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人類與黑猩猩,誰是好投手?

葉綠舒
・2013/07/02 ・1328字 ・閱讀時間約 2 分鐘

我們看慣了黑猩猩在叢林樹幹間擺盪、跳上跳下,總覺得他們是天生的體育選手;但是,如果舉辦一個投球比賽,來比比看球速呢?

結果可能會出乎我們的意料。最近的一項研究顯示,因為黑猩猩與人類身體構造的差異,使得黑猩猩在投擲的時候頂多能投出時速20英哩的球–只有少棒投手的三分之一球速。

怎麼會這樣呢?原來是因為

一、人較為靈活的腰部使胸部與臀部可以分開旋轉,讓軀幹旋轉的角度變大,從而使得人能經由大範圍的移動來實現高扭矩;如此才能使肩膀存入更多的彈性能。

二、比較人類與黑猩猩在肱骨扭轉時,肱骨頭方向和肘部的軸線之間的角度,人類的低了10到20度。這個角度的差異,使得人類的肩膀可以向外側旋轉更多,讓人在投擲的時候,可以在擊發階段(cocking phase)儲存更多的彈性能。

三、人的肩關節方向較為水平取向,使得胸大肌屈曲的方向與軀幹旋轉的方向位於同一軸線上。(見下圖右)這個安排使得人可以藉由將肱骨與軀幹旋轉和肩膀前屈力矩做連結來提升慣性,將兩者的阻抗提升到最大。相比之下,黑猩猩有個更顱導向的肩關節(下圖左),造成他們產生軀幹旋轉扭矩的能力受限。

圖片來源:自然期刊 因為猩猩的肩關節構造,使得在做投擲動作時,猩猩跟人的姿勢就完全不一樣(見下圖)。

因為黑猩猩的肩關節構造,使得在做投擲動作時,猩猩跟人的姿勢就完全不一樣(見下圖)。

圖片來源:自然期刊 人(上圖右)在投擲時,上臂可以跟肩膀維持水平,而下臂和上臂成為直角。於是當要把球投出的時候,整個手臂就好像彈弓一樣,而下臂的作用就像彈弓的那條橡皮筋,將先前儲存的彈性能瞬間化為動能,轉到球上面使球「就像變心的另一半一樣飛出去」。

人(上圖右)在投擲時,上臂可以跟肩膀維持水平,而下臂和上臂成為直角。於是當要把球投出的時候,整個手臂就好像彈弓一樣,而下臂的作用就像彈弓的那條橡皮筋,將先前儲存的彈性能瞬間化為動能,轉到球上面使球「就像變心的另一半一樣飛出去」。

相對的,黑猩猩因為肩關節的構造,使得上臂與肩膀之間的角度無法維持水平,這也使得上下臂之間的角度較大,於是無論姿勢怎樣擺都無法像人一樣儲存那麼多的彈性能,也就沒辦法達到那麼高的球速了。

據信,人類投擲的能力應該是兩百萬年前就演化出來了,這個能力應該對打獵很有幫助。不過,那時候人類還不能製造複合式工具(如矛、標槍之類),所以可能就是扔石頭吧!

後記:一位曾在動物園工作的學生給我的回饋,讓我想到,黑猩猩的肩關節的構造產生的姿勢,其實對於黑猩猩在森林裡的生活是需要的。相對的,投擲能力的精進(達 到每小時60英哩甚或更高),對於叢林中的採集生活其實沒有什麼實際上的用處。相對的,數百萬年前的猿人,因為東部非洲草原的擴張,如果能發展出可投擲高 球速的能力,應該對於打獵有極大的幫助。試想,能以迅雷不及掩耳的速度投擲出高速飛行的石塊先將草原另一頭的獵物打倒或打傷,這樣在狩獵時應該可以節省下 不少狂奔的力氣。

參考文獻:

  1. Neil T. Roach, Madhusudhan Venkadesan, Michael J. Rainbow& Daniel E. Lieberman Elastic energy storage in the shoulder and the evolution of high-speed throwing in Homo. Nature, 2013; 498 (7455): 483 DOI:10.1038/nature12267
  2. Science Daily. Chimps or humans: Who’s the better baseball pitcher?

文章難易度
葉綠舒
262 篇文章 ・ 4 位粉絲
做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。

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不是吃素的!亞達伯拉象龜的「緩慢狩獵」,打破草食系刻板印象!

