为什么鸵鸟能跑得这么快？
为什么鸵鸟能跑得这么快？
是什么使得鸵鸟成为了陆地上的长跑冠军？尼娜夏勒博士花了近十年的时间调查研究，终于揭开了秘密。
鹰击长空，鱼翔浅底，万类霜天竞自由。当我们欣赏翱翔的海鸥，潜水的企鹅时，我们很少考虑到，这些戴羽毛的动物，其实与我们人类共同拥有一项非常罕见的特质
鸟类和我们人类是地球上唯一真正靠两足移动的动物
为什么鸵鸟能跑得这么快？
是什么使得鸵鸟成为了陆地上的长跑冠军？尼娜夏勒博士花了近十年的时间调查研究，终于揭开了秘密。
鹰击长空，鱼翔浅底，万类霜天竞自由。当我们欣赏翱翔的海鸥，潜水的企鹅时，我们很少考虑到，这些戴羽毛的动物，其实与我们人类共同拥有一项非常罕见的特质
鸟类和我们人类是地球上唯一真正靠两足移动的动物。而大多数其他的动物，靠得是四条，六条或更多条的腿
在陆地上移动。
进化已经从两个方面解决了两条腿在地面移动的挑战：人类靠的是足，当我们走路或跑步时，
我们把整个脚部压在地面上，而鸟类靠的是趾，它们走路用自己的脚趾。
一些鸟类物种，不仅可以跑得比人类更快，而且速度甚至可以超过它们会飞行的同类。陆地上最快的长跑动物是非洲鸵鸟。它们可以不停地以每小时公里，最高时速甚至超过每小时公里的速度奔跑，在分钟里跑完公里的奥运会马拉松比赛，而人类则需要花上两个多小时。国际田联年宣布，埃塞俄比亚选手格布雷西拉西耶为男子马拉松的世界纪录保持者，成绩为小时分秒；英国选手拉德克里夫被正式认定为女子马拉松的世界纪录保持者，成绩为小时分秒。
这种无与伦比的速度和耐力的结合，使鸵鸟能够很快地跑很远的距离，以便寻找新的牧场，让饥饿的鬣狗望尘莫及。
长期以来，科学家们一直在探索动物在地面上运动的秘密，特别是狗和赛马的奔跑能力。然而，通常对飞禽的运动模式的研究，往往集中在探索飞行动力学方面，而较少关注那些善于奔跑的禽类物种。
我在年完成生物学学位以后，到德国法兰克福动物园做义工。在那里，鸵鸟无与伦比的奔跑能力，让我着迷，于是决定调查研究一番。我的博士论文研究的基本假设是，鸵鸟的运动系统以极高的效率对地面做功，使运动输出能量，既速度和耐力，最大化，同时使自身肌肉消耗和新陈代谢所需的能量最少化。
为了检验这个假设，我决定研究鸵鸟运动系统的形式和功能。通过解剖鸵鸟，我寻找可能会降低运动时新陈代谢成本的特殊的肢体结构。同时，我还研究活的鸵鸟的生物力学，探索它们在运动时，各种物理力如何与它们的解剖学结构进行相互作用。
为了近距离地观察它们自然的运动状态，我亲手在一个大型户外围场里孵养了三只鸵鸟。四年多，我让它们习惯于我的存在，以及为它们做实验的跑道。要知道，跟鸵鸟们的相互信任是至关重要的，如果惹恼了它们，它们可以一蹄子踹死一只狮子。
长而轻的腿让速度最大化
陆地上奔跑的动物，靠增加步幅长度和加快摆腿频率来提高速度。更长的腿可以摆动得更远，如果腿部的肌肉块更靠近身体重心，摆动腿的节奏就可以更快一些，就像摆动节拍器那样，可调重量越接近支点，摆动的节奏就越快。
图：腿上各段的长度的比较，表示检验的标本数量。
腿的各段摆动部分相对长度：大腿骨为深蓝色；胫骨为淡蓝色；跗跖骨为淡橙色；主脚趾为暗橙色。从左到右依次为
非洲鸵鸟，美洲鸵鸟，达尔文南美鸵鸟，鸸鹋（，
食火鸡，几维鸟，走鹃。
为了研究这一原理，对于居住在地面的能快速奔跑的各种鸟类，我比较了它们腿上各段的长度（图）和肌肉质量的分布。在所有走禽类，鸵鸟拥有相对其身体大小最长的腿，并拥有最长的奔跑步幅长度每步约米。此外，与其它鸟类相比，鸵鸟腿部肌肉的大部分，更集中在大腿骨和髋骨的较高的位置上，而腿上较低的摆动部分则比较轻盈，由长而少肉的肌腱拉动（图）。这样的优化安排，让鸵鸟的腿能够更有效地以大步长和高步频进行快速奔跑。
图：人和鸵鸟之间腿的解剖学比较。鸵鸟的位于踝关节和脚趾之间的跗跖骨，比人类的跗跖骨长得多，其功能相当于人类的小腿胫骨。鸵鸟的踝关节的高度与我们的膝盖在同一高度水平上，这就解释了，为什么鸵鸟的膝盖会出现向后方的弯曲。鸵鸟真正的膝关节，隐藏在羽毛下，而且永久地弯曲着。膝关节通过短而水平布置的大腿骨，
