动物的运动方式（各有千秋的动物行走和奔跑） 动物运动形式的多样性，是与亿万年的物种演化密切相关的。可以说运动的形式越多，对环境的适应就越完善。不同动物有不同的运动形式，同一动物也可进行不同的运动。人类不仅起源于动物，而且与动物的关系十分密切。就人类奥运会所表现的奔跑、跳跃、游泳、技巧等各项技能的竞技比赛来说，都能够从各种动物的生存技能中找到其中的原形或相似之处。 生命起源于水中。水生动物主要是通过躯体和鳍或其他附肢的摆动，在水中产生推力而游泳前进的。大约在4亿多年前的志留纪，动物开始出现在地球的陆地上．。在陆地上活动的动物，最早也是靠躯体和附肢的摆动而使身体移动的，并且由此逐渐地发展到行走、奔跑和跳跃。昆虫为何不会走直线? 在无脊椎动物中，最善于行走的是节肢动物。它们的附肢既用于支持身体，又用于运动。不用说陆生的蜘蛛、蝎子、蜈蚣、马陆等，就连长得像一个瓢一样的海洋动物——黉，在退潮时也能在沙滩上缓缓行走。寄居蟹身上背着个螺壳，常在浅海的岩石上走来走去。 对虾则能够依靠2对爪状的步足在海底行走。螳螂虾更喜欢在海底行走，所以俗称爬虾。最有趣的是龙虾，在海底迁徙时，常用强有力的触角和第一步足拉着前者的尾部，首尾相连，排成一列长龙状的纵队。在旅行途中，不时有新的伙伴加进行列中，每列队伍多达50～60只，以每分钟约20米的速度步行前进。 某些昆虫，如蜚蠊、步行虫、瓢虫、椿象、蚂蚁等，都以善走著称。昆虫有3对细长的足着生在胸部，称为前足、中足和后足，每条足又分为5小节，而且前面的一对足短，后面的一对足长，中间的一对介乎于前后足之间。有趣的是，大多数昆虫的成虫在地上行走时，总是左歪一下、右扭一下地成＂之＂宁形向前行走。那么，昆虫为什么不会直线走路呢? 昆虫在行走时，先由一组的前足向前伸出，并用跗节前端带钩的爪，抓住地面的凹凸部分，起到向前拉的作用：另一侧的中足，特别是同侧后足，便尽量将足上的节伸开，把身体向前推进，由于前足和后足的长度不同，当后足向前用力时，便将离开地面的中是及身体推向偏离直线的一方，使身体中轴倾斜。当另一组的前足抬起时，为了使身体向前行进，便向与身体相反方向伸去，后足用力推进，又将身体扭向另一方向，并且引起头部的摆动。这样，昆虫就左歪一下、右扭一下地成＂之＂字形向前行走了。 昆虫3对足跨步的快慢，决定了它们行走的速度。例如美洲蜚蠊，行走最快时每足每秒钟可前进25步左右。每一步包括伸展和牵缩两个部分，前进的快慢主要决定于牵缩的速度。昆虫行走的速度还与体形大小以及温度有一定的关系，例如美洲蜚蠊在25℃温度下每秒钟前进约70厘米，最快为130厘米。螃蟹横行到几时? 在节肢动物中，走路最奇特的是螃蟹。＂且将冷眼看螃蟹，看尔横行到几时＂。螃蟹类一般都是横行的，这是它们奇特的身体构造决定的。它头脑部的宽度大于它的长度，细腿伸展两旁，每条步足的关节只能向下弯曲。行走时，一节尖爪抓住地面，再由另一侧的步足在地面上撑直起来，推动着身体前行，使身躯向左或向右稍偏前方横行了。 陆生脊椎动物更好地发展了在陆地上行走和奔跑的能力。就运动器官来说，它们与鱼类的鳍很不相同。要使躯体离开地面产生移动，运动器官必须支撑躯体使其重心位于运动器官之间。有些鱼类的鳍变得像陆生动物的肢，能支撑躯体的部分重量，特别如肺鱼、弹涂鱼等。但鱼鳍的骨骼要比两栖类动物的四肢的骨骼简单得多，只有总鳍鱼类的鳍的骨骼有类似的分化。