貪吃蛇不是傳說，蛇也可以走直線

（vicko238/譯，錦衣Reload、Ent/校）眾所周知蛇類會呈S形運動。但是它們另一種獨特能力就不那麼為人所知了。

蛇類可以呈直線爬行。

辛辛那提大學（University of Cincinnati）的生物學家布魯斯·傑恩（Bruce Jayne）研究了蛇類運動機理，揭示出蛇是如何像火車過隧道般前行的。

「這是在有限空間里很好的移動方式，」傑恩說，「很多體型巨大的蛇類都這樣運動：毒蛇（viper）、大蟒（boa constrictor）、水蟒（anaconda）、蟒蛇（python）。」

傑恩的研究《沒有擺動的爬行》（Crawling without Wiggling）發表在2017年12月的《實驗生物學期刊》（）上。

蛇類游泳、攀援和爬行的時候，典型姿勢是將脊椎彎曲為S形，或者利用身體前部反推其他物體而前進。側進蛇（sidewinder rattlesnake，又譯作角響尾蛇）的移動方式就是蛇類運動多樣性的一個極端例子，這種蛇的名字也來源於此。

辛辛那提大學文理學院生命科學教授傑恩已經解開了蛇類三種運動的力學原理，分別叫做伸縮式（concertina）、迂迴式（serpentine）和側行式（sidewinding）。但蛇類這種被稱為「直線式運動」（rectilinear locomotion）的直行移動方式，在過去較少被關注。

早在1950年，這種肌肉協調活動和皮膚運動就被生物學家H.W. 李斯曼（H.W. Lissmann）研究過。他猜想，蛇類的肌肉與它們鬆軟靈活又黏糊糊的腹部皮膚一起，讓蛇類可以在不彎曲脊柱的情況下快速疾行。

「70年過去了，還是沒什麼人知道這個運動到底怎麼回事。」傑恩說。

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紐曼與傑恩實驗中蛇側面（上）、腹側（中）與背腹兩側皮膚運動（下）。圖片來源： University of Cincinnati

傑恩與他的研究生、共同作者史蒂文·紐曼（Steven Newman）用1950年代無法獲取的設備測試了李斯曼的假設。傑恩用高清晰度數碼相機對大蟒蛇攝像，同時記錄下由特定肌肉發出的電脈衝。這樣生成的肌肉電流圖（類似心電圖）展示出這條蛇的肌肉、皮膚以及身體間的協作。

研究中，紐曼和傑恩所選用的巨蚺（）是一種以直線穿行於雨林地面而聞名的巨型蛇類。他們的高清視頻記錄下蛇類在設有參考刻度的水平平面上穿行的畫面。研究者同時在蛇身兩側設參考點，以追蹤鱗片密布的皮膚所發生的細微運動。

當蛇類向前移動時，腹部皮膚所發生的收屈遠遠大於皮膚在胸腔和背部的收屈。腹部鱗片的作用就像是輪胎的花紋一樣：當肌肉帶動骨結構讓蛇類呈波浪形前進時，這些鱗片就提供了和地面的摩擦力。快速移動時，這個動作流暢之極。

蛇類肌肉從頭到尾依次無縫響應，整個運動相當流暢。與此運動相關的兩處重要肌肉連接了肋骨和皮膚，所以它們合稱肋皮肌群（costocutaneous）。

「脊柱以恆定頻率向前移動。」紐曼說，「一組肌肉把皮膚拉向前隨後定住，然後相對的拮抗肌群再把脊柱向前拉。」

對於一種獵食嚙齒類和其他生活在地下的動物的捕食者，這種運動模式的好處很明顯。

「蛇類從穴居祖先演化而來。相比於彎曲身體、左推右撞，這種運動方式可以契合進窄小得多的洞穴和隧道。」紐曼說。這個研究部分由美國國家科學基金會（National Science Foundation）贊助。

傑恩認為李斯曼1950年的描述大部分是正確的。

「不過他假設蛇類靠肌肉收短皮膚而前進，這一點不對。」傑恩說，「但是考慮到他實施實驗的年代，我對他的作為感到驚嘆。我很佩服他的洞察力。」

模仿蛇類運動的無四肢、蛇形機器人已有過產業化嘗試，這種機器人可以探查管道和其他水下設備。紐曼認為能夠如蛇類直線行進的機器人會有廣闊的應用空間。

「這個研究也許會影響機器人學。能夠在狹小空間走直線是個很大的優勢。他們可以用蛇形機器人在廢墟或垮塌的建築里做搜救工作。」紐曼說。

直線運動對蛇類來說是低速運動，其他時候它們可以達到驚人的速度。蛇只有在放鬆的時候才走直線。研究者觀察到當蛇類受驚或被刺中時，會轉變為傳統的伸縮式或迂迴式移動。

蛇的四種移動方式

迂迴式：也被稱為「側波浪式」，是種典型的從一邊到另一邊的運動。蛇用這種方式行走在粗糙地面或水中。

伸縮式：蛇類先把自己捲曲隨後拉直身體的前進方式。

側行式：蛇彎曲身體使在豎直平面立起呈波浪形，全身只與地面有幾個接觸點。這種運動方式有利於響尾蛇穿過炙熱的沙地或攀爬沙丘。

直線式：特定肌肉帶動蛇類腹部皮膚運動從而實現直線前進。這種運動讓蛇可以溜進比僅它身體稍大的洞穴。

題圖來源：game773.com

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