更加多样。


三趾树懒的日常代谢速率很低,体温也会低于其他的哺乳动物(这是树懒喜欢晒太阳的原因),更不可能有多余的肌肉来浪费能量。如何将有限能量的利用率最大化,而且还能躺平,这就是它们面临的人生问题。好在,它们很好地解决了这个问题。


2015年和之后的一年中,研究人员共解剖了3具成年三趾树懒和1只幼年三趾树懒的尸体,这些树懒中部分因自然原因死亡,剩下的因研究之外的其他原因被给予了安乐死。


他们观察并记录这些树懒最强壮的前臂的肌肉数据,发现它们的前臂上共有52块肌肉。一只前臂的肌肉重量就相当于体重的5%左右。其中,屈肌的发育会比伸肌更好,且总质量占到了整个前臂的60%。也就是说,三趾树懒用来抓握和拉动物体的肌肉,比推动物体的肌肉要突出得多。不过,树懒很少需要推东西,因此没必要浪费能量来保持这部分的肌肉。


此外,从它们的肩膀到前肢区域以及手部,肌肉会逐渐变得更羽状(以某个角度排列而不是沿肌肉直线排列)。肌纤维羽的增加,可能部分弥补了前肢整体肌肉量低的缺陷。当纤维更加呈现出羽状时,就可以产生更多的力,在这种情况下,能促进树懒的牵引运动,产生令人难以置信的握力。


三趾树懒抓不同直径大小的树枝 图片来源于论文


在这项新研究中,研究人员也有了一些特别的发现:并不是所有的肌肉都与预期的作用相同。他们发现,肌肉群之间会以一种不寻常的方式配对:一个肌肉群会允许关节快速地旋转,但在它旁边工作的另一个肌肉群能产生大量缓慢且稳定的力。这些具有相反特征的肌肉会以这种独特的方式协同工作,起到相互权衡的作用。也因此树懒可以表现得缓慢、从容,能很好地控制自身的动作。


在近期的研究中,科学家还通过一种特殊的装置测试了5只这种三趾树懒的握力,发现它们的握力大约是人类以及许多其他灵长类动物的2倍。此外,他们还发现,这类树懒单手就能握住超过自己体重100%的东西。而且它们在实验中都表现出了左撇子的特征。平均而言,左右手的握力会有16%的差异。



缓慢生活中的刺激


树懒的一生中几乎不会有一些特别的精彩瞬间。只不过,当速度缓慢到达一定的程度,一些平常的事情也会充满刺激。树懒的生命有2大威胁:一个来自天上的捕食者鹰,另一个来自自身固执的习惯——会到固定的位点排便(一次排便的量相当于身体重量的1/3)。后者的危害甚至比前者更大。


三趾树懒会每8天左右就会从树上爬到地下排便,会前往固定的位置,且排泻完成后,还会更讲究地将粪便掩埋。由于它们后肢无力,在地面上的速度只有2米/分钟。它们的天敌只要了解这个习惯,就很容易守株待兔,捕食它们。科学家对它们的坚持有几点猜测:回报给予它们食物的树木,或者帮助栖息在自己皮毛中的一种飞蛾产卵。(为了避免这些危险,它们的近亲——二趾树懒会尝试其他的选择,比如像鸟一样直接在树上排便。


二趾树懒 图片来源:Unslpash


不过说到刺激,不得不提下树懒充满“激情的性生活。当一只性成熟的雌性三趾树懒发情时,它会发出响亮的叫声,这个声音会吸引来周围很多只雄性三趾树懒。为了取得交配权,这些雄性三趾树懒会彼此争斗,可以想象,会很剧烈。随后,成功的雄性便有了和雌性交配的机会,但一次交配的时间很短,只有一分钟。不过根据拍摄的录像,它们可能会倒挂着、面对面或者摇摇晃晃地挂在树枝上交配——以任何它们喜欢的姿势。


数天内,成功的雄性都会守护在雌性的身边,多次与雌性交配,以及击退其他的雄性。失败者们会发出类似雌性树懒一样响亮的声音(哭声),来表达心中的痛苦。不过,只要它们愿意等待就还有机会。因为在这项费力的活动后,成功的雄性时不时需要小憩一下来恢复精力,这时雌性树懒就会和其他雄性交配。在树懒中,“滥交”很常见,无论是雌性还是雄性都会尽可能多地和异性交配。


不过,即便它们这么努力了,但最终雌性三趾树懒也只会生下一胎(一次受孕后生产一胎)。


大多数雄性三趾树懒的背后都有一块独特的“反射镜”(speculum)皮毛,有黑色条纹和鲜亮颜色(黄色或橙色)的毛。人类也很容易区分它们。但是,二趾树懒的雄性和雌性外形几乎一样,且雌性怀孕基本没有症状,因此也就有了将“同一”性别的树懒放在一起养,却生出了小树懒的故事。


树懒:我不是慢,是精确掌控下的从容....


封面图来源:Pixabay

参考链接:
https://slothconservation.org/think-stronger-sloth/
https://slothconservation.org/10-incredible-facts-about-the-sloth/
https://link.springer.com/article/10.1007/s10914-017-9411-z
https://zslpublications.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jzo.13041



来源:科普中国-星空计划(创作培育)


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