因此，一般认为陆生脊椎动物的四肢是从古总鳍鱼的偶鳍发展而来，并以多种多样的方式，变化发展。 两栖动物的幼体部生活在水中。蛙和蟾蜍成熟后长出前肢和后肢，离开水而来到陆地生活，这时尾已退化，而蝾螈、大鲵等成熟后虽有前肢和后肢。尾不退化，仍在水中生活，但可离开水在地面上行走，靠前后肢交替伸展前进，而身体左右摆动，保持在水中游泳的特点。由于它们四肢细弱，位于躯干的腹侧面，与躯干相垂直，所以腹部与地面接触，行走方式是一种费力的杠杆运动。恐龙中的＂飞毛腿＂ 爬行动物的四肢已较强大，可以略略举起身体使之稍离地面，但四肢与躯干的关系未作根本的改善。所以爬行动物行走时的姿态一般都与蝾螈等近似的姿势匍匐而行。这种运动方式，不仅速度很慢，而且相当费劲。 从前，人们一直认为繁盛于中生代的恐龙也都是这样在地上行走的，其实不然。四足行走的恐龙，其运动姿态大致与现生的大型哺乳动物没有多大区别，两足行走的恐龙则与鸵鸟相似。它们的四肢(或两后肢)在运动时与地面垂直，而且收拢在身躯下方。这完全是一种＂走＂，而不是＂爬＂的姿势，这从它们肢带骨的关节构造上可以找到凭证，而最形象的证据莫过于恐龙足迹化石了。例如，对完整的雷龙足迹化石进行的测算证实，雷龙前后脚的步距为3.6米，左、右脚的间距仅有1.8米(相当于雷龙身体的宽度)，说明它是在走而不是爬，否则左、右脚的间距就会更大些。 四足行建的蜥脚类恐龙走路的速度比较慢，每小时不超过3.2～6.5千米。四足行走的剑龙和甲龙走路的速度稍快，每小时约为6～8千米，可见它们的腿脚比蜥脚类灵活一些。两足行走的鸭嘴龙每小时能走18.5千米，如果遇到敌害追赶，它还能快速奔跑以躲避危险。 肉食性恐龙短跑的速度都很快，一般时速可达40千米，特别是两足行走的虚骨龙类，由于身轻腿长，是恐龙中的＂飞毛腿＂，快跑时时速可达80千米。四足行走的角龙是奔跑速度最快的植食性恐龙，在短时间里能以32～48千米的时速冲刺，这样的速度使凶猛的霸王龙也要赶紧逃避。 在现生的爬行动物中，蜥蜴类也是比较善于行走的，特别是壁虎，脚底的吸附能力很强，能在墙壁上行走自如。原来它的脚下膨大的趾端下密布着一排一排的成束的微绒毛，如同一只只弯形的小钩，所以能够轻而易举地抓牢物体，可以在墙壁甚至玻璃上行走。 在拉丁美洲还有一种奇怪的鬣蜥，当地人称它为＂耶稣蜥蜴＂，因为它非常神奇，拥有几乎，是超自然的能力——能够迅速地横穿水面!当鬣蜥在水面上行走时，速度可以达到每小时12千米，用这样的速度行进，它可以横穿40米宽的池塘而不会下沉。 这种蜥蜴是如何不让自己落入水中的呢?难道是右脚落水之前抬左脚，左脚落水之前抬右脚?事实的确如此，这种奇异功能的秘密在于：当鬣蜥奔跑时，脚底下可以产生容纳空气的洞。这样，它脚底边缘的条纹可以暂时携带空气，防止身体下沉。鬣蜥不但可以在水上行走，而且只要 它走得足够快，在下一步迈出之前，携带的空气不致丧失，甚至还可以在空气中行走!鸟类中的＂赛跑健将＂ 鸟类是恐龙的后裔。它们的前肢演化成翅膀，行走依靠后肢。后肢的变化表现于胫跗节延长，脚掌与陆地接触面积减少，趾的数目减少。用后肢行走的鸟类把躯体重心置于后肢上面的位置，并保持身体的平衡。 不同的鸟，足的强弱和结构是不同的，因而表现出不同的行走方式。普通的鸟类能用它们的足在地上行走，只有少数种类例外。各种鸟类的行走方式也有较大差异。大多数树栖鸟类能够在地面上迅速行走或跳跃。脚比较短小的麻雀，在运动时通常采用一种滑稽的步态——齐足跳。