为什么所有动物都进化出了脚,而没有进化出通过力超强的履带?

说所有动物都进化出了脚,这显然是不对的,比如地里钻的蚯蚓就没有脚,贝壳、蜗牛、软体动物也没有脚,蛇的脚退化了等等。就算都被赋予了“脚”的定义,鱼的鳍与猫的爪子也不一样;还有章鱼的腕足、蜈蚣的脚、昆虫的脚、甚至人的四肢,都是具备很大差异的东西,不能混为一谈。

动物肢体最显著的作用有两个:1.运动 2.捕猎 ,它们具备广泛的用途。跳蚤能用脚弹跳到非常远的地方,乌龟能用脚水陆两栖生活,履带?

人类造履带式车辆是为了工程或战争的需要,负载更重的车体通过那些崎岖难行的区域。生物进化根本就不会弄出这种不适宜生存的东西,它们活着是为了延续下去,而非驮着几十吨的装甲撞穿墙壁开炮。

另一个方面来看,进化的标杆是“适者生存”,所以生物们为了活下来,唯一的方式就是适应这个环境。因此我们才看到了水里的鱼、打洞的老鼠和天上飞的鸟。

所以,生物没进化出履带的问题其实很简单——根本没必要

履带属于机械结构,虽然对生物结构而言,这些机械物的复杂度远远不够看,但反过来看,生物要进化出这么完美的机械式结构,恐怕也太为难大自然了。

履带实际上是个分离结构,它与车体是两个部件,二者不存在真正的实际连接,这对生物的发育生长来说几乎不可能,起码在我的印象里,好像还没有哪种地球动物能让自己的身体分离成独立零件,并维持同步生长和变化的。

唯一能稍微搭界的是蜗牛、贝壳等生物的甲壳,不过它们的外壳虽然看起来与身体是两个部件,却依然通过套膜系统与身体紧密联系在一起,并以此来完成持续的生长。

很显然,既然无法独立出两个不同的“零件结构”,生物也就不可能由此而产生“机械结构”;这种分离的部件适合于人类拼装的工具,却并不适合于完整的生物结构。

对动物而言,它们可以进化出发达灵敏的神经、高效的肌肉和适合行为的骨骼构型,虽然在省力和物理性能上不如履带、轮子,但它们反而避免了机械容易出现的不可逆故障。

假设一头猎豹采用的不是神经、肌肉的反射模式,而改用齿轮、履带、活塞、传动轴和轮子来运行,那么它必然迎来的矛盾也会变成“换三滤”、“四轮定位”、“变速箱齿轮打坏”甚至“胎压过高”等问题,自然界哪去变4S店给它们定期保养?爬个树掉下来坏了传动轴怎么办?

好吧咱不开车了,很显然,机械结构不仅进化出来很难,而且在地球环境下也并不可靠,生物不是我们的汽车和坦克,它们需要在最恶劣的环境下,最大限度的适应生存和环境,并由此进行竞争。比起一脉相承又灵活多端的肢体,机械结构实在是太复杂、太不保险,用处也没多大,即便哪个生物开始产生往这方面的进化,它也会在起跑线上就被淘汰。

当然,就履带的原理来看,它的主要目的之一是“降低表面压强”,实际生物们处于适应环境的需要,也有不少类似的进化。

比如水蜘蛛,它有效降低了自己的本身质量,又通过张开的肢体分散了压强,还通过足部的纤毛与水形成张力,如此形成了“水上走”的能力,与履带的基本原理是一致的,甚至更高级。

还有骆驼,为了适应沙漠中的迁徙,骆驼长出了极为厚大的蹄趾,这样便能保证骆驼高大的身躯不陷进松软的沙子里,避免了深一脚浅一脚的痛苦跋涉,极大的节省了体力。

你看,虽然动物们没有进化出履带,但它们的进化往往都会直指物理本源,反倒值得人类去学习和思考。

为什么所有动物都进化出了脚,而没有进化出通过力超强的履带?

配有履带的车辆是人类智慧的结晶,它们有令人啧啧称奇的强大通过性,不论是山地还是雪地,沙漠……都难不倒履带车!并且借助履带,使得现代坦克被冠以“陆战之王”的绰号,事实上也正是因为履带有着强大的通过性,可以帮助坦克征战于各种地形!

很多生物在进化的过程中,拥有的令人类难以企及的特殊能力。像千里眼,顺风耳就不在话下了。既有能钻地的,能潜水的,会飞的,还有脚力极快的……但是屈指一数,确实没有能够进化出,通过力极强的履带的生物。

但是,如果我们深究,事实就不像表面看起来那样让我们很失望,仿佛生物的进化,永远都会有出人意料的发现……当我们换个角度去检视,会惊讶的发现有些动物虽然没有进化出履带,但它们已经拥有了远超履带的奇妙的通过性。

例如有一种蜥蜴,可以在水面踏水而行,就像武侠小说中的凌波微步!

