蝙蝠為什麼喜歡倒掛著睡覺,腦袋不會充血嗎?

蝙蝠可以說是最具特色的一類哺乳動物了,它們不僅是哺乳動物中唯一會飛的,也是唯一頭朝下倒著睡覺的。有些猴子偶爾也會倒掛在樹枝上伸手夠吃的,但倒掛著睡覺的,還真只有蝙蝠這一家。

人倒立幾分鐘就會頭疼難受,而蝙蝠卻倒掛著睡一整個白天,甚至整個冬天。那么,蝙蝠為什麼要這樣睡覺呢,它們不怕睡著了掉下來嗎,不怕腦袋充血嗎?

蝙蝠為什麼喜歡倒掛著睡覺,腦袋不會充血嗎?

樹上倒掛著的蝙蝠

倒掛睡眠的苦衷

儘管都會飛,但蝙蝠與鳥類、飛行昆蟲不同,它缺乏從地面上起飛的升力。蝙蝠的飛行器官是由前肢支撐起的一層薄而多毛的皮膜,稱之為翼手,其力量遠無法和鳥類充滿肌肉和羽毛的翅膀相比。另一方面,蝙蝠的相對負重也大於鳥類,鳥類骨骼是中空的,而作為獸類的蝙蝠不是。

一些飛蟲具有發達的後腿,能從地面上跳老高,這也是起飛的一種方法。而蝙蝠的後腿非常細小,無法通過跳躍或奔跑獲得足夠飛起來的提速

當我們靠近地面上的鳥類或飛蟲,它們能立即飛上天逃走,但蝙蝠就非常費勁了,它只能手腳並用地在地上爬行,好不容易才能飛起來。

蝙蝠為什麼喜歡倒掛著睡覺,腦袋不會充血嗎?

因此,對蝙蝠來說,最好的辦法就是在高處休息,通過下落獲得飛行的初始動力。但棲身在高處的蝙蝠又面臨著另一個問題。

在這裡我先給大家科普一下抓握的基本原理。我們的手部有屈肌,有伸肌,肌肉通過腱膜與骨骼相連,拉動骨骼運動。當我們雙手緊緊抓握東西的時候,屈肌收縮,伸肌舒張;當我們放手時則相反,伸肌收縮,屈肌舒張。

動物的腳爪也是一樣。當鳥類蹲在樹上,其腳爪的屈肌收縮,將其牢牢鎖在樹枝上。但蝙蝠的後腿肌肉很不發達,做不到這一點。

蝙蝠為什麼喜歡倒掛著睡覺,腦袋不會充血嗎?

於是,蝙蝠腳爪的屈肌乾脆退化了,相應的腱膜一端連線在趾骨上,另一端直接連線其上半身。當蝙蝠倒掛著,重力就代替了肌肉拉力,將肌腱拉緊,蝙蝠的爪子就緊緊抓在高處了。當蝙蝠想要飛行,需要做的僅僅是“鬆手”,就能自然墜入飛行狀態。

蝙蝠腳爪的伸肌平時是舒張狀態,因此它的腳爪日常就是握著的。當它想附著在高處,只需用伸肌打開腳爪,抓住附著點就可以了。

所以,當蝙蝠倒掛著的時候,它渾身肌肉都處在放鬆狀態,就像我們躺在床上一樣舒服。它不需要費一點力氣就能掛住,當然不怕掉下來。甚至,就算蝙蝠在睡覺過程中死了,它也會一直掛著,直到外力將它取下來。

蝙蝠為什麼喜歡倒掛著睡覺,腦袋不會充血嗎?

這種重力輔助設計,比鳥類的反重力設計更省力。沒辦法,蝙蝠在飛行方面的先天條件遠不如鳥類,只好在設計上多下點功夫了。倒掛在高處,使蝙蝠處在起飛的理想位置,隨時可以展翅飛走。

很多作品把蝙蝠描繪為白天成群倒掛在山洞裡睡覺,實際上它可以倒掛在閣樓、屋檐、橋洞和空心樹等任何能抓住的地方。它不僅倒掛著睡覺,還倒掛著給幼仔餵奶。更奇的是,它連排便都是倒掛著完成的,其糞便只有米粒大小,直接拉出來落到地上,不會弄髒自己的身子。

蝙蝠在隱蔽場所倒掛著休息,也是躲避敵害的一種方式。蝙蝠的主要天敵是猛禽,當它白天休息的時候,鳥類正在活躍,因此它需要找個猛禽難以到達的地方睡覺。此舉也減少了與鳥類的競爭,蝙蝠選擇的休息地都是鳥類不太可能築巢的地方。

蝙蝠為什麼喜歡倒掛著睡覺,腦袋不會充血嗎?