Curious曉白_96
・2021/09/20 ・2795字 ・閱讀時間約 5 分鐘

如果要形容陸龜,大家多會說出動作緩慢、草食性、溫和不具攻擊性、一直被打壓(?)等等詞彙。但是!就在 2020 年 7 月,一名保育人士 Anna Zora 在東非塞席爾群島(Seychelles islands)上的弗雷格特島(Frégate Island)直擊了一個震驚世人的畫面:一頭亞達伯拉雌象龜(Aldabrachelys gigantea)正努力伸長脖子,並以極其緩慢的速度「蓄意」逼近一隻幼小燕鷗,即便燕鷗奮力逃脫,但仍被這頭象龜追捕並吞食。

這段視頻釋出後,讓生物學家們都跌破好幾副眼鏡,陸龜會「狩獵」?!學者們對於此事紛紛表示真的是史無前例阿!跟著本篇文章,讓我們來看看象龜們不為人知的一面吧~

亞達伯拉象龜。圖/WIKIPEDIA

亞達伯拉象龜小簡介

世界上陸龜三巨頭就屬加拉巴哥象龜(Geochelone nigra)、蘇卡達象龜(Geochelone sulcata),以及今日主角,亞達伯拉象龜(Geochelone gigantea),當中亞達伯拉象龜體型排名第二。雖然說不是最大隻的,但他的體重還是能增長至 300 公斤左右,背甲也能達到 130 公分(根本陸龜界大坦克)。亞達伯拉象龜主要分布在非洲賽席爾的亞達伯拉群島,他們擁有強健的腳力可以踏遍各種地形,因此無論是草原、灌木叢,還是紅樹林、海岸都能見到牠們的身影。此外,他們甚至還有長脖子,能伸長並吃到距離地面一公尺的樹葉。雖然看似很強,但其實他們的最大弱點就是怕熱,天氣炎熱時,便會躲在洞穴或直接泡在水裡,甚至一待就是整天。

亞達伯拉象龜也吃葷?!

大家最好奇的重點來了!他們平時究竟吃什麼?據學者們先前的觀察,他們主要還是以草本植物或木質植物的莖為主食,但還是「偶爾」會吃一些蟹類屍體、小型無脊椎動物和腐肉補充蛋白質。但是,這些「偶爾」阿,據先前觀察,曾經捕捉到蟹類屍體外殼破碎,並正被一隻亞達伯拉象龜啃食。因此,學者們認為這隻象龜有可能是「無意」踩死這隻蟹,因此也無法判定亞達伯拉象龜是否會進行蓄意地狩獵行為。不過,2020 年 Anna Zora 拍攝到了亞達伯拉象龜正在獵捕燕鷗雛鳥的行為,影片釋出確實嚇壞了不少學者,因為自人類開始記錄象龜行為以來,從未確實記載到象龜有過狩獵的舉動。

龜龜食性大不同

龜龜大致可分成陸龜、澤龜(兩棲龜)、水龜,由於演化、生長棲息地的差異,這三種龜的日常飲食也大相逕庭。有養過龜龜們的朋友,大致都認為陸龜草食,水龜肉食。陸龜的主食還是以植物為主,因此他們的大腸構造發達,能消化粗糙的植物纖維。然而陸龜也不是一直都吃素,他們在成長期也需要補充蛋白質、鈣,所以也需要吃些動物腐肉、骨頭和蝸牛殼,另外,一些生活在食物種類豐饒雨林的陸龜們(例如紅腿象龜(Geochelone carbonaria)、黃腿象龜 (Geochelone denticulata))則是屬於雜食性。澤龜、水龜也屬雜食性,澤龜幼年偏愛吃肉(會吃河流中的貝類、魚、蝦),成年則偏向吃素(多吃水生植物);水龜則是偏肉食主義,淡水龜會吃魚、蝦,海龜會吃蟹、水母。由此可知,這些龜龜們的生活環境是影響他們食性的一大主因。

關於亞達伯拉象龜的「狩獵」行為

針對亞達伯拉象龜狩獵行為, Anna Zora 與劍橋大學彼得學院(Peterhouse, Cambridge)的島嶼生態學家 Justin Gerlach 也開始展開研究,並將此次發現發表在《當代生物學》(Current Biology)期刊,同時他們也在發表中歸納出以下重點。