还有一种更厉害的叫水黾的小昆虫,它可以凭借水的表面张力,在水上划行,看起来就像是一艘小小的快艇在水面上疾驰而过。

而最有趣的可能要数一些蛇类了,它们行走的腹足可能是最接近于履带的一种行进方式。它们不但可以涉足水面,更可以漫步水中和水底,甚至在陆地上也被人冠以草上飞,过山峰的绰号!

再有就是被称为沙漠之舟的骆驼,它的脚掌扁平,脚下有又厚又软的肉垫,这样的脚掌让骆驼在松散的沙地上行走自如,不会陷入沙中!

这些拥有着奇异技能的生物,虽无履带,但胜似履带,它们已经拥有了令人印象深刻的远超履带的强大通过性!

图片来源于网络侵删。

为什么所有动物都进化出了脚,而没有进化出通过力超强的履带?

物竞天择,自然选择,经过亿万年的进化,动物们该长腿的就长腿,没有谁像题目所言进化出履带,就连进化出轮子的都没有。

对于履带来讲,其实也只是对于坦克等重型交通工具才配置的,根本谈不上通过力超强,履带相对于轮子来说,只是可以降低坦克和装甲战车对路面状况的限制,提高重型车辆的通过性和爬坡能力。但对于一般重量车辆,还是轮子更实用,更加灵活。

而自然界的动物们,生存环境更加复杂,为了适应生存,进化出腿而不是轮子或者履带什么的。大自然中那么那么多平整的路面供你任意行驶,更多是草原,森林等复杂场景,动物们没事可能还要需要爬个树什么的。即使履带能通过沼泽等地形,但是在大部分的场景实在是太不灵活。

动物的腿就是自然界通过亿万年的进化优化而来的,可以奔跑跳跃,爬上爬下,像猎豹在草原上的奔跑速度可以达到时速110公里以上,完胜题目中的履带轮子什么的。

为什么所有动物都进化出了脚,而没有进化出通过力超强的履带?

履带不见得是动物行动方式的最佳方式。履带不能上下楼梯,履带不能爬树,履带不能翻墙,游泳时履带怎么办……履带也不能应付等级太高的倾斜,履带在特别不平的地面或茂密的森林中也没有多大用处。

产生履带的结构性障碍是生物没有选择进化履带的真正原因。履带必须能够绕轮子自由转动。这意味着一个有机体必须生长轮子,然后以某种方式驱动轮子,这样它才能旋转。在宏观层面上没有明显的方法可以做到这一点。

原核生物鞭毛中的轮状结构起作用,因为它们的尺度不同,规则也不同。摩擦和液体在分子水平上的作用不同于在大型动物水平上的作用。

另外还有适应性障碍。通常,对于任何复杂的特征,都有一个合理的适应序列。一个不能自由转动的履带?看不出那有什么意义。

即使履带是一件了不起的发明,但对于进化来说也不是一种最优选择。自然选择进化理论并不意味着会找到最好、最有效的解决方案。这意味着解决方案将是局部最大值:“能得到多少就有多少”,而不是“能想到多少就有多少”。特质必须出现才能被选择。足够奇怪的特征(“充满希望的怪物”)不会出现,履带不会被选择,即使今天履带全球化使用也不会被自然进化发现和选择。

为什么所有动物都进化出了脚,而没有进化出通过力超强的履带?

履带系统是由两个或两个以上轮子驱动的连续推进系统,履带的大表面积比轮子能更好地分配重量,使履带在较软的地面上被卡住的可能性较低,过垂直障碍物有优势。但是履带的缺点也明显——由于摩擦力大,机械系统复杂,履带速度较轮子慢,精度较低,转弯时需要较大的动力。

从以上这些综合来看,履带的优势并不是很大,耗能而且速度慢,鉴于大多数陆地动物的体型较小且不重,因此履带在出行方面没有没有比脚更好。而且必须先有轮子再有履带,但是由于各种原因,所有动物连生物轮子都没有进化出来。

有些适应性源自于对现有特性的改善,任何复杂器官的进化都是分阶段由微小的变化逐渐积累完成的。如果生物轮子要进化,必须来自目前动物基因组中可用的原始轮子。然而,轮子是一个不可简化的复杂系统,轮轴系统必须是完美才能正常工作,如果有生物早期进化出不能旋转的原始轮子对动物没有任何用处,自然选择不会对其进行优化选择,所以轮子的漫长发展过程注定永远不会开始。

其次,轮子包括一个轴和车轮相对独立,要自由旋转,轮子不能附着在支撑身体其余部分的轴上。假设一个生物体进化出一个完全旋转的关节,如何为另一边的组织提供营养,血管、神经等如何穿过轴承到达轮子是一个问题,如果没有营养,这个组织无法自我修复。

最后,轮子很难在不平坦的地面上行驶,而这实际上是所有地面动物的生活环境,因此很难想象什么样的选择条件会强大到使动物进化出生物轮子。

为什么所有动物都进化出了脚,而没有进化出通过力超强的履带?

要求不高,你在腿上长出了个轴承试试?

内容仅供参考,如果您需解决具体问题(尤其法律、医学等领域),建议您详细咨询相关领域专业人士。

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请与我们联系,我们将及时删除。

相关推荐