蝙蝠为什么喜欢倒挂着睡觉,脑袋不会充血吗?

动物志,关注动物福利和生态环境保护 蝙蝠可以说是最具特色的一类哺乳动物了,它们不仅是哺乳动物中唯一会飞的,也是唯一头朝下倒着睡觉的。有些猴子偶尔也会倒挂在树枝上伸手够吃的,但倒挂着睡觉的,还真只有蝙蝠这一家。 人倒立几分钟就会头疼难受,而蝙蝠却倒挂着睡一整个白天,甚至整个冬天。那么,蝙蝠为什么要这样睡觉呢,它们不怕睡着了掉下来吗,不怕脑袋充血吗? 树上倒挂着的蝙蝠 倒挂睡眠的苦衷 尽管都会飞,但蝙蝠与鸟类、飞行昆虫不同,它缺乏从地面上起飞的升力。蝙蝠的飞行器官是由前肢支撑起的一层薄而多毛的皮膜,称之为翼手,其力量远无法和鸟类充满肌肉和羽毛的翅膀相比。另一方面,蝙蝠的相对负重也大于鸟类,鸟类骨骼是中空的,而作为兽类的蝙蝠不是。...

蝙蝠为什么喜欢倒挂着睡觉,脑袋不会充血吗?
动物志,关注动物福利和生态环境保护

蝙蝠可以说是最具特色的一类哺乳动物了,它们不仅是哺乳动物中唯一会飞的,也是唯一头朝下倒着睡觉的。有些猴子偶尔也会倒挂在树枝上伸手够吃的,但倒挂着睡觉的,还真只有蝙蝠这一家。

人倒立几分钟就会头疼难受,而蝙蝠却倒挂着睡一整个白天,甚至整个冬天。那么,蝙蝠为什么要这样睡觉呢,它们不怕睡着了掉下来吗,不怕脑袋充血吗?

树上倒挂着的蝙蝠

倒挂睡眠的苦衷

尽管都会飞,但蝙蝠与鸟类、飞行昆虫不同,它缺乏从地面上起飞的升力。蝙蝠的飞行器官是由前肢支撑起的一层薄而多毛的皮膜,称之为翼手,其力量远无法和鸟类充满肌肉和羽毛的翅膀相比。另一方面,蝙蝠的相对负重也大于鸟类,鸟类骨骼是中空的,而作为兽类的蝙蝠不是。

一些飞虫具有发达的后腿,能从地面上跳老高,这也是起飞的一种方法。而蝙蝠的后腿非常细小,无法通过跳跃或奔跑获得足够飞起来的提速

当我们靠近地面上的鸟类或飞虫,它们能立即飞上天逃走,但蝙蝠就非常费劲了,它只能手脚并用地在地上爬行,好不容易才能飞起来。

因此,对蝙蝠来说,最好的办法就是在高处休息,通过下落获得飞行的初始动力。但栖身在高处的蝙蝠又面临着另一个问题。

在这里我先给大家科普一下抓握的基本原理。我们的手部有屈肌,有伸肌,肌肉通过腱膜与骨骼相连,拉动骨骼运动。当我们双手紧紧抓握东西的时候,屈肌收缩,伸肌舒张;当我们放手时则相反,伸肌收缩,屈肌舒张。

动物的脚爪也是一样。当鸟类蹲在树上,其脚爪的屈肌收缩,将其牢牢锁在树枝上。但蝙蝠的后腿肌肉很不发达,做不到这一点。

于是,蝙蝠脚爪的屈肌干脆退化了,相应的腱膜一端连接在趾骨上,另一端直接连接其上半身。当蝙蝠倒挂着,重力就代替了肌肉拉力,将肌腱拉紧,蝙蝠的爪子就紧紧抓在高处了。当蝙蝠想要飞行,需要做的仅仅是“松手”,就能自然坠入飞行状态。

蝙蝠脚爪的伸肌平时是舒张状态,因此它的脚爪日常就是握着的。当它想附着在高处,只需用伸肌打开脚爪,抓住附着点就可以了。

所以,当蝙蝠倒挂着的时候,它浑身肌肉都处在放松状态,就像我们躺在床上一样舒服。它不需要费一点力气就能挂住,当然不怕掉下来。甚至,就算蝙蝠在睡觉过程中死了,它也会一直挂着,直到外力将它取下来。

这种重力辅助设计,比鸟类的反重力设计更省力。没办法,蝙蝠在飞行方面的先天条件远不如鸟类,只好在设计上多下点功夫了。倒挂在高处,使蝙蝠处在起飞的理想位置,随时可以展翅飞走。

很多作品把蝙蝠描绘为白天成群倒挂在山洞里睡觉,实际上它可以倒挂在阁楼、屋檐、桥洞和空心树等任何能抓住的地方。它不仅倒挂着睡觉,还倒挂着给幼仔喂奶。更奇的是,它连排便都是倒挂着完成的,其粪便只有米粒大小,直接拉出来落到地上,不会弄脏自己的身子。