游禽类大多数都不善于在陆地上行走，只有雁鸭类中的一些身体肥胖的成员能＂踱＂特殊的＂鸭步＂：脖子伸得长长的，挺着胸，一摇一摆地往前走。为什么它们以这样的姿态走路呢?原来，它们由于适应在水里游泳，除了增大蹼脚与水接触的面积，以加大前进的推力外，脚的位置也稍向后移了。这样一来，它们在陆地上活动时，托着长长的身体和双脚，不在身体的中央，而是靠后。如果要使身体处于水平状态，它们就会有向前倾跌的可能。因此，它们就必须把身体后仰，使身体的重心向后移到双脚处，以维持身体的平衡。另外，它们的脚比较短，向前走动时连身体也在摆动，所以走起路来一般总是昂起头，挺起胸，一摇一摆地蹒跚而行了。 与游禽类相比，企鹅走路的姿势更是左右摇摆，看上去十分滑稽可笑，憨态可掬，看上去好像失去平衡。其实，企鹅这种行走方式会像钟摆摆动一样十分节约体力。因为下肢短小，使它们的行走比一般动物要艰难得多，但它们所选取的这种走路方式却帮它们克服了这一困难。当企鹅在向一边摆动到极限而停顿时，它的部分功能就被储存起来成为潜能：随着向另一方摆动的时候，这种潜能再度释放出来。经过计算得出，在企鹅行走的一步与另一步之间，可以保存80％的能量，这在动物界行走能量的保存率中是最高的，相比之下，人类也只能保存65％的能量。 鸟类中善于奔跑的当然还是走禽类，特别是鸵鸟。鸵鸟身躯高大，翅膀已经退化，不能飞翔，但在迅速奔跑时可以展开，以维持身体的平衡，若是顺风还能起到船帆的作用。它的腿很长。十分粗壮，脚也极为强大，趾的下面有角质的肉垫，富有弹性并能隔热，适于在沙地中行走或奔跑。它在沙漠中奔跑的速度很快，每一步的距离可达3.5米，持续奔跑的速度为每小时50千米，能奔跑5分钟以上，冲刺速度为每小时超过70千米以上，是鸟类中名副其实的赛跑健将。勉为其难的行走 哺乳动物的四肢经过扭转后近端紧贴身体，肘关节向后，膝关节朝前，支持体重及行走都极其稳健而灵活。不过也有例外，在水中生活的鲸类和海牛类都不能在陆地上活动，鳍脚类一生的大部分时间也是在海水中度过的，仅在交配、产仔、哺乳、换毛、休息时才上岸。它们的四肢适于游泳，在陆地上，海狮和海象可用四肢着地支持身体，由于后肢能自脚踝处朝前弯，因此能用以在陆地上步行，海豹虽然前肢能着地，但后肢只能朝后伸，不能自脚踝处朝前弯，因此不能用以在陆地上步行，登陆后只能依靠前肢和上体的蠕动，像一条大蠕虫一样匍匐前行，步履艰难，跌跌撞撞，十分笨拙可笑，活动的范围也不大。 灵长类大多在森林地带活动，有的甚至能在大树横生的枝干上直立行走，与人类走路的姿态很相似。不少种类的掌心和脚底还生有长毛，增加了摩擦力，即使在光滑的岩石上行走或跳跃也不至于滑倒。长臂猿虽然在树上十分灵活，但当它们偶尔到地上行走时，身体呈半直立，两臂时而弯在身子两侧，双手同时触地，身体一蹿一蹿的像蛙跳，时而双手交错地前进，身体则东摇西晃像个醉鬼，时而双手举过头顶，像投降的姿势一样，头重脚轻，一摇一摆，蹒跚而行，就更显得非常笨拙、滑稽可笑了。哺乳动物的＂步法＂ 兔子的四肢强劲，腿肌发达而有力，前腿较短，后腿较长，脚下的毛多而蓬松，适于跳跃，奔跑迅速，疾跑时矫健神速，有如离弦之箭，以迅雷不及掩耳的速度飞驰。它在快跑时一跃可达3米多远，时速为50千米左右，是世界上跑得最快的野生动物之一。在跑动之中，它们常常腾空而起，高达1米以上，以便观察周围的动静，再确定逃跑的方向。在奔跑时，它还能突然止步，急转弯或跑回头路以摆脱天敌的追击。 