最近,减压小视频界又发现了新瑰宝——修马蹄。
视频里的技师先用大钳子硬声拔下钉在马蹄上的马蹄铁,然后再用刮刀等东西把陈腐的马蹄修得新鲜靓丽,显露淡色的内层安排。有些不明所以的观众或许会觉得实在太残暴,看着这么痛的视频还能减压?
是啊,假如你是马,有人往你的脚掌上钉钉子怎样或许会受得了,可是再一想,视频里的马如同也没有任何抵挡,究竟是为什么?
因为标题现已剧透了,所以你必定现已知道了,钉马掌的说法不精确,马只要马蹄没有马掌,而马蹄仅仅它的脚指甲,有人给修脚那是享用。
不过问题又来了,假如马蹄是它的脚指甲,那它们的姿态也未免太奇葩了吧。
其实,关于动物行走方法更多的评论是关于膝盖朝向。或许有些人会发现马后腿和鸵鸟双腿的膝盖都是和人相反的,咱们的膝盖超前,它们的膝盖朝后。咱们在刻画一些虚拟的兽人形象时,也会把反向的膝盖当成一个重要的特征。
其实不管是反向膝盖仍是用脚指甲行走,这些鸟兽都并没有什么独特变异,只不过它们为了习惯奔驰特别魔改下肢的结构。那些被咱们误以为是膝盖的关节实际上是它们的脚踝,假如把骨骼一一对应来看,其实每个关节的朝向都是符合的。
1.熊 2.猫 3.马,马的膝盖并没有反
咱们不谈太远的,就从哺乳动物讲起。哺乳动物里,就可以找出三类不同的行走方法:跖(zhǐ)行,简略来说是便是全脚掌着地行走,代表动物老鼠、熊;趾行,即曾经掌或趾头着地行走,代表动物猫、狗;蹄行,也就说用趾尖着地行走,代表动物牛、羊、马、猪。
跖行是最原始的一种行走方法,是咱们刚登上陆地的老祖宗最开端悟出的姿态,这种行走方法长处在于触摸地上的面积大,比较安稳,俗话说便是抓地力强,不过运动才干比较弱,因为它首要考虑的是对躯体的支撑,究竟前期的陆地日子竞赛没有那么剧烈,一个稳字才是最重要的。
之后,跟着陆地上的竞赛越来越大,捕食者需求健壮的奔驰才干追逐猎物,那么趾行这种姿态也就呈现了。咱们可以回想一下,你能不能想出一种纯肉食动物不是趾行的?(北极熊!小声哔哔)实际上食肉目下许多常见的猛兽都是趾行的,比方猫科、犬科,它们都有一起的特色,长于奔驰且有爪子。
动物爪子标本,第二行顺数五、六为猎豹爪
捕食者有了好配备,那被捕食的猎物当然也需求与之抗衡啊,所以许多食草动物的触地部分进一步前移,形似脚尖着地现已是极限了,没想到它们更狠,骨头不行指甲来凑,所以指甲变蹄子。
比照跖行、趾行、蹄行三种行走方法的演化,咱们会发现一个规则,便是着地点越来越前,骨头越拉越长,也越来越拿手奔驰。
可是,你或许有一些质疑,比方陆地奔驰速度最快的猎豹分明是趾行动物,它莫非就没有蹄行动物拿手奔驰了吗?留意,拿手奔驰与跑得快并不同等,猎豹虽然快,但几乎没有耐力,何况就为了这个的一瞬迸发,猎豹献身了太多。猎豹其实和和其他“豹”并不亲,它是猫科猎豹属下的仅有物种,它们的爪子为了习惯奔驰丧失了弹性的才干,只能靠扑倒后锁喉。
所谓的拿手奔驰其实也便是对应着其它才干的献身,比方说跖行王者灵长类,除了行走和短距离奔驰以外,跖行还带来了超强的攀爬抓握才干,到了趾行的代表猫科,除了奔驰还有爪子,除了必定的奋斗才干也能爬爬树,可是有蹄类动物就只剩能跑了。
马的进化进程便是最好的比方。1867年人类在北美发现了始祖马化石,是已知最早的马。始祖马在距今5000万年前日子,栖息地还在森林,它们的体型大约只要狐狸那么大,前脚有四趾,后脚有三趾,可以说样貌平平。
到4000万年前,它们的体型变得和羊差不多大,前脚四趾变成了三趾。比及2000万年前,马的先人现已走出森林来到草原日子,虽然依然留有三趾,可是此时中趾现已打破天边,成为仅有着地的趾,这也意味着它们的奔驰才干进一步强化。
到了1000-300万年前,马的先人现已和现代马没有太大不同了,中趾趾端角质还形成了硬蹄,其他侧趾都退化现已不行见。
没有及时做美甲的马蹄
可以用一句话描绘马的进化史:5000万年的一指禅修炼之路。
为什么拿手奔驰就要挑选蹄行?这其实关乎功率问题。关于吃草的动物来说,跑是专业的。面临捕食者的追击,它们要跑得更快,跑得更久才干逃脱,可是也不能因为一次逃命耗尽一切能量一命呜呼。
所以当奔驰的功率很要害,能省一点能量便是赚到。咱们看从跖行到趾行再到蹄行,它们脚部踝关节以下越来越长,假如对应人的结构,马后脚的脚掌骨比它的大腿还要长。
