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猎豹为什么能跑那么快?高速给猎豹带来了什么弊端?

猎豹是陆地上跑得最快的动物,它的最高时速可达104公里,如果它在中国的高速公路上跑,再快一点就要被交警开罚单了。

同样是用腿跑步,猎豹比其他动物快太多了。人类短跑世界纪录保持者博尔特,最高时速是36公里,只有猎豹的三分之一快。跑得最快的赛马――夸特马,最高时速70公里,比猎豹依然差很远。与猎豹同为猫科动物的狮、虎和花豹,它们的最快时速只有50~60公里。

猎豹为什么能跑怎么快呢?

增大步幅&提高步速

要想跑得快,既要步子迈得大,又要双腿捣得勤。

为了把自己的步子扩大,猎豹对身体做了四大改造:

第一个改造:给自己换上两双无敌大长腿。

与豹亚科的“大猫”相比,猎豹的腿特别细长,这点与擅跑的犬科动物是一致的。同时,猎豹也把自己的腿部构造,做了类似于犬科的改进。老虎和花豹都是大腿长于小腿,而猎豹则是与狼、非洲野犬一样小腿长于大腿。这样一来,猎豹的步子远比豹亚科“大猫”迈得大。

第二个改造,是把自己的脊椎变成一个“弹簧加速器”。

猎豹加长腿部、优化大小腿比例都是和犬科学的,但猎豹的速度远胜犬科,跑得最快的狗――灵缇犬,速度只有每小时65公里。

这其中的原因,就是猎豹毕竟是猫科,它的脊椎柔韧性是犬科比不了的。猎豹能够把自己柔韧的脊椎折叠成一个弹簧加速器:

它每跑一步,就先将脊椎极度伸展,使后腿尽可能往后推,前脚尽可能往前伸;然后,再将脊椎极度屈曲,使后脚着地点位于前脚之前。这一伸一曲,就能利用弹力,将步幅增大76厘米。

猎豹的第三个改造,就太狠了,它直接把自己的胳膊和肩膀给卸了下来。

猎豹的锁骨极度退化,前肢、肩胛骨和身体之间仅通过一条韧带相连接,也就是说,猎豹时刻都处在“脱臼”状态,它的身体等于是被韧带“吊”在两条前腿之间。这样当猎豹跑的时候,随着前肢前后摆动,肩胛骨就上下摆动,不会给前肢的运动造成任何阻碍,这也进一步增大了步幅。

最后一个改造,是为自己插上一双隐形的翅膀。

跑得快的动物都有个特点,就是它们跑的时候会有一段“飞奔时刻”,这时候它们四脚都不着地,身体凭借惯性继续向前移动。猎豹的“飞奔”是最极端的,每跑一步,“飞奔”的时间都占到了50%以上,也就是说猎豹其实是一半跑、一半“飞”的。

通过这四大改造,猎豹将自己步幅增大到了7米,和奔驰的骏马相当。

但猎豹的双腿捣得更勤,马每秒只能跑两到三步,猎豹却能跑四步,所以猎豹的速度比马快得多。

最强后勤保障

现在,猎豹已经给自己装上了最强的动力系统,但想要保持极速,后勤保障工作也非常重要。

猎豹高速奔跑所耗费能量极大,为此,它增大了鼻腔,加深了胸腔,每一次呼吸都能吸入大量新鲜氧气。

从侧面可以清晰地看到它的胸部明显比腹部厚重,长着一个细柳腰;而豹亚科“大猫”则是胸、腹一样粗,长着个水桶腰。猎豹深厚的胸腔里装着顶配的心脏和肺,可以以最快速度将富含氧气的动脉血运送给肌肉细胞。使猎豹能通过有氧呼吸,获得充足的能量。

与犬科相比,猎豹毕竟属于猫科,它的爆发力是犬科没法比的,它提速比犬科快得多,两秒内就能提速到每小时75公里。四个轮子的跑车,百公里提速也差不多需要1.5秒,纯靠四条腿的猎豹能达到这个加速度,真的是十分了不起。

正是由于猎豹身上集中了猫科和犬科适于奔跑的所有优点,所以它才能成为跑得最快的动物。

高速的代价:战五渣

但是,猎豹为了追求速度也付出了沉重的代价,最明显的一点就是,它沦为了“战五渣”。

首先,猎豹为了“减负”,它放弃了猫科传统的“麒麟臂”。豹亚科大猫都是很粗壮的,尤其是前半身特别粗壮,就像是个摔跤运动员。而猎豹的身材更像是短跑运动员,身形纤细、瘦长,因此它的双臂没有多少力气,不能像其他大猫那样,轻松放倒大型猎物。