象的奔跑也很迅速，时速可达40千米。它的四肢粗壮，几乎垂直于地面，像四根柱子，脚底下有橡皮一般的肌肉，粗厚而平坦，所以在走路时几乎毫无声音。小跑时，总是同时提起同一侧的前后肢，而不是像其他哺乳动物那样在对角线上的两肢同时离开地面，这种步法被称为＂溜蹄＂，并使其产生一种奇特的摇摆动作。 大多数哺乳动物依靠直立的四肢，这种四肢运动的模式叫做步法。例如，马可以缓步前进，以后变成快步，再发展成为慢跑和疾奔。如果一个跨步的负荷因子为1，以常速走路时左右脚的负荷各为0.6，那就是每脚负荷体重的60％，其中有1O％的时间是双脚共同负荷体重的。跑步时每脚的负荷因子为0.3，那就是说，在每一跨步中有40％的时间双脚部不接触地面。每脚负荷因子大于O.5的步法称为行走，小于0.5的步法称为奔跑。马的快步、慢跑和疾奔都应列入奔跑之列。 哺乳动物按四肢形态的特点，可分为跖行类、趾行类和蹄行类。人类就属于跖行类，躯体的重量全部由脚支撑。猩猩也属于跖行类，在地上能勉强直立行走，但需要前肢的帮助，手掌并不摊平，而是用指关节着地，一瘸一拐的姿势显得十分笨拙，移动速度也很慢，远不如在树上攀援、跳跃灵活。 熊也属于跖行类，并且也能像人一样地坐着或用后肢直立行走，样子看起来很笨拙，似乎有点步履蹒跚，其实行动还是很灵活的，在林中奔跑时速度也很快。在北极熊的脚掌下还生有多而密的毛，能够防止脚爪冻在冰上，在冰雪上行走时不至于滑倒，并且可以悄无声息地蹑行到猎物的身旁。羚羊、猎豹上演＂生死时速＂ 善于奔跑的黄羊可以作为羚羊类的代表。它奔跑的最高时速可达90千米左右。如果以75千米的时速奔跑，则可以持续1小时之久，在原野上时而直线前进，时而来回横窜，尤其喜欢在草原上奔驰的马匹和汽车面前飞越而过，所以在牧区有这样的俗话：＂黄羊窜一窜，马跑一身汗＂，真是一点也不夸张。由于奔跑的本领十分出众，再加上各种感觉都十分灵敏，所以发现远处的追捕者时并不害怕，往往先凝视一阵，然后奔跑一段距离，复又站住，回过头来观察一番，再飞速奔逃，转瞬之间就消失得无影无踪。 在高原地带生活的有蹄类还有很多特殊的本领。野牦牛的四肢强壮，蹄大而圆，但蹄甲小而尖，似羊蹄，特别强硬，稳健有力，蹄侧及前面有坚实而突出的边缘围绕；足掌上有柔软的角质，这种蹄可以减缓其身体向下滑动的速度和冲力，使它在陡峻的高山上行走自如。 而有蹄类的天敌——捕食它们的肉食性猛兽的腿也很发达，为趾行类，趾端有利爪，善于快跑和捕食。它们与地面接触的仅为趾骨，在行走和奔跑时趾不着地，因此重心向前，特别轻捷而富于弹力。尤其是猫科动物，着地的是各趾的趾垫和掌中的肉垫，所以悄无声息，这也是其采用埋伏和奇袭等特殊的猎食方式所必需的。 猎豹具有发达的胸肌、修长而能充分伸展的四肢、柔软而富有弹性的脊骨、苗条而毫无赘肉的身段，都为它超强的奔跑能力提供了必要条件。它的爪甲总是伸张着，就像跑鞋底下的鞋钉一样，在奔跑时增加了扒地的力量。 猎豹在急速飞奔时，姿态极为优美，前后肢各自向不同方向伸展，整个身躯几乎连成一线，犹如跃在空中的一个＂一＂字。它的步伐很大，后来在落地前尽可能地伸向前方，以便延长每一步的跨度，接着收背拱腹，使前爪在落地前尽可能地伸向前方，每一步可达7米，频率为每分钟3.5步。特别是它的爆发力极强，从静止状态到时速为70千米，只需要2秒钟的时间，最快可以达到时速113千米，远远超过善于奔跑的羚羊，成为动物世界里当之无愧的短跑冠军!