跳跃能力杂谈和探讨

主要是转些文献,供大家讨论。




楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:21:00 +0800 CST  
对于四足哺乳动物在跳跃过程中脊柱的贡献,几乎没有定量的研究。以往对跳高运动员的研究主要集中在后肢的形态和生理特征上。在本研究中,这种特化是在太平洋跳鼠(Zapus trinotatus)的超长跳跃中测量的,它的跳跃功率峰值出现在地面接触时间的后期,这表明在后肢中使用了弹性机制。但是,由于不排除背部肌肉在跳跃过程中的贡献,第二项研究测量了家猫站立垂直跳跃时背部肌肉的实际工作贡献为全身工作的51-62%,随着跳跃高度的增加而增加。此外,在后肢力量开始之前,背部力量的峰值平均为接触时间的14%,这表明背部对地面反应力具有相加效应,并强调了各种肌肉骨骼元素的相对时间在跳跃运动中的重要性。将脊柱在跳跃过程中的作用扩展到更大的生态视野,对现存的犬科动物和猫科动物的标本进行测量,以确定其颅后骨骼的基本形态差异,从而解释狩猎技术的基本差异。作为食肉目动物中两个截然不同的进化谱系,大多数犬科动物是游击性的捕食者,而猫科动物则是典型的埋伏猎手,它们采用猛扑的运动技术。在前肢至胸腰段椎骨、前肢至后肢、跖骨至股骨、上肢骨至股骨和桡骨、股骨方面,犬科动物的骨长比平均显著高于猫科动物。T10~L5椎体的神经突起高度(根据标度效应进行调整)在犬科中平均显著高于猫科动物,后背斜椎体的角度在犬只中比猫更倾向于尾部。犬科动物的骨盆往往比猫科动物宽,尽管骨盆与股骨或髂骨与骨盆的长度比之间没有显著差异。这些研究进一步深入了解了跳跃过程中肌肉骨骼系统的综合性质,并提供了证据表明,狩猎方式中表现出来的跳跃运动受以下因素的影响现存犬科动物和猫科动物的基本形态差异。
本文研究了四足哺乳动物的跳跃行为,重点研究了脊柱在帮助力量跳跃和影响狩猎行为中的作用。哺乳动物由于后肢和脊柱的不同形态以及生态需要,跳跃能力有很大的差异。在这一系列的研究中,我特别研究了(1)跳跃时肌肉骨骼系统的弹性放大器的使用。(2)跳跃时脊柱肌肉的功率贡献。(3)在猫科动物和犬科动物不同的捕食行为中,脊柱和后肢的形态特征有助于定义跳跃运动。我对这些主题的探索主要是受我对生物有机体运动机制的渴望的影响,这是我之前的硕士论文研究和随后在生物机器人领域的创业努力的结果,同时,由于对人类在结构和设备设计中模仿生物学的方式的终身迷恋,我开始了跳跃的探索,考察了在太平洋西北部沿海山区发现的一个非凡的跳跃者的能力,但之前在实验室里还没有研究过。这种迷人的小动物,太平洋跳鼠(Zapus trinotatus),只有10厘米长,但据推测,在立定跳远时可以跳上几米。我想知道老鼠是如何完成这一壮举的,假设它必须整合主动肌肉元素和后肢被动肌腱和韧带。弹性放大器已被证明在许多动物的跳跃过程中非常重要,包括昆虫、青蛙和哺乳动物。通过在实验室里研究跳鼠,我发现它们确实产生了惊人的跳跃,有证据表明它们是由肌肉和肌腱的内部弹性机制辅助的。当我观察到跳鼠的特写镜头并放慢了跳跃动作的速度时,我对它们的跳跃能力还有哪些动力感到好奇。特别是,我很好奇它们的后背(即椎骨)在跳动作中可能扮演什么角色。我发现以前的研究认为背部在哺乳动物跳跃过程中的作用是必要的和实质性的,但是没有一个在实验室的实验研究中明确量化背部的力量贡献,在跳鼠中,由于它们的体积小,而且我无法收集足够精确的力量读数,以便使用我为测量跳鼠跳跃而制作的小定制力板进行联合力量测量,因此在跳鼠中很难找到背部的力量贡献。因此,我选择家猫作为更大,更可衡量的研究对象,它们的背部高度灵活,可以训练,因此比野生太平洋跳鼠更可靠的跳跃者。我发现,在家猫身上,背部贡献了全身大约一半的工作,而这些工作需要随着跳跃高度的增加而增加。另外,我发现在后肢肌肉激活之前,后肢肌肉始终处于活动状态,这表明在跳跃过程中,时间顺序对于整合后肢力量非常重要。


楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:22:00 +0800 CST  
正如我在跳鼠的跳跃研究揭示了关于背部的见解的一样,导致了对猫的进一步研究,同样,我在实验室的跳跃研究发现了背部在跳跃过程中的贡献,使我从更广泛的进化基础上探索了背部在跳跃过程中的功能,检查影响捕食者行为的脊柱的形态学特征。我选择研究猫和狗之间的二分法,不仅基于我猫科跳跃研究的有希望的结果,但也来自我个人对1994-1996年在肯尼亚马赛马拉国家保护区研究斑鬣狗(Crocuta Crocuta)时食肉动物的运动和狩猎行为的观察。因为野生猫科动物和犬科动物(无论是在实验室还是在野外)没有全面的跳跃性能数据,为了区分跳跃能力,我们选择了犬科动物和猫科动物之间更为普遍的狩猎方式差异。此外,虽然食肉动物的脊柱以其柔韧性、力量和适应性著称,但实际上四肢的变化比脊柱的变化更大(Savage,1977),因此我扩大了我的比较范围在食肉动物体内还包括四肢和骨盆的后颅特征。利用不同体重的猫科动物和犬科动物的典型样本的后颅骨,并从文献中提取附加值,我测量了脊柱、骨盆和四肢的各种形态特征。我认为这些特征中的一些差异,特别是骨盆和神经过程的差异,有助于解释犬科动物的游猎狩猎风格和猫科动物的伏击和突袭风格之间的基本区别。
先前的研究已经揭示了形态和生理上的特殊性,使青蛙和昆虫能够进行壮观的跳跃。为了确定跳跃的哺乳动物是否能达到类似的水平,我们研究了一种小型啮齿动物太平洋跳跃鼠(Zapus trinotatus)的跳跃能力,20世纪的博物学家报告称,这种动物能达到1米的高度和4米的距离,其体型(约25克)令人难以置信。在实验室用高速录像记录了它们的立定跳跃,垂直最大跳跃距离为0.42米,水平最大跳跃距离为0.71米。从高速视频中测得的最大起飞速度超过3.0 米/秒。利用起飞速度、起飞角度和重心测量,我们估计了超过1700 W/kg总后肢肌肉质量时跳跃时的最大功率输出。我们假设这种力量主要是由后肢肌肉发展起来的,因为视频观察表明,前肢在跳跃过程中对力的贡献不大。这种显著的高功率输出超过了啮齿动物后肢肌肉的公布值,后者不高于350w/kg后肢肌肉。此外,跳跃的功率分布表明,在75%的接触时间下,峰值功率出现在跳跃的后期,可能的解释包括:(1)后肢肌肉和肌腱的弹性机制的显著贡献,(2) 帮助跳跃的背部和躯干肌肉的力量转移,和/或(3)后肢肌肉的特殊收缩特性。

楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:22:00 +0800 CST  
跳跃作为一种主要运动方式的研究,揭示了动物肌肉骨骼系统的综合力学功能,跳跃能力因形态和生态需要的不同而有很大的差异。在哺乳动物中,跳跃的方式可以分为通常使用弹跳的方式,也就是说,一系列的跳跃作为标准的步态形式(例如袋鼠、兔形目动物、两足啮齿动物)从静止的起始位置开始前进。在跳跳跳过程中,能量可以循环存储并在弹性肌腱中恢复,从而减少了动物的长期能量消耗。原因有很多(例如,避免捕食者,捕捉猎物、克服障碍等)。然而,在单次跳投中,能量必须在每次跳投前从静止位置重新产生。
为了使跳跃距离和/或高度最大化,跳跃动物从地面起飞时必须产生大量的机械功率输出(Bennet Clark,1977;Marsh,1994)。先前的研究揭示了独特的形态和生理特性,使脊椎动物能够进行壮观的单次跳跃。这类特长包括发育良好的后肢肌肉、后肢远端延长的部分,以及跳跃前将能量加载到后肢弹性肌腱中的大容量,这些肌腱随后可以在跳跃过程中与肌肉腿部伸展协调地恢复。
后一种能力在增强肌肉力量输出方面显得尤为重要,特别是在脊椎动物中,青蛙和丛林蛙最为明显。例如,在古巴树蛙(Osteopilus septernionalis),14克蛙的跳跃长度为1.44米,后肢的峰值功率输出被计算为1650w/kg后肢肌肉质量(Peplowski和Marsh,1997)。对于婴猴(Galago senegalensis),在0.280公斤动物的1.5米垂直跳跃过程中,测得的峰值功率为1700瓦/公斤后肢肌肉质量(Aerts,1998)。在这两种动物跳跃者中,在跳跃过程中产生的能量超过了在等张收缩中孤立后肢肌肉的能量至少七倍,这表明一些能量放大正在发生。有人假设,后肢的弹性肌腱在跳跃的早期被肌肉拉伸,以便在跳跃的后期缩短,为跳跃提供必要的高功率峰值。古巴树蛙和丛林蛙都表现出在跳跃周期后期出现的超高峰的功率-时间曲线(Marsh和John Alder,1994;Aerts,1998)。为了研究弹性机制在啮齿动物单次跳跃时放大肌肉输出的可能作用,我们研究了太平洋跳鼠(Zapus trinotatus)的跳跃能力,这是一种原产于美国西北太平洋沿岸山区的小型啮齿动物(25-30g),以其惊人的跳跃能力而闻名。太平洋跳跃鼠的总长度在20-25厘米之间,它们的长尾巴在12-16厘米之间;后肢的长度在30-32毫米之间(Verts,1998)。20世纪博物学家的不同报告声称,在躲避捕食者的过程中,太平洋跳跃鼠可以单次跳跃1-4米长。如果这些来自野外的报告是可信的(例如,高达4米),那么能量输出将接近超过3000瓦/千克的后肢肌肉质量,这是任何脊椎动物记录的最高值之一。为了量化这些假定的跳跃能力的能量学,我们在实验室里测量了太平洋跳跃鼠的跳跃,以观察由于弹性机制而产生的放大功率输出的两个主要特征是否明显:(1)与单独肌肉的测量功率相比,具有超最大峰值功率,以及(2)具有跳跃后期峰值的不对称功率分布。这是已知的第一个在实验室里测量太平洋跳跃鼠物种跳跃能力的研究。

楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:22:00 +0800 CST  
在实验室的视频观察中,观察到的最高峰值质量比功率为1737W/kg后肢肌肉质量,从一只24.5克的跳鼠身上记录下来,在49厘米长和42厘米高的跳高中,起飞速度为3.2米/秒,接触时间为57毫秒。这个跳跃的距离大约等于身体长度(不包括尾巴)的5.5倍,高度是老鼠臀部静止高度的21倍。总的来说,收集5只小鼠的跳跃数据,并选择双脚并拢并平行于水平跳跃轴从静止位置(即无跑步开始)开始的跳跃进行分析。5只小鼠的体重范围为19.6~31.7g,每只小鼠的跳跃次数为2~8次,共分析了21次跳跃。在这组跳跃数据中,接触时间从44到72m/s不等,起飞速度从1.20到3.56m/s不等(取决于跳跃高度、距离和起飞角度),峰值质量比功率输出从589到1737W/kg后肢肌肉质量不等(表2.1)。所有五只老鼠的后肢肌肉重量都超过1000瓦/公斤,这表明任何一只老鼠都不是异常的运动。用测力板直接测量的单次跳跃过程中观察到的最大地面反作用力峰值为体重的11.6倍,是从一只23.5克的跳鼠以2.7米/秒(图2.2a)的速度跳跃时记录的。在该跳跃过程中,产生的最大功率为1328瓦/千克后肢肌肉质量,直接从功率曲线(图2.2b)。这一峰值出现在60毫秒总接触时间的75%的跳跃后期。在分析的所有21次跳跃中,功率曲线的峰值出现在平均78±5%的接触时间。
太平洋跳鼠“单次”跳跃时的高峰值功率输出与实验室跳跃时记录的利用弹性机制放大功率一致。单次跳跃时,太平洋跳鼠后肢伸肌的峰值功率输出可超过单独雌性白鼠后肢伸肌功率输出的5倍(比目鱼肌92w/kg,趾长伸肌247w/kg)(Askew and Marsh,1997)。这样的能量分布使得太平洋跳鼠能够达到与其体型相关的巨大跳跃距离和高度。虽然没有测量太平洋跳鼠的单独肌肉收缩特性,但太平洋跳鼠不太可能具有使其肌肉产生如此高功率的不寻常的收缩特性,因为这些特性往往在脊椎动物骨骼肌中是保守的。

楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:22:00 +0800 CST  
功率放大弹性机制的第二个证据来自我们的观察,即太平洋跳鼠跳跃的峰值功率输出发生在起飞阶段的后期,类似于在树蛙和丛林蛙身上观察到的情况(图2.2b)。对于太平洋跳鼠,在低功率和高功率跳跃中,该功率峰值出现在平均78±5%的接触时间。这一观察结果与丛林蛙(Galago senegalensis)和古巴树蛙(Osteoppilus septentrionalis)(Marsh和John Alder,1994)在约86%的接触时间内出现的跳跃功率峰值相似。这种能量分布表明,在跳跃的早期,太平洋跳鼠正将能量加载到其后肢伸肌的弹性肌腱中,然后随着肌肉收缩释放出来,从而在起飞时产生后肢伸展。使用弹性能量储存来增强跳跃的力量并不会改变肌肉所需的整体工作输出,而只是在比肌肉伸展阶段更长的时间内重新分配工作(Peplowski和Marsh,1997)。此外,尽管哺乳动物似乎没有进化出它们(Alexander,1995),如果不进行进一步的研究,就不能排除在太平洋跳鼠中使用弹射器或“捕捉”机制来储存肌腱中的弹性能量。在昆虫中观察到了放大跳跃性能的弹射器,例如蝗虫的跳跃过程(Bennet Clark&Lucey,1967)和跳蚤的弹簧式跳跃(Bennet Clark,1975)。此外,在这项研究中测量的跳跃似乎没有使用可观察到的反作用来帮助肌肉预拉伸以增加其力量。反作用通常是人类在跳跃前屈膝时所使用的(Alexander,1995)。在太平洋跳鼠中,后肢在跳跃前以“坐姿”完全弯曲,紧靠地面保持,在后肢伸展前没有观察到外部进一步弯曲。事实上,正是这种跳跃的突然爆发,没有任何反用力,使得太平洋跳鼠跳跃如此与众不同,就像青蛙跳跃的爆发性运动一样。
由于并非所有的后肢肌肉在跳跃过程中都活跃,因此我们对太平洋跳鼠的后肢肌肉的力量估计可能是保守的,有些可能会对抗用于跳跃的伸肌。这将使后肢肌肉的质量占全身质量的比例降低,从而提高后肢肌肉的功率输出。此外,在实验室环境中诱发的跳跃很可能比在野外进行的跳跃更接近最大值,因此执行起来省力得多。与其它非跳跃小鼠相比,太平洋跳鼠的后肢肌肉更发达,在总体重中所占的比例更大。对家鼠的两个标本进行解剖和测量比较。以总体重的百分比表示,太平洋跳鼠后肢三角肌的平均后肢肌肉质量平均为10.7±0.3%,而小家鼠的平均水平为7.9±1.1%。

楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:22:00 +0800 CST  
虽然很明显,后肢伸肌主要是为跳跃提供动力,但还不清楚身体中的其他肌肉群是否对跳跃过程中的能量输出有贡献。包括前肢和背部肌肉(即脊柱伸肌)。视频观察和力量分析表明,在起飞过程中,前肢紧靠身体,对跳跃没有帮助。虽然本研究没有测量背部伸肌的贡献,但假设背部伸肌可以作为高功率活动可能的运动,例如垂直跳跃。背伸肌腱向后肢的能量传递可能是克服后肢在跳跃过程中机械功率输出的潜在限制的一个重要机制,这一限制尚待量化。通过增加总地面反作用力以及可以加速动物COM的总接触时间,以这种方式增加的反推力可能对总体跳跃性能产生加性效应。这将导致起飞速度的提高,转化为更高的动能输出以及更高和/或更长的跳跃。背部的这种潜在影响与后肢长度增加对跳跃长度的影响相似,,其中总时间与后肢较短的情况相比,脚与地面接触产生的脉冲时间更长。的确,在太平洋跳鼠和其它跳跃物种(例如,两足动物啮齿动物,兔形目,青蛙)中,与非跳跃物种相比,观察到了后肢延长的总体形态趋势。例如,在本研究中,太平洋跳鼠的后肢平均长度为29.4±1.5毫米,两个被检测的小家鼠的后肢平均长度为19.0±0mm。
对于太平洋跳鼠和任何壮观的跳跃者来说,如果把跳跃作为逃避捕食者的主要手段,形态学和生理学上的极端专业化可以转化为生存率的提高。对于太平洋跳鼠来说,情况可能确实如此。它们的栖息地主要由河岸带或针叶林中的厚草或草本灌木丛组成。它们的对抗食肉动物反应是在朝深入丛林之前进行一系列不同方向的快速跳跃,以迷惑捕食者并掩盖它们的逃跑方向(Maser,1998),与其它主要通过奔跑或跳跳来躲避捕食者的啮齿动物的运动行为相比,太平洋跳鼠的这种单次跳跃技术是独一无二的,如两足动物(如袋鼠)或双足类(如跳鼠)通常栖息在更开阔的栖息地,如沙漠或林地。Biewener和Blickhan(1988)发现袋鼠的后肢更擅长于在奔跑中的快速加速,而不是储存和恢复弹性的能力,比较大的哺乳动物要消耗更多的能量。这可能是因为太平洋跳鼠更喜欢单次跳跃,因为它们更狭窄的栖息地并没有促进更多的跳跃步态和双足姿态。正如这项研究所揭示的,它们单次跳跃的力学机制表明,对于这样一个协调的动作来说,一个有特点的跳跃者身体中的肌肉、肌腱和骨骼元素的整合比以前想象的要复杂得多。这项研究提供了有力的证据,表明太平洋跳鼠是预加载其后肢的弹性肌腱作为功率放大器,以实现更高的跳跃,类似于在树蛙和婴猴中观察到的机制。


楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:23:00 +0800 CST  
虽然后肢对四足哺乳动物跳跃运动的贡献已被广泛研究,但脊柱肌肉组织在提高跳跃性能方面的作用仅被提出。为了确定这一作用,我们用高速录像和力板分析法测量了家猫站立垂直跳跃时背部肌肉相对于后肢肌肉的功贡献,以及后肢和背部肌肉能量产生的相对时间,我们发现背部伸肌约占在1米跳高时,全身的总质量比功,在1.23米跳高时增加到62%。在1米跳高时,背向功率输出峰值比后肢功率输出峰值平均提前14%(地面反作用力接触时间)。这种观察的一个解释是,在后肢肌肉激活之前,背部肌肉的动作增加了跳跃动物的地面反作用力。这项研究表明,背部在跳跃等高强度活动中的作用应该进一步研究。
四足动物身体演化的一个主要性特征是是从起伏的,侧向运动型过渡到了脊柱中的腹背屈伸运动。伸肌和脊柱的被动弹性结构引起的腹背弯曲对全身力学的影响及其功能意义通常是未知的。在这里,我们检查了一个案例中的脊柱活动性,即猫的垂直跳跃,看看背部是否对能量产生有显著贡献。以前对猫和其他动物跳跃的研究只关注后肢的贡献。Alexander(1974)研究了家犬跳跃的力学,为腓肠肌和足底肌的弹性储存提供了证据。Zomlefer等人(1977)通过运动学和肌电图研究跳跃猫的踝关节肌肉的相对时间和力量,Zajac(1981)测量了膝关节和踝关节伸肌的运动学。Tokuriki(1979)推测,伸展躯干肌肉的作用是向后肢提供反作用力,从而增加地面总反作用力。Alexander(1985年)测量了脊柱被动肌腱和韧带的弹性反冲储能和恢复的潜力,使用了肌肉和肌腱质量的测量,并推测了在疾驰运动中的主要节能作用。然而,对于典型的垂直跳跃运动,没有进行直接的运动学和动力学研究来量化跳跃过程中背部对身体总能量的贡献,以确定背部肌肉是否对能量产生有显著贡献,以及背部活动是否具有功能意义。有人观察到,随着体型的增大,腰骶部的矢状位柔韧性降低,但由于脊柱活动度的差异,运动的机械后果在很大程度上还未被探索出来研究的目的是了解背部伸肌在提高站立垂直跳跃能力中的作用;这是通过直接测量整个动物背部肌肉的功贡献来完成的。此外,本研究旨在量化与后肢伸肌所产生的能量相关的后伸肌产生能量的力量和时间。以5只家猫(体重=4.66±0.92kg,体重范围=3.74-6.40kg)为研究对象,收集每名受试者每身高4次试验的数据。


楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:23:00 +0800 CST  
在本研究中测量的5只家猫,绝对背伸肌腱的工作输出呈现从低到高水平跳跃增加的总体趋势,即从低位跃迁到高位跳跃,而后肢工作量存在不同的变化(图3.3)。在0.985米垂直站立跳跃(n = 19)期间,后伸肌平均占整体特定身体工作量的51.2%(95%置信区间:46.2至56.1%),在0.985米垂直起立跳跃(n=19)中,背部伸肌平均贡献了全身总重量比功的51.2%(95%可信区间:46.2~56.1%),而后肢伸肌则贡献了剩余的48.8%(95%可信区间:43.9~53.8%)。对于1.23米(n=17)的高水平跳跃,背部肌肉的贡献率平均为61.7%(95%可信区间:57.5-66.0%),而后肢肌肉的贡献率为38.3%(95%可信区间:34.0-42.5%)。对于0.75米(n=15)的低水平跳跃,背部肌肉的贡献率平均为65.1%(95%可信区间:61.4~68.8%),而后肢肌肉的贡献率为34.9%(95%可信区间:31.2~38.6%)。从0.75米到0.985米,从0.985米到1.23米,有令人信服的证据表明,5只猫作为一组,每只猫在不同的跳跃高度下,后肢伸肌和后肢伸肌的工作输出是不同的(p值<0.001,方差分析F检验)。值得注意的是,每只猫在跳跃试验中的变化在不同跳跃高度下的背肢和后肢工作分布比例上都遵循相似的模式(数据未以图表形式显示)。从低平台高度(平均GRF=1.2倍体重;95%置信区间:1.03~1.37)到中等平台高度(平均GRF=2.4倍体重),站立垂直跳跃产生的平均地面反作用力(GRF)增加了94%(95%置信区间:71~118%;n=5只猫);95%可信区间:2.17~2.63),从中高平台高度(平均GRF=1.7倍体重;95%可信区间:1.52~1.88)下降30%(95%可信区间:10%~50%)(图3.4)。GRF峰值较高,但趋势相同,从低平台高度(76%,95%可信区间:61~92%)上升身高(平均峰值GRF=2.2倍体重;95%可信区间:2.01~2.39)到中等身高(平均峰值GRF=3.8倍体重;95%可信区间:3.53~4.07)和高度跳跃(平均峰值GRF=3.0倍体重;95%可信区间:2.8~3.2)的下降(22%,95%可信区间:8~35%)。个别猫的力量数据也遵循这些趋势的高度。


楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:23:00 +0800 CST  
平均和峰值总力量随着跳跃高度的增加而增加,总的来说,平均和峰值背部伸肌力量也随之增加(图3.5)。从力板测量值计算总功率,而从数字视频的逆运动学计算后肢功率。后肢伸肌力量由低到中水平跳跃增加,而由中到高水平跳跃减少。在从0.75米到0.985米和从0.985米到1.23米的两种高度水平上,有令人信服的证据表明,5只猫作为一个组,每只猫在不同的跳跃高度下,后肢伸肌和后肢伸肌的功率输出都是不同的(p值<0.001,方差分析F检验)背部和后肢伸肌对肌肉组织总输出功率的贡献,平均背部肌肉质量比功率从中到高水平跳跃显著增加(双侧p值<0.05;t检验),而最大背部肌肉质量比功率在所有高度几乎都显著增加。对于平均和最大的后肢肌肉质量比功率,从低到中等水平跳跃有显著的增加(双侧p值<0.05;t检验),但从中等水平跳跃到高水平跳跃没有明显的趋势(图3.6)。经过不同接触时间的标准化(x’=266ms,95%置信区间:258到274ms),中等高度跳跃(n=18)的背功率峰值平均出现在接触时间的13.9%(95%可信区间:9.8~17.9%),相当于37ms(95%可信区间:26~48ms),低于后肢肌肉组织产生的功率峰值(双侧p<0.001,配对比较t检验)。对于个别猫,峰值出现在接触时间的8.3%到21.0%之间,在中等水平跳跃中后肢出现峰值(图3.7,代表性的猫)。对于低水平和高水平跳跃,猫与猫之间或猫内部的后肢的功率峰值时间差异均不显著(图3.8)。
在直立式垂直跳跃中,家猫的背部伸肌对跳跃的贡献大约占全身总功的44%到69%,这取决于跳跃的高度(图3.3)。这表明后伸肌的作用是提供相对于后肢重要的工作,并在高强度活动(如垂直跳跃)中被激活。有几个可能的原因表明,后伸肌可能在站立垂直跳跃时帮助身体。首先,背部伸肌的质量可能等于或大于(而不是远小于)后肢伸肌的质量,从而产生与其相对肌肉质量成比例的功(占总身体质量的百分比)。虽然本研究中没有对家猫进行切除肌肉取样,Grand(1977)测量了家猫(n=3)的背部肌肉(从颈项嵴到骶骨的躯干伸肌)约占总体重的8.3%(和总肌肉的21%),相比之下,包括屈肌和旋转肌在内的所有后肢肌肉组织的15.9%(全身肌肉组织占体重的40.6%)。然而,在本研究中,为了比较后肢肌肉组织和背部肌肉组织,使用了一种更为具体的测量方法,仅包括跳跃时活动的最大后肢伸肌:外侧腓肠肌(踝伸肌)、股外侧肌(膝伸肌)和半膜肌(髋伸肌)。这是三种主要的后肢伸肌,在多项研究中显示,它们在猫跳跃时持续且最活跃,Harris和Steudel(2002)在18只猫(质量范围为2.7-7.9kg)的解剖中发现,这一联合测量值为总质量的3.23±0.57%,小于后肢总质量百分比。

楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:23:00 +0800 CST  
因此,在这项研究中,背部伸肌与后肢伸肌的比例估计为2.6:1,使用大约8.3%的背部伸肌总质量(Grand,1977)和大约3.2%的后肢伸肌总质量的测量值。可以预期的是,基于对背侧和后肢肌肉质量比率的比较,背侧肌肉产生的功能与后肢肌肉产生功能的比率是相似的。然而,在这项研究中,与每一肌肉群在跳跃过程中产生的实际功相比,背部肌肉功与后肢肌肉功的比值通常小于2.6:1的预期比值,在不同的猫和跳跃高度下,其比率介于0.69到2.81之间(图3.9)。此外,猫产生的最大背部肌肉力量是后肢肌肉力量的0.7到2.7倍(图3.5b)。因此,虽然归因于背部肌肉组织的总身体工作的比例小于其与后肢伸肌的总质量比所预期的比例,但一般来说,在所有跳跃高度上,它都大于归因于后肢肌肉组织的工作(图3.3)。与另一名冠军哺乳动物跳跃者相比,Aerts(1998)得出的结论是,在长腿、长尾、垂直跳跃的婴猴(Galago crassicaudatus)中,极端的跳跃前蹲伏增加了腿部伸展和推离时的可用加速距离。然而,在这项研究中(Aerts,1998),两足朝向的婴猴在最大跳跃时从背部肌肉产生的峰值功率比从后肢产生的峰值功率要小得多(例如,踝关节功率是背部功率的6.8到8.1倍)。Grand(1990)在婴猴中测量,1公斤婴猴的背部伸肌占总体重的5.1%(和总肌肉的14.4%),所有后肢肌肉占总体重的15.0%(和总肌肉的42.6%),与我们研究中的四足猫的2.6:1相比,比例为0.34:1。婴猴从后肢产生的净功率约为200W,而后肢产生的净功率为20W,相差十倍(Aerts,1998),而在我们的研究中,猫只产生后肢功率的2倍。应该注意的是,在考虑后肢或后肢的动力输出时,仅使用肌肉的质量过于简化了骨骼肌和肌腱和韧带等弹性元素的综合功能的作用。跳跃猫的脊柱(相对于后肢)对工作和能量输出的更高贡献可能是由于沿着椎体的弹性肌腱和韧带中能量的储存和释放。Alexander,Dimery和Ker(1985)测量了家猫和狗以及其他哺乳动物的弹性结构,并指出它们可能“在飞驰中发挥主要的节能作用”,因为它们在飞驰运动中具有内部动能储存的潜力。在一只19公斤重的狗身上,预计大约70%的内部动能可以由弹性应变能提供。在跳前俯卧撑的极度屈曲中,很可能也储存了大量的弹性应变能,准备在跳后伸展时释放。
在婴猴(Aerts,1998)、家养狗(Alexander,1974)和古巴树蛙(Peplowski和Marsh,1997)的后肢肌腱中也测量到了这种类型的预加载和随后的能量释放,这是脊椎跳跃者使用弹性元件来增强力量的普遍接受机制。例如,Alexander(1974)发现腓肠肌和足底肌在起跳时充当被动弹性体,将弹性能量储存在肌腱中。在垂直跳跃的情况下,当弹性机构不能提供工作时,它们可以暂时储存工作,并对瞬时功率输出产生放大效应。然而,由于脊柱内多个连接的复杂性,将被动弹性贡献与主动肌肉力贡献分离开可能更具挑战性。关于背部后伸肌在站立垂直跳动过程中协助身体的能力的第二种解释是由于后肢力量的先发反力可能会增加动物产生的地面反作用力。所有猫科动物中,在后肢力量峰值之前,背部力量峰值的时间一致,这表明肌肉发力的相对顺序很重要,至少在中等高度跳跃中,背部肌肉在后肢肌肉之前是活跃的(图3.7、3.8)。Tokuriki(1979)利用肌电图揭示了在家犬站立垂直跳跃时肌肉活动的相似模式,发现某些脊柱伸肌(如骶棘肌、脾脏和半棘)的激活发生在后肢伸肌激活之前的背部伸展过程中,在本研究中,对于低高度和高高度跳跃,后肢和后肢力量峰值之间没有一致的时间模式。对低高度跳跃的解释可能与低跳跃的低总体力量要求有关,并且背部和后肢力量几乎同时出现。对于更高的跳跃,这种解释可能与猫在更高的跳跃过程中观察到的不同的跳跃和着陆行为有关。在后肢伸肌力量之前或同时观察到的后伸肌力量的计时可能会转化为地面反作用力(GRF)或起飞速度的加和效应,从而影响整体跳跃性能。Tokuriki(1979)假设,伸展躯干肌肉的作用是向后肢提供反作用力,从而增加总GRF。在目前的研究中,GRF从低高度跳到中等高度跳,然后是高高度跳的减少(图3.4)。可能是由于脊柱和后肢关节之间的相对角度差异,较高比例的背功(与后肢关节功相比)并不意味着GRF的等量增加。为了测试这种可能性,必须进行灵活性(或扩展性)限制实验。此外,对于更高的跳跃,另一种解释是猫在更高的跳跃中观察到的不同的跳跃和落地行为。


楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:24:00 +0800 CST  
向后伸展也可能增加接触时间,在此时间内跳跃猫的重心可以加速,从而增加起飞速度。换言之,随着地面反作用力的增加,起飞速度必须增加,接触时间必须减少,或者两者的结合必须发生,从而导致相应的加速度增加。实际上,这类似于增加后肢的长度,这是在跳跃的蛙类和哺乳动物身上观察到的一种形态趋势,有助于惊人的长跳跃和/或高跳跃。在本研究中,跳跃高度之间的接触时间变化没有显著趋势(p值>0.05,方差分析F检验),因此无法得出明确结论(图3.10)。起飞速度(TOV)在除两种情况以外的所有情况下均从一个高度显着增加(两侧p值<0.05; t检验)(图3.11)。事实上,通过增加TOV或增加肌肉组织来扩大跳跃高度或长度的能力是猫的一种重要适应能力,猫通过从静止的蹲伏猛扑来捕食猎物。背部用来增强跳跃力量的机制可能是当主要的髋和膝伸肌处于最合适的位置来施加地面反作用力时,在身体上产生一个额外的向下的力。这种机制说明了关节之间的明确协调,但仍然是一种简化,因为在某些跳跃过程中(如图3.7)的背功率不会产生明确的峰值,而是在后肢离地的大部分时间内保持稳定水平。在人类中,观察到躯干和头部的伸展发生在站立垂直跳跃中腿部伸展的大部分之前,这使得加速躯干和头部的力量能够在较长时间内以更大向前冲的力量。对背部伸肌协助身体的能力的第三种解释直立跳跃时,背部伸展的力量可能会加速身体“前半部分”的质量向目标移动,并将“后半部分”反向推至地面接触点,从而使后肢施加等距力,或预拉伸并将弹性能加载到后肢肌腱中,没有真正的延长关节。这也有效地增加了起飞时的总GRF。为了测试这一简单的脊柱伸展模型,并将其与本研究中使用运动学和动力学进行的实际背功率测量进行比较,我们构建了一个简单的脊柱计算机模型,髋关节和肩关节两点质量之间的简单线性执行器。在这个模型中,反作用力被估计为“前半身质量”和鼻子加速度的乘积,其中前半身质量在家猫身上的测量值约为全身质量的50%。之所以使用鼻子(而不是肩膀),是因为“背部”的伸展是由于沿着胸椎和腰椎区域的伸展以及沿着颈部区域的伸展来伸展颈部和头部,因此最好观察鼻子来表示加速度。背部的速度是根据背部伸展时鼻子和臀部之间的距离变化来计算的。在模型中,后肢力量与后肢速度的乘积,并计算作为力量的积分。该模型估计背部功能为全身总功能的22±6%。尽管这个数值远低于使用实验的猫运动学测量(图3.4)发现的数值,但在模型中使用简单的单个线性致动器开始预测了背部的某些贡献。该模型为机械跳跃解释提供了支持。即后肢可以通过背部运动产生更大的GRF。虽然工作量可能会随着跳跃高度的增加而直接增加,但在本研究中,观察到的工作量从低水平(0.75米)到中层高度(0.985米)的变化比从中层高度到高层高度(1.23米)的变化更大。这很可能是因为中高度和高高度的跳跃/着陆方式不同。在中等高度,观察到猫完全跳到水平平台上,用后脚着地。相比之下,猫在跳到最高高度(1.23米)时,先用前肢触摸着陆平台,然后再将后脚抬起,从而通过拉动和/或用前肢平衡身体来辅助其向上运动。地面反作用力数据证实了这一观察结果,该数据表明,在中层跳跃期间,猫比在高水平的跳跃过程中以更大的力发动它们,因此从地面发出的力更高(如图3.5所示)。基于对视频的后分析检验,一只猫特别表现出这种着陆特性,这有助于解释为什么它的工作和功率输出在高水平跳跃时低于在中水平跳跃时。此外,猫在跳跃过程中产生的能量可能比达到一定高度所需的能量大,或者猫产生的能量比所需的能量小,然后通过在平台上拉起来进行补偿。这项研究提供了证据,证明当与后肢肌肉、肌腱和骨骼元素的动作相结合进行协调运动(如跳跃)时,背部肌肉在实现高功率活动中的作用是显著的。对于背部为什么会起作用,最有说服力的解释是,如果背部不起作用,一个潜在的大马力就会被排除在外,跳跃高度就会降低。然而,值得注意的是,除了在猫身上观察到的极端脊椎活动性,例如有蹄类动物,它们的背部硬度随着体重的增加而增加,当然也存在着为跳跃运动提供动力的不同策略。虽然我们的研究只对家猫的跳跃能力进行了测量,但它提出了其它四足动物在正常跳跃运动过程中显著地补充背部肌肉的可能性,这些肌肉的变化取决于体重、脊柱硬度和随着时间的推移而演变的典型运动模式。

楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:24:00 +0800 CST  
现代犬科动物和猫科动物是食肉目中两个不同血统的代表,它们在狩猎行为上表现出根本的差异。虽然大多数犬科动物都是典型的游击捕食者,但猫科动物通常是埋伏式捕食者,它们在获取猎物时采用“伏击”或跳跃式移动方式。本研究探讨现存犬科动物和猫科动物颅骨之间的基本形态差异是否可以解释狩猎技术上的这些基本差异。对15种犬科动物和14种猫科动物的博物馆标本进行了脊柱、四肢和骨盆特征的原始测量,并结合从24个来源的文献中提取的测量值。我们发现以下骨骼长度比率在犬科动物中平均显著高于猫科动物:前肢到胸腰椎,前肢到后肢,跖骨到股骨,肱骨到股骨,桡骨到股骨。T10~L5椎体的神经突起高度在犬科中平均显著高于猫科,后背后椎骨的角度在犬科中比猫科更倾向于尾部。犬科动物的骨盆往往比猫科动物宽,尽管骨盆与股骨或髂骨与骨盆的长度比之间没有显著差异。这项研究为犬科动物和猫科动物之间的一组可量化的形态差异提供了证据,有助于解释它们不同的狩猎策略。此外,这些发现可用于预测和分类已灭绝食肉动物的运动能力和分类。




楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:24:00 +0800 CST  
食肉目包含了所有哺乳动物目中最大的体型范围(Savage,1977),在新生代早期,食肉目基本上分为两个主要的谱系,猫科动物和犬科动物,在始新世晚期(~40百万年前)完成的分裂,甚至可能在白垩纪晚期(~60-70百万年前)更早发生。尽管有明显的例外,但这两个血统主要代表了狩猎风格的两种主要模式的二分法:“追逐”(犬形)和“伏击”(猫形)(Van Valkenburgh,1985),很少有研究研究这两种谱系之间的脊柱形态的差异及其与狩猎行为的相关性。事实上,许多作者已经暗示了这种区别,这表明猫科动物比犬科动物拥有更灵活的脊柱,这与它们各自的行为差异有关(Taylor,1989)。具体地说,猫科动物的运动适应不同于犬科,因为猫科动物通常不会快速加速追逐猎物,也不会保持持续的追逐(Taylor,1989)。一般来说,犬科动物都是优秀的追逐者,并不特别适合埋伏式捕食中的跳跃动作。本研究的目的是比较脊柱、四肢的具体测量值,以及犬科动物和猫科动物之间的骨盆,以确定形态差异是否与食肉目这两个不同谱系中的基本狩猎和运动策略相关。

楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:24:00 +0800 CST  
根据Van Valkenburgh(1985)对食肉动物种类的定义和分类,本研究中比较的猫科动物和犬科动物使用三种最常用的方法进行分类:埋伏(A)(通常在短距离冲刺(500米)),通常以前肢“抓到”结束。搜索(B)(移动搜索,以猛扑或追逐结束;不经常用爪子)和追逐(C)(追逐,通常是长距离的.[>500米],不用爪子)。Kleiman和Eisenberg(1973)将猫科动物的突袭追捕策略称为“突袭和打击”策略,并注意到除了猎豹之外,猫科动物很少在任何很远的距离上追逐猎物,但在打击前可能会使用“短时间的突袭”。
犬科前肢长度与胸腰椎长度之比(FL/T+L)(平均值=88.4%;95%可信区间:84.8~92.1;14种动物n=17)显著高于猫科(双侧p<0.05,不成对的t检验)(平均值=79.8%;95%可信区间:77.9%~81.6%;32种动物n=53)(图4.1a)。按捕猎行为分类时,埋伏捕食者(猫科动物)的平均FL/T+L比率与采用追捕或突袭追捕策略的犬科动物相比有显著差异(p<0.05,用Tukey LSD多重比较进行方差F检验分析)(图4.1b)。绘制前肢长度和胸腰段长度时,猫科动物与犬科动物的回归线斜率和埋伏捕食者与扑捉捕食者的回归线斜率之间存在显著差异(p<0.05,方差分析F检验)(图4.2)。在一项对所有大小犬科动物身体比例的研究中,希尔德布兰德(1952)发现前肢的长度变化很大,跑得好的人前肢最长。他发现了一些显著的例外:尽管鬃狼的长腿适应了在高大的南美大草原草丛中进行的小型狩猎,而不是为了在开阔地形的奔跑速度(Savage,1977),但在薮犬的很短的腿可能是适应了在丛林栖息地的茂密灌木丛中移动。在猫科动物中,可以观察到非常长的四肢,在高高的草地栖息地几乎完全以狩猎式适应方式扑向猎物;在深雪栖息地追逐或扑向猎物的加拿大猞猁的脚像雪鞋,便于在雪中移动。这些例外情况在本研究中被视为FL/T+L图的边远数据点(图4.1a)。在一个相似的趋势中,与猫科动物(平均FL/HL=83.2%,95%可信区间82.5%-83.9%)相比,犬科动物前肢明显长于后肢(平均FL/HL=88.4%;95%可信区间87.5%-89.2%,26种动物n=76),33个物种的n=124(图4.3)。前肢长度与后肢长度的回归线表明犬科动物的斜率高于猫科动物(图4.4)。一些最低的指数发现了猫科动物concolor和neofilis neoblasa,这与Gonyea(1976)的结论一致,即猫科动物美洲狮和云豹在适应高海拔地区或森林栖息地跳跃时四肢长度都有差异,我们的发现与观察结果一致,与短而健壮的猫科动物肢体相比,犬科动物的肢体更长,更柔韧(Meachen Samuels&Van Valkenburgh,2009)。这一点也得到了本研究中股骨肱骨指数(H/F)的比较的支持,在犬科动物中(平均值=90.7%;95%可信区间:89.8~91.5;24种动物n=58)明显高于猫科动物(平均值=86.4%;95%可信区间:85.7~87.1);33种动物的n=127,追赶和突袭捕食者的n=127,高于埋伏捕食者(图4.5)。犬科动物的跖骨与股骨比率(MT/F)也显著高于猫科动物(平均值=45.6%;95%置信区间:44.7~46.4;24种动物的n=90)(平均值=40.2%;95%置信区间:39.3~41.1;31个物种n=84(图4.6a)。按捕猎行为分类时,埋伏捕食者(猫科动物)的平均MT/F比与采用追捕或突袭追捕策略的犬科动物相比有显著差异(p<0.05,用Tukey-LSD多重比较进行方差F检验分析)(图4.6b)。绘制第3跖骨长度和股骨长度时,猫科动物与犬科动物的回归线斜率和埋伏捕食者与追逐捕食者的回归线斜率之间存在显著差异(p<0.05,方差分析F检验)(图4.7a)。这些数据支持了其他研究,这些研究发现更多草食食肉动物的MT/F比率更高(Van Valkenburgh,1987)。同样,犬科动物的肱骨指数(R/H)显著高于猫科动物(平均值=99.4%;95%置信区间:97.8-101;27种动物的n=75)(平均值=89.1%;95%置信区间:87.6~90.5;32个物种n=78),与埋伏捕食者相比,追击和突袭捕食者的置信区间更高(图4.8)。此外,绘制肱骨长度和桡骨长度时,猫科动物与犬科动物和埋伏捕食者与追逐捕食者的回归线斜率之间存在显著差异(p<0.05,方差F检验分析)(图4.9)。这些MT/F和R/H的发现支持Taylor(1989)的更普遍的观察,即追逐捕食者较长的腿与其远端元素有关,即,高的前-后肢(例如R / H)和前-后肢的比率(例如 MT / F)。



楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:24:00 +0800 CST  
Spoor(1988)观察到,小型食肉动物的椎骨几乎没有表现出与脊柱柔韧性不同有关的形态特征。的确,在对哺乳动物椎骨的广泛研究中,Slijper(1946)指出,无论是否存在辅助过程,还是关节的位置,都不能令人满意地解释这些差异。然而,在本研究中发现猫科动物的犬科动物的神经突倾斜程度比犬科动物高,在从胸椎到腰椎的过渡区(T12至L3(图4.10)),从胸椎到腰椎的过渡区(T12到L3)的角度差异最大(图4.10)。一个值得注意的例外是薮犬,它的神经突角度(neural process angle)剖面曲线更类似于猫科动物。Hildebrand(1954)注意到在薮犬骨骼中也有类似的发现,这表明在这个物种中脊柱背棘肌相对较弱,奔跑能力也较低。同样的,猫在胸腰椎交界处附近的神经突高度比狗低,这是根据股骨长度调整的大小。由于Leach和Kleer(1978)发现体重是貂和棘突尺寸的决定因素。另外,与犬科动物相比,猫科动物背斜椎体的神经突起高度(即神经突起倾斜度居中,标志着从尾侧向颅侧过渡的椎体,通常是犬科动物和猫科动物的T11或T12较短。Argot(2003)的研究结果表明,这种较短的背斜椎体,加上胸腰椎交界处后背斜椎体的颅骨倾斜度更大,促进了猫科动物脊柱的矢状位灵活性。Slijper(1946)在对许多不同的脊柱进行研究后得出结论,背斜区域较短的神经过程允许高活动性,并作为矢状运动的中心。有两个例外(图4.11)。鬃狼和狐狸的神经过程高度较短,前者是南美高大的潘帕斯草原上的长腿犬,后者在捕猎行为上也很有名。此外,在像典型猫科动物一样的伏击捕食者,增强的弯曲和伸展脊柱的能力有助于在短距离内加速身体并获得速度,以及在跳跃过程中协助后肢的推动(Gambaryan,1974)。类似地,在一个非猫科动物的例子中,Argot(2003)发现,善于爬树的犬科动物灰狐比草原类犬科动物有更多的前倾斜后突神经节。Spoor(1988)观察到,猫科动物在跳跃和短跑中使用的跳跃式快跑时,脊柱表现出相当大的弯曲和伸展,而在犬科动物中,运动的特点是不太极端的速度,更多的是耐力,因此脊柱运动不如猫科动物那么令人印象深刻。


楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:26:00 +0800 CST  
犬与猫科动物的骨盆长度与股骨长度(P/F)或髂骨长度与骨盆长度(I/P)比值之间没有显著差异,这可能表明这两个测量值与体重成比例。事实上,Hildebrand(1952)发现,在犬科动物中,髂骨的长度与背部的长度成正比,而与股骨的长度无关,但并没有从肌肉力学的角度解释这一点,然而,当被狩猎行为分开时,埋伏捕食者的I/P比率显著低于突袭和追捕捕食者(图4.12)。梅纳德·史密斯和萨维奇(1956)的观察解释了这一点:在跳跃的哺乳动物中,髂骨相对短于骨盆的坐骨-耻骨区,而在奔跑的哺乳动物中则相反,因为肌肉的平衡。一方面,起源于髂骨并一直延伸到股骨的腿筋肌肉群在跳跃时提供了快速的大腿伸展,另一方面,起源于坐骨耻骨的臀肌提供了较慢但更有力的大腿伸展。此外,从内部来看,骨盆宽长比确实显示出了区别在犬科动物和猫科动物之间。三个点(髂嵴、髋臼和坐骨)的骨盆宽度与骨盆总长度的比例在所有案例中都高于猫(图4.13)。这意味着猫科动物的骨盆比犬科动物的要窄,长,也许是对跳跃的适应而不是草率的。戴维斯(1964)指出,与熊和狗相比,猫科动物有一个“明显狭窄的骨盆”,它的形状与髂腰肌群的巨大尺寸有关,髂腰肌群起源于髂窝,与跳跃有关。Spoor(1988)发现,髂骨宽度占髂骨长度的百分比因家族而异:31-41%(猫科),50-56%(犬科),73%斑鬣狗,83-90%条纹鬣狗(Spoor,1988)。髂骨宽度越大,垂直于髂骨的臀中肌纤维附着的横截面越大。这使得臀中肌是一个非常强大的肌肉,对稳定臀部和防止不必要的内收非常重要(Spoor,1988)。


楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:26:00 +0800 CST  
这项研究定义了猫科动物和犬科动物在脊柱、四肢和骨盆的一组可量化的形态差异,这有助于解释这些动物在基本狩猎策略上的差异(表3)。由于猫科动物不需要持续的追逐,但在猛扑猎物的过程中需要快速加速,因此它们的四肢、骨盆和脊柱的适应能力与典型的犬科动物(Taylor 1989)有所不同。在努力解释相似之处的同时,当然,这些形态特征和比率之间有更详细的关系值得探讨。



楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:26:00 +0800 CST  
例如,除了这项研究和戴维斯(1964)在熊身上收集的更为集中的数据外,很少有人研究食肉动物骨盆相对尺寸的功能重要性。这里强调的区别是进一步研究形态差异的生物力学意义的有趣可能性,特别是用于预测(或证实)狩猎和/或移动方式,或根据化石测量对已灭绝食肉动物的分类进行分类(或验证)时,为了进一步表明猫科动物和犬科动物与食肉目动物的区别。
PS,这些文献翻译起来真是又臭又长,简单的说,由于猫科动物并非单纯的通过后肢力量实现跳跃 ,在猫科动物中,跳跃除了后肢力量,还和背伸肌腱、腰椎、脊柱柔韧性有很强烈的关系,腰椎和脊柱的伸展有助于实现更大的跳跃,腰推越短柔韧性越差,在(粗短型)捕杀猎物时,短腰型猫科捕食者能更好的发力,也就是说它的腰背力量更大。同时,盆骨越窄小,也越有助于跳跃,相反,盆骨越窄小,腰部发力也越小。综上,跳跃能力在一程度上和腰背发力、体重呈反比,也就是说并不是跳跃能力越突出,它的捕杀力量就越大,猫科动物需要在捕捉和捕杀猎物(跳跃和力量)博弈中实现平衡。


楼主 中恐狮王  发布于 2020-04-18 08:27:00 +0800 CST  

楼主:中恐狮王

字数:18460

发表时间:2020-04-18 16:21:00 +0800 CST

更新时间:2020-05-14 13:21:41 +0800 CST

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