企鹅走路为什么会摇摇晃晃?终于弄清楚了

企鹅走路为什么会摇摇晃晃?终于弄清楚了

a、b为帝企鹅在0.54m/s行走速度时的重力势能和动能的波动图,c、d为摇摆的能量回收效率。图片来源: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形动物的两倍(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。

和珍珠鸡、鸵鸟一比,你就知道企鹅的腿是多么短小了。

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。

瘦企鹅是怎么走路的?

后来,其他科学家对企鹅步态做了进一步的研究,看看体重变化会不会对步态造成影响。

只不过他们没找帝企鹅,而是找了10只王企鹅,而且它们比一般的企鹅要重。同样地,它们也被安排上了跑步机,跑步机时速为1.4公里。另外也多记录了企鹅三轴运动(前后、上下、左右)加速度的数值。

企鹅身体左右摇摆加速度随时间的变化,正值表示右侧倾斜,负值表示左侧倾斜。

它们在保持原有体重的情况下,先在跑步机上测试,科学家记录了运动时候的相关数值。后来,科学家让企鹅禁食两个星期,体重减下来了2公斤多点,然后再上跑步机测试。

成年王企鹅在保护它们的蛋时,有时会禁食长达一个月,但它们会提前储存几磅脂肪作为补偿,所以不用担心禁食两周是虐待。这也是为什么科学家会选择肥一点的企鹅,这样体重变化更容易也更明显,方便科学家们研究体重对企鹅步伐的影响。

原本以为,体重变轻了,走路自然轻松了,速度自然会加快。因为不管是现实中的观察,还是一些科学研究,都表明肥胖的人或者孕妇很容易用改变步态来应对体重的增加,比如拓宽他们的站姿,步伐更短。

但令科学家惊讶的是,虽然企鹅减肥后左右摇晃的幅度减小了,但并没有改变它们的步频或姿势。

相对于瘦子企鹅(11kg),胖子企鹅(13.2kg)的重心稍微向前一些,走起路就不太稳。

这个研究表明,企鹅越胖,左右摇摆幅度越大。结合前面第一个研究,可以得出结论,企鹅之所以摇摇晃晃是因为腿短,而摇晃的幅度大小则取决于体重大小。而这一切最终都可以解释为,为了节省能量……返回搜狐,查看更多

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