蝙蝠在隐蔽场所倒挂着休息,也是躲避敌害的一种方式。蝙蝠的主要天敌是猛禽,当它白天休息的时候,鸟类正在活跃,因此它需要找个猛禽难以到达的地方睡觉。此举也减少了与鸟类的竞争,蝙蝠选择的休息地都是鸟类不太可能筑巢的地方。

蝙蝠可以挂在建筑物边沿等很多地方

脑袋不充血的秘密

人体如果倒立,大量血液会滞留在头部而无法回到心脏,从而引发不适。而当我们正常站立和行走,血液不会滞留在四肢,这是因为在我们四肢的静脉血管(负责将血液运回心脏)中有静脉瓣,只允许血液从下往上流,从而防止血液倒流。

蝙蝠血管中没有类似静脉瓣的结构,但它的静脉壁肌肉很强劲,能节律性收缩。大多数哺乳动物包括我们人类的静脉血都以被动流淌为主,但蝙蝠却可以主动收缩血管,促进血液流回心脏。

此外,为了支持飞行中所需的大量氧气,蝙蝠的心脏特别发达,比相同大小的其他哺乳动物大三倍,而且运送血液的能力更强。它的右心房很大,当右心房舒张,能将大量静脉血泵入。

蝙蝠冬季进入蛰伏状态,体温和代谢率皆下降,体温从活跃状态下的 40℃以上下降到 6~30℃,能量消耗减少 50~99%。在这种休眠状态下,其身体对氧气需求也不大,心跳率从飞行时的 1100 次 / 分钟下降到 4 次 / 分钟。

最后,与人类相比,蝙蝠体型太小。最小的蝙蝠凹脸蝠仅重 2-2.6 克,最大的蝙蝠几种狐蝠也才 1.6 千克重,它们的重力不足以影响血液流动,其心脏、静脉血管的泵送能力足以对抗血液的重力

蝙蝠睡觉的时候用皮翼盖着身子

背后的进化故事

蝙蝠和鸟类虽然同样会飞,但差异颇大。大部分差异我们好理解,蝙蝠毕竟属于兽类,所以它有着实心的骨骼,体表是毛而不是羽毛,有牙齿,有外耳,这些都与其他哺乳动物一样。

唯独倒挂着睡觉这一项,常人难以理解,既然同样是进化出飞行能力,蝙蝠为什么要进化得这么怪异,为什么它就不能像鸟类一样保留强健的后肢和站立能力,并进化出原地起飞的升力呢?

鸟类在树枝上是正常站立的

这是因为蝙蝠和鸟类的进化路线不同,同样是会飞,但它们学飞的方法不同。简而言之,鸟类是从地面上飞起来的,而蝙蝠是从树上落下来的。

鸟类起源于距今 1.6 亿年前的侏罗纪晚期,它的祖先是小型兽脚类恐龙。古生物学家已经发现了很多介于鸟类和恐龙之间的过渡种化石,它们长着翅膀和羽毛,但仍保留了牙齿和爪子,身后要么是尾羽,要么是长长的蜥蜴尾巴。这些化石是鸟类起源于恐龙的铁证,同时也使早期鸟类和兽脚类恐龙之间的界限越来越模糊。

最小的恐龙:胡氏耀龙

兽脚类恐龙是后腿直立行走的,它们本就后腿发达,具有很强的活动能力。鸟类的飞行就源自兽脚类恐龙的奔跑和跳跃。兽脚类恐龙越跑越快,越跳越高,渐渐地长出了翅膀和羽毛,学会了滑翔,最后飞上天,就成为鸟类。

在北美出土的距今 5220 万年的伊神蝠,为食虫蝙蝠的原始种类,它总体上与现代食虫蝙蝠非常相似,但后肢较长,翼手较短,长有较长的尾巴。从解剖结构上看,这种蝙蝠很擅长在树上攀爬,而且是倒挂着睡觉的。这就是说,蝙蝠至少已经倒挂了 5000~6000 万年了。

伊神蝠复原图

科学家由此推测,蝙蝠的祖先本是树栖动物。为了捕食飞虫,蝙蝠经常在树与树之间跳跃,它的翼手越来越发达,后肢和尾巴却渐渐退化,终于,它学会了滑翔,最后飞了起来。蝙蝠飞行的进化始于从树上下落,自然不需要升力,也不需要发达的后腿。

蝙蝠因其怪异的习性而饱受人们误解,而且由于移动能力强、寿命长、分布广等特点,它是“飞行的病毒库”,体内携带有大量的人畜共患病病毒,我国 2020 年初流行的新型肺炎据说就与蝙蝠有关,这东西是吃不得的。实际上,蝙蝠捕杀大量的蚊子、蝗虫,是一种益兽,我们不应该伤害它。

近代以来,人类活动已经导致多种蝙蝠灭绝,最近灭绝的一种是 2009 年宣布灭绝的莫氏侏伏翼。蝙蝠在英、美、马来西亚等多国都是受到保护的,许多人筑起“蝙蝠屋”,为蝙蝠提供栖所。加拿大为居民提供免费驱赶蝙蝠的服务,使人们既能远离它携带的病毒,又不会伤害到它。