其次,猎豹由于跑得太快,为了增加抓地力并防止打滑,它效仿犬科动物,在跑的时候将爪子伸了出来,这样它就像穿了“钉子鞋”一样,又快、又稳。但这样做的弊端就是,它的爪子像犬科一样钝,不再具有杀伤力。而多数猫科动物都将自己的爪子当成“宝剑”一样爱惜,平时不用的时候就收回“剑鞘”以保持锋利,一旦亮剑就是一击致命。

而且,由于鼻腔极度膨大,空间都给鼻腔占了,猎豹的嘴巴非常小,牙也非常小,它既没有犬科的大嘴,也没有猫科的长牙。

犬科靠大嘴撕咬猎物,这点猎豹做不到。

猫科用尖牙进行花样咬杀,比如老虎断颈椎,美洲虎爆头,这些猎豹也都做不到。

猎豹的犬齿不仅是小,而且根本就没有穿刺猎物颈椎的能力。

狮子的头骨具有明显的犬齿后间隙

其他猫科为了方便犬齿完美锲入猎物颈椎,都在犬齿后面留了个缝,它们的犬齿和猎物的颈椎就像钥匙和锁一样契合。

但猎豹嘴太小了,没有空间留这道缝了,当它咬猎物脖子的时候,犬齿后面的牙就会碍事,导致它的犬齿无法刺进去。可以说,猎豹在追求极速的过程中,弄丢了打开猎物颈椎的这把钥匙。

这样,猎豹的杀招只剩下一个了,就是咬喉咙,压住猎物气管,使猎物窒息而死。

猎豹被花豹杀死

因此,猎豹虽然与花豹体型相当,但战斗力差太远了,不仅猎物会被花豹抢走,连自己都有可能成为花豹的盘中餐。

花豹能捕杀350千克的斑马、半吨的大羚羊,但猎豹的猎物却很少超过40千克。它能捕杀的猎物也非常有限,主要就是中小型的羚羊。特别是跳羚、瞪羚这些跑得快但没有多少反抗能力的小羚羊。这些羚羊太快,时速可达80~90公里,狮子、斑鬣狗和花豹都很难抓到它们,因此这些算是“造物主”给猎豹开的“小灶”。

两大短板:散热和充电

除了战斗力弱,猎豹还有两个短板。

一个是散热慢,犬科奔跑的时候,80%的热量都能散出去,而猎豹只能散出去10%,因此,疾驰的猎豹体温上升很快。当体温达到危险水平,超过40摄氏度,猎豹就必须停下。它通常只能保持高速奔跑十几秒,追出去几百米的距离,这时无论它有没有捕获猎物,它都得停下来。

另一个短板是“充电慢”,由于猎豹捕猎耗能极大,每次捕猎结束它都已经筋疲力竭,甚至连吃饭的力气都没有了,必须先休息个十几分钟,甚至几十分钟。如果有其他食肉动物趁猎豹还没充满电就来打劫,那猎豹根本没有就招架之力。

非洲一望无际的大草原,不仅孕育了强大的捕食者,也是“小偷”和“强盗”的乐园。因此花豹通常一捕获猎物,就将兽尸带上树,不会上树的狮子和鬣狗只能干瞪眼。但猎豹由于前肢无力、爪子钝等原因,它自己也不会上树,所以它唯一能做的,就是把猎物拖进灌木丛里,尽快“充电”,恢复体力,在其他食肉动物赶来之前,尽可能地多吃几口。

科学家发现,在东非,猎豹因别的食肉动物打劫失去了9.2%的鲜肉。

而且,大型食肉动物,尤其是狮子,还经常杀死猎豹幼仔,“战五渣”的成年猎豹根本无力护仔。据统计,猎豹幼仔成活率不到10%,超过7成的幼仔被狮子杀死。

猎豹幼崽

因此,优势食肉动物对猎豹的影响是非常深远的。在狮子和鬣狗繁盛的地区,猎豹非常稀少,例如,在东非大草原,猎豹密度只有花豹的2/3,狮子的1/4,鬣狗的1/9。而当狮子、鬣狗因人类猎杀而数量锐减的时候,猎豹反而能活得更好。

所以,猎豹学会了抱人类“大腿”,来摆脱狮子和鬣狗这两个“恶霸”。在今天的非洲,它是保护区外的农场地区,最常见的大型食肉动物了。

由于猎豹是“战五渣”,对人类完全不构成威胁,而且农场主只需要在兽圈里养条牧羊犬,就能做到驱逐猎豹、保护家畜了,所以农场主可以接纳猎豹,同时会想尽办法消灭它的敌害――狮子和鬣狗。

在大自然,没有一种结构是十全十美的,总是有其优势,也有其弊端。