蝙蝠可以掛在建築物邊沿等很多地方

腦袋不充血的秘密

人體如果倒立,大量血液會滯留在頭部而無法回到心臟,從而引發不適。而當我們正常站立和行走,血液不會滯留在四肢,這是因為在我們四肢的靜脈血管(負責將血液運回心臟)中有靜脈瓣,只允許血液從下往上流,從而防止血液倒流。

蝙蝠血管中沒有類似靜脈瓣的結構,但它的靜脈壁肌肉很強勁,能節律性收縮。大多數哺乳動物包括我們人類的靜脈血都以被動流淌為主,但蝙蝠卻可以主動收縮血管,促進血液流回心臟。

蝙蝠為什麼喜歡倒掛著睡覺,腦袋不會充血嗎?

此外,為了支持飛行中所需的大量氧氣,蝙蝠的心臟特別發達,比相同大小的其他哺乳動物大三倍,而且運送血液的能力更強。它的右心房很大,當右心房舒張,能將大量靜脈血泵入。

蝙蝠冬季進入蟄伏狀態,體溫和代謝率皆下降,體溫從活躍狀態下的40℃以上下降到6~30℃,能量消耗減少50~99%。在這種休眠狀態下,其身體對氧氣需求也不大,心跳率從飛行時的1100次/分鐘下降到4次/分鐘。

最後,與人類相比,蝙蝠體型太小。最小的蝙蝠凹臉蝠僅重2-2.6克,最大的蝙蝠幾種狐蝠也才1.6千克重,它們的重力不足以影響血液流動,其心臟、靜脈血管的泵送能力足以對抗血液的重力

蝙蝠為什麼喜歡倒掛著睡覺,腦袋不會充血嗎?

蝙蝠睡覺的時候用皮翼蓋著身子

背後的進化故事

蝙蝠和鳥類雖然同樣會飛,但差異頗大。大部分差異我們好理解,蝙蝠畢竟屬於獸類,所以它有著實心的骨骼,體表是毛而不是羽毛,有牙齒,有外耳,這些都與其他哺乳動物一樣。

唯獨倒掛著睡覺這一項,常人難以理解,既然同樣是進化出飛行能力,蝙蝠為什麼要進化得這么怪異,為什麼它就不能像鳥類一樣保留強健的後肢和站立能力,並進化出原地起飛的升力呢?

蝙蝠為什麼喜歡倒掛著睡覺,腦袋不會充血嗎?

鳥類在樹枝上是正常站立的

這是因為蝙蝠和鳥類的進化路線不同,同樣是會飛,但它們學飛的方法不同。簡而言之,鳥類是從地面上飛起來的,而蝙蝠是從樹上落下來的。

鳥類起源於距今1.6億年前的侏羅紀晚期,它的祖先是小型獸腳類恐龍。古生物學家已經發現了很多介於鳥類和恐龍之間的過渡種化石,它們長著翅膀和羽毛,但仍保留了牙齒和爪子,身後要么是尾羽,要么是長長的蜥蜴尾巴。這些化石是鳥類起源於恐龍的鐵證,同時也使早期鳥類和獸腳類恐龍之間的界限越來越模糊。

蝙蝠為什麼喜歡倒掛著睡覺,腦袋不會充血嗎?

最小的恐龍:胡氏耀龍

獸腳類恐龍是後腿直立行走的,它們本就後腿發達,具有很強的活動能力。鳥類的飛行就源自獸腳類恐龍的奔跑和跳躍。獸腳類恐龍越跑越快,越跳越高,漸漸地長出了翅膀和羽毛,學會了滑翔,最後飛上天,就成為鳥類。

在北美出土的距今5220萬年的伊神蝠,為食蟲蝙蝠的原始種類,它總體上與現代食蟲蝙蝠非常相似,但後肢較長,翼手較短,長有較長的尾巴。從解剖結構上看,這種蝙蝠很擅長在樹上攀爬,而且是倒掛著睡覺的。這就是說,蝙蝠至少已經倒掛了5000~6000萬年了。

蝙蝠為什麼喜歡倒掛著睡覺,腦袋不會充血嗎?

伊神蝠復原圖

科學家由此推測,蝙蝠的祖先本是樹棲動物。為了捕食飛蟲,蝙蝠經常在樹與樹之間跳躍,它的翼手越來越發達,後肢和尾巴卻漸漸退化,終於,它學會了滑翔,最後飛了起來。蝙蝠飛行的進化始於從樹上下落,自然不需要升力,也不需要發達的後腿。

蝙蝠因其怪異的習性而飽受人們誤解,而且由於移動能力強、壽命長、分布廣等特點,它是“飛行的病毒庫”,體內攜帶有大量的人畜共患病病毒,我國2020年初流行的新型肺炎據說就與蝙蝠有關,這東西是吃不得的。實際上,蝙蝠捕殺大量的蚊子、蝗蟲,是一種益獸,我們不應該傷害它。

蝙蝠為什麼喜歡倒掛著睡覺,腦袋不會充血嗎?

近代以來,人類活動已經導致多種蝙蝠滅絕,最近滅絕的一種是2009年宣布滅絕的莫氏侏伏翼。蝙蝠在英、美、馬來西亞等多國都是受到保護的,許多人築起“蝙蝠屋”,為蝙蝠提供棲所。加拿大為居民提供免費驅趕蝙蝠的服務,使人們既能遠離它攜帶的病毒,又不會傷害到它。

熱門詞條

聯絡我們