 Anna Zora 在拍攝影片的當下,發現一隻小黑燕鷗(Anous tenuirostris)雛鳥從樹巢中掉落,而小黑燕鷗雛鳥一旦脫離巢中,他們典型的行為就是試圖讓自己高於地面以避開地面上出現的危險。這也是為何影片一開始時,這隻燕鷗雛鳥就死守在一棵橫臥於地面上的樹木上,而他們發現影片中的亞達伯拉雌象龜似乎深知這些燕鷗雛鳥的習性,因此直接爬上樹木,步步逼近這隻不會飛的雛鳥。

更值得注意的是, Anna Zora 等人注意到這頭象龜在獵捕時,會張開下顎,同時將舌頭縮回、眼睛閉上,這是陸龜產生警惕、攻擊性才有的行為(一般而言,當陸龜吃草食時,通常是會伸出舌頭的)。上述刻意靠近樹木上的雛鳥、縮回舌頭的跡象都透露著這隻雌象龜可能是個經驗老道的「獵龜」。對於動作緩慢的象龜來說,他們根本追不上那些動作敏捷、迅速的動物們,因此會成為獵物的動物通常是不會飛,或不會試圖逃跑的小鳥,因此學者們稱此次的狩獵行為為「慢速狩獵」。

當我們把鏡頭拉遠,觀察一下這頭亞達伯拉雌象龜的家-弗雷格特島,可以發現島上棲息著高達 26 萬隻燕鷗、3000 隻以上亞達伯拉象龜,因此在島上常會有從樹巢上掉落的雛鳥,因此無異是給這些象龜們加菜(?)。

另外,紐約州立大學和加拉巴哥群島保護協會的爬蟲學家James Gibbs 在看完這個影片後,認為此次影片主角是頭雌象龜,而在島嶼的生態環境系統中常常缺乏鈣質攝取,但鈣卻是構成蛋殼的重要元素,因此這頭雌象龜可能會藉由捕食雛鳥以補充鈣,確保繁殖下一代的任務能夠順利進行。

結語

生態學家 Justin Gerlach 對於此次發現也表示,人類 200 年以來,從未見過象龜會有獵食行為。根據影片中象龜熟練的獵捕技巧,Justin Gerlach 推測或許這些象龜其實早已學會捕獵,但因為過去人類侵入牠們的棲息地,大量獵捕各種生物,而大大影響原棲息地的食物鏈,才導致象龜改變原本的習性。

或許也是弗雷格特島所提倡的保育計畫實行地很成功,使象龜們回歸了原始的生長環境,因此象龜們的狩獵本性就露出來了。雖然說吼~影片中象龜的行為有點殘忍,但也刷新了人類對於象龜的印象,更理解到保育的重要性。

參考資料

  1. 草食性陸龜獵捕鳥類 鏡頭首度直擊驚奇畫面 | DQ 地球圖輯隊
  2. For The First Time, a Tortoise Has Been Filmed Going in For The Kill… Very Slowly
  3. Giant tortoises hunt and consume birds: Current Biology
  4. Slow but deadly: Murderous tortoise caught red-handed
  5. ‘Totally Surprising and Rather Horrifying’: Giant Tortoises Eat Baby Birds
  6. 亞達伯拉象龜- ShoushanZoo
  7. 亞達伯拉象龜_台北市立動物園保育網
  8. 紅腿黃腿傻傻分不清—象龜助雨林散播種子
  9. https://www.youtube.com/watch?v=yyRDdjgQeb4&ab_channel=%E5%9C%8B%E5%AE%B6%E5%9C%B0%E7%90%86%E9%9B%9C%E8%AA%8CNationalGeographicMagazine
  10. https://www.youtube.com/watch?v=hbgb7e8PoT4&ab_channel=LiveScience
  11. https://www.youtube.com/watch?v=C0tjq0u2rDU&ab_channel=BBCNews
  12. https://www.youtube.com/watch?v=5NsaR576XqQ&ab_channel=GuardianNews

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Curious曉白_96
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對於科學新知充滿好奇心,對於一切新知都想通曉明白,期許自己有一天能成為有所貢獻於社會的曉曉科學家!
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