一方面,更长的脚能带来更大的步幅,另一方面,发力的肌肉也进一步上移更接近躯体,肢端关节由筋腱带动,质量相对较小,有利于奔驰时的安稳和进步步频。而着地点靠前也能让更多的关节参加到奔驰中反抗冲击。
这些原理其实也适用于人类,优异的马拉松运动员大多数选用的是前脚掌跑法,而在长距离跑爱好者集体里也逐步鼓起前脚掌跑法,一般以为能更好地削减冲击维护膝关节。
脚跟跑法和前脚掌跑法的落地冲击不同显着
已然提到了人类就不得不讲一讲咱们这群奇葩了。人类可是能一起做到跖行、趾行、蹄行的动物,当然仅仅暂时近似做到,究竟咱们没有真实的蹄子。
假如你有调查过猩猩的脚掌,就会发现它们的脚掌几乎和手相同,面积很大也有很好的抓握才干,可是人类的脚就很不相同了,咱们的脚更长更窄,脚指头很短,彻底没有抓握才干,这足以证明人类在进化过程中进步了奔驰的才干。
在行走和站立时咱们是彻彻底底的跖行,全脚掌着地,十分安稳且省力,这让咱们得以解放出双手开发更多的技术,而不需求像猩猩相同需求双手辅佐行走。
假如需求快速奔驰,咱们的姿态就会变为前脚掌着地,脚跟基本是悬空的,只要这样的姿态才干承受快速奔驰带来的巨大冲击力,相似于猫狗的趾行。而到了现代,芭蕾舞演员会选用脚尖着地的姿态扮演舞蹈,这种相似蹄行的姿态需求特其他练习和鞋子的辅佐。
虽然咱们可以暂时改动行走方法,可是咱们的双脚究竟仍是为跖行规划的,改动方法会带来许多的问题。比方需求很多跑跳的专业运动员,他们最常见的一种伤病是足底筋膜炎,是因为长期重复牵拉足底筋膜而引发的缓慢炎症,在足球篮球界都十分常见。
想像动物那样奔驰也不是没有办法,装一对人工的脚就可以了,当然条件是你失去了双脚。在田径界有一个闻名的案件,到今日依然颇有争议,十分合适在行走方法的论题里讲。
2004年,南非人奥斯卡·皮斯托瑞斯横空出世,在2004年雅典残奥会上拿到了100米铜牌和200米金牌,而他是一名天然生成双脚截肢的残疾人,却在200米决赛上打败了两位单脚截肢的对手,而且还打破的世界纪录。
更让人惊讶的是奥斯卡在2004年1月才开端承受专业的短跑练习。如此简单出成果的原因在于他使用了最先进的碳纤维假肢。
碳纤维假肢呈现今后便大幅度进步了残疾人短跑的世界纪录,以至于双膝下截肢组别(T43)的成果反超单膝下截肢组别(T44),也是一切组别中世界纪录最快的,现在世界残奥会T43组其他100米、200米世界纪录分别是10.57秒和20.66秒(逾越我国健将级运动员规范),这样的成果十分可怕。
随之而来的便是极大的争议,2007年,世界田联托付科隆大学对“J”型碳纤维假肢进行了研讨,结论是这种假肢比健全人奔驰时节约25%的能量。
因为碳纤维的特性,既轻量化又十分有弹性,“刀锋战士”需求调集的肌肉更少,步频更快,研讨以为佩带这种假肢能比其他运动员快11%。
这种碳纤维假肢是仿猎豹生物力学而研制出来的,所以它也能带来十分大的优势,尤其在奔驰功率上,不过和咱们所说的行走方法演化相同,高功率不行避免地丢失了一部分安稳性,“刀锋战士”们的起跑一般十分慢,甚至会失去平衡而跌倒,但仅靠后半程的优势就现已足以一次又一次打破世界纪录。
咱们对运动力学的研讨有没有或许让残疾人具有逾越健全人的才干呢?假如真的有那一天,这种沿着天然途径的改造方向又是不是是一种演化呢?
刘宗柱.骨骼的健壮与精美[J].生物学教育,2016,41(08):73-74.
肖前柱,王玉玺.动物根底知识讲座 第八讲 食肉目[J].野生动物,1983(04):63-66.王庭槐, 侯慧存. 牛森,霍洪峰,赵焕彬.新兵足底筋膜炎患者足底压力散布与步态特征[J].我国运动医学杂志,2019,38(04):257-262.
冯毅,文安,刘宇.科技进步在残疾人竞技运动中的效果——以膝下截肢短跑运动为例[J].体育科学,2014,34(11):67-73.
Oscar Pistorius. Wikipedia,3 October 2019, at 17:02 (UTC).
Larry Greenemeier. Blade Runners: Do High-Tech Prostheses Give Runners an Unfair Advantage?Scientific American, August 5,2006.
你有什么想让SME科普的问题吗?
在大众号菜单【问SME】留言告知咱们吧!