海狮如何游泳?

海狮通过将他们的前脚蹼在呼叫“拍拍”的大扫描运动中产生了前脚脚板来产生推力或前进推进。  When a sea lion “claps,” it stretches its flippers out to the sides and sweeps them down. Then it tucks its flippe
海狮通过将他们的前脚蹼在呼叫“拍拍”的大扫描运动中产生了前脚脚板来产生推力或前进推进。当海狮“拍打”时,它将脚蹼伸出到两侧并扫除它们。然后它将其脚蹼贴在其身体上,形成了肌肉形状,可以通过水轻松滑动。 (插图由Gabby Wharton)

加拿大斯特瓦斯顿港口的游客家庭最近在水中享用友好的海狮在水中躲起来。可爱的动物占据了码头的边缘,家庭开始喂食。一个年轻的女孩坐下来得到更好的外观。那是当治疗变得震惊的时候:海狮向上伸向,在一个流体运动中,抓住了一个女孩的衣服,然后把她猛拉进入水中。

这个女孩很好 - 海狮很快就放手了,另一个男人安全地从水中拉开了她 - 但是这是一个很好的提醒,即海狮知道如何在水中操纵他们的相当大的尸体。海狮可以是“BITE-Y”,承认梅根左派是乔治华盛顿大学的机械工程师。但她认为史蒂斯顿港的那个只是在玩。“他实际上并没有咬她。他只是拉了她,“她说。

从非传统的角度研究海狮:流体动力学。她的专业知识不在海狮行为中,但在水流动的流动和四处走动时如何。事实证明,大部分地区狮子如何导航其水汪汪的环境,可以通过跟随它们周围的水发生。

如果你观看视频的视频将女孩拉入斯蒂夫斯顿港口的海狮,你可以看到海狮几乎直接从水中升起,而不会向前移动以拿起速度。在同样的运动中,它到达码头的轨道,在落后在表面下面之前抓住一口女孩的衣服。难怪每个人都非常惊讶;整个事件发生在瞬间。

左边和她的团队花了几个小时的时间在史密森尼的国家动物园拍摄俘虏海狮,试图让动物的清晰视频镜头拍手,这样他们就可以检查他们的脚蹼从框架移动到框架的方式。 
左边和她的团队花了几个小时的时间在史密森尼的国家动物园拍摄俘虏海狮,试图让动物的清晰视频镜头拍手,这样他们就可以检查他们的脚蹼从框架移动到框架的方式。 (威廉阿特金斯/乔治华盛顿大学)

左边说,海狮通过将前脚蹼与称为“拍打”的大扫描动作聚集在一起产生推力或前进推进。但是,如果你想象脚蹼与一个响亮的咂嘴一起举起,再想一想。当海狮“拍打”时,它将脚蹼伸出到两侧并扫除它们。然后它将其脚蹼贴在其身体上,形成了肌肉形状,可以通过水轻松滑动。

海狮是这种方式游泳的水生哺乳动物。大多数游泳运动员 - 从金枪鱼鱼到海狮的堂兄,密封 - 用身体的后端带来的推力,用它们的尾部通过水推动自己。但海狮使用他们的前驱脚蹼。更重要的是,他们非常擅长它。一个拍手产生足够的推力让海狮通过水滑动,使其自由地扭转或滚动额外的额外运动。

斯蒂夫斯顿港的海狮与其脚蹼拍了拍摄,以便刺入水中吗?即使在观看视频后,很难知道。“别的不知道告诉”,“左根说。“水有多深,海底(由制造)的东西” - 这些只是她必须知道的一些东西,以弄清楚海狮如何移动。但这并不意味着视频没有什么可以教我们海狮;从水中取出并成功拿走人类并不是小小的壮举。“它确实表明他们是多么强大和精确,”左边说。

研究人员的另一个挑战是海狮的脚蹼在阴暗的水中隐藏着视线。当你试图弄清楚海狮如何移动时,左边说,第一步是在水下相机上抓住它。这就是为什么她和她的研究人员团队花了几个小时的时间在史密森尼的国家动物园拍摄俘虏海狮,试图让动物的清晰视频镜头拍手,这样他们就可以检查他们的脚蹼从框架移动到框架的方式。两小时的拍摄通常产生约两到三分钟的有用镜头。

左根(左边的第二名)和她的同事们检查了一个机器人海狮鳍状肢,用于复制和研究真正的海狮鳍状肢的运动。
左根(左边的第二名)和她的同事们检查了一个机器人海狮鳍状肢,用于复制和研究真正的海狮鳍状肢的运动。 (威廉阿特金斯/乔治华盛顿大学)

在他们捕获拍手之后,左根和她的团队在每个框架中标记鳍状肢的轮廓,以便它们随着时间的推移可以跟踪空间的位置。需要六个小时的工作来跟踪一个拍手,但努力得到了回报。研究人员使用数据从跟踪进行跟踪,创建了海狮鳍状戳的3D图。在他们里面,你可以看到海狮的鳍状公司像拍打一样扭曲。

左翼认为,扭曲可能有助于将水杯在海狮前杯中的水,然后向后推动它,以便海狮可以向前射击,这就是人类在游泳自由泳或蛙泳时的方式。为了进一步测试她的想法,她和她的团队建立了一个机器人海狮翻书。他们计划用它来用一个较小的坦克复制实验室中真正的海狮的动作,这将使他们能够观察水的运动,而不是在动物园的大坦克中更密切地逼近。

拍手和滑动,滚动和扭曲,海狮难以随着眼睛追随,远低于科学解释。左边还没有弄清楚海狮如何用脚蹼操纵水,以便随着这种敏捷性移动,但她越来越近。弄清楚这个难题可以是帮助人类建立隐身自主潜艇或其他水下车辆的秘诀有线杂志报道2015年。

与此同时,记得从任何海狮保持健康的距离,或者您可能是一个不受欢迎的惊喜。

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本文最初出现在smithsonian.com.

2017年6月