
一只赤狐頭朝下鉆進雪地里捉老鼠 。來源:Deby Dixon
據康奈爾大學(Krishna Ramanujan):康奈爾大學的一項新研究表明,在冬季狩獵老鼠時,眾所周知,赤狐和北極狐會以每秒2-4米的速度頭朝下俯沖,但它們鋒利的鼻子可以減少雪中的沖擊力,保護它們免受傷害 。
這項基礎研究揭示了獨特狩獵行為(稱為慕斯)的生物力學 , 促進了我們對動物適應的理解,并為人們在單板滑雪或滑雪過程中所經歷的雪損傷提供了見解 。
這項研究發表在《美國國家科學院院刊》上 。
雖然已經有許多關于水鳥和動物(如海豚和海豚)從空中潛入水中的研究,但動物與空氣-雪界面之間的相互作用還沒有得到很好的研究 。雪在輕盈蓬松時具有流體狀特性 , 在壓實時具有固體狀特性,例如人們制作雪球時 。
該論文的通訊作者、生物與環境工程教授鄭成煥(Sunghwan Jung)說:“狐貍鋒利的鼻子不會顯著壓縮雪;它會毫無阻力地穿透雪 。”鄭成煥實驗室的博士生Jisoo Yuk是該論文的第一作者 。
狐貍屬于犬科 , 它們進化出了用于狩獵的長鼻 。Jung說:“狼群中的每一個成員都會用長鼻咬獵物,從而對獵物造成越來越大的傷害 , 這會殺死獵物 。” 。長長的鼻子還有一個額外的好處 , 那就是便于摩絲 。
另一方面,貓科動物以其孤獨的狩獵方式而聞名 , 它們進化出了短吻,可以在一次嘗試中發出強有力的致命一擊 。
在這項研究中 , 作者掃描了曼哈頓美國自然歷史博物館的赤狐和北極狐(犬科)以及山貓和美洲獅(貓科)的頭骨 。他們對頭骨進行了3D打印 , 并將每個頭骨連接到一個測量撞擊力的傳感器上 。然后將頭骨放入雪和水中,研究人員將數據輸入計算機模型 , 以比較兩者的影響 。
Jung和同事們發現,狐貍鋒利的鼻子幾乎沒有阻力就能穿透雪地,從而最大限度地減少了頭朝下潛水時潛在的組織損傷 。Jung說:“在沒有太多壓縮的情況下,盡管有高速撞擊,雪的行為就像水一樣 。” 。但平坦的貓科動物的鼻子在撞擊時壓縮了雪,產生了巨大的、潛在的破壞性阻力 。
當在雪中覓食時,狐貍的長吻也能讓它更早地到達獵物身邊,因為老鼠對環境中的運動非常敏感,可以迅速逃離 。其他行為研究表明,在突襲之前,狐貍會搖頭,傾聽雪表面下老鼠或其他動物的沙沙聲,從而測量聲源的深度 。
Jung說:“這是一個非常危險的過程,但我們還沒有狐貍受傷的報告 。” 。
合著者包括William Bemis,生態學和進化生物學教授,康奈爾大學脊椎動物博物館魚類系館長 。
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