连接到髋关节上。图的红色线连接人类和鸵鸟在解剖学上相同的关节，绿线连接人类和鸵鸟在实际功能上等效的关节。鸵鸟的肌肉都集中在腿的上方，而在较低的部位，以长肌腱为主。黄色阴影部分显示出主要肌肉的分布，蓝线表示主要肌腱的位置。
稳定的关节使耐力最大化
大范围的关节运动，使人类能够爬树，跳芭蕾舞，但是，这种灵活性是有代价的。奔跑时，我们使用肌肉力量向前推进，而且同时也使用肌肉力量，来防止关节发生侧向运动。因此，走同样一段给定的距离，我们人类必须付出更多的能量。我怀疑，鸵鸟有一个更有效而省力的方法。跟消耗能量的肌肉和肌腱不同，韧带的作用就像一个“关节套”，限制关节的侧向运动而无需消耗任何能量。为了证明这个工作原理，我从不同的角度拍摄奔跑的鸵鸟，记录它们腿的运动和范围。我在一只完整的死鸵鸟身上，再重复这些动作，最后，我用一只解剖后的，去除所有肌肉和肌腱的，只剩下骨骼和关节韧带的鸵鸟腿，再重复这些动作。活的和死的鸵鸟标本的侧向运动范围几乎是相同的。相反，在人身上，特别是在必须以肌肉运动来稳定的髋关节上，类似的侧向运动范围的比较，揭示出一个巨大的差异。我的测量结果表明，韧带是保证鸵鸟腿大步前进而不发生侧向扭转的最主要的元件，韧带允许鸵鸟以其全部肌肉的力量只管向前推进，不必顾及其他。
在摆弄解剖的鸵鸟腿时，我又有了进一步的新发现。当试图弯曲踝关节时，我发现必须使劲地克服一些阻力
在一条没有生命没有肌肉的肢体上，这可是个意外的发现。当我解开鸵鸟关节时，它突然回弹到一个更远的位置，这表明，鸵鸟关节韧带似乎在被动地拉长着鸵鸟的腿。为了验证这一猜想，我在一条解剖的鸵鸟腿上面，逐渐地向下加压力，发现需要以
公斤的向下力量，才能把踝关节压塌成图弯曲的模样。这说明，鸵鸟在步行或跑步时，两条腿上一共有公斤的重量，不需要鸵鸟的肌肉消耗能量来提供主动的支持。实验结果表明，利用韧带作为被动的腿部稳定机制，是一个极好的节约代谢能量，保持运动耐力的策略。
图：实验显示踝关节韧带的被动地向上支持重量的能力。绿色是踝关节两侧的骨突起的轮廓。（图中只显示了一条左腿）。当关节完全伸直时（度），两侧的韧带（红色）拉紧，因为它们移动到了关节突起的外侧，而稳定了关节。当鸵鸟的脚趾抬离地面，踝关节屈曲成度，韧带（橙色可以自由地围绕关节突起进行滑动，稳定机制被解除了。
图：鸵鸟的右脚趾。上边从左到右依次为：普通站立姿势以及外侧小支的脚趾；脚趾的骨骼（红色箭头指示抬高的趾关节）。下边是脚趾从下向上面看的仰视图；
以及脚趾从上向下面看的俯视图。
脚趾与地面的接触
我们已经看到，轻盈的四肢是快速高效运动的前提。鸵鸟做到这一点，靠的是把腿部肌肉块，集中到髋关节附近。另一个进一步减少鸵鸟小腿质量的策略，是改造脚趾的形态和位置。这一观察也可以适于其它的陆地行走动物，例如马，从有五个趾的祖先马，进化到以中间脚趾的趾甲蹄来驰骋的现代马。鸵鸟也经历了类似的演变，虽然大多数鸟类有四个脚趾，多数大型的不会飞的鸟只有三个脚趾，但是，鸵鸟在陆地行走的鸟中，更是独一无二的，它们只有两个脚趾。此外，它是唯一用脚趾尖行走的鸟。
我不知道这些现在还存活着的，最大最重的鸟，是如何设法以脚趾尖，在高速奔跑中保持平衡和抓地的。由于没有现成的研究活禽脚趾功能的方法，我只好借用骨科医生通常用来分析人类双脚压力分布的压力板。我训练我的鸵鸟，在压力板上奔跑和行走，采集鸵鸟脚接触地面时，其压力发布的高分辨率实时数据。数据表明，大脚趾支持了大部分的体重，而小脚趾作为支腿，用来防止鸵鸟奔跑时失去平衡，
尤其是在缓慢行走时保持平衡。
在高速奔跑时，鸵鸟脚趾的软底部分，减缓了冲击力，而脚趾的形态姿势所起的作用，就像一个额外的减震器（见图中的红色箭头）。站立时，趾爪仅仅轻微地接触地面，但奔跑时趾爪给地面施加的压力，可达每平方厘米公斤。在鸵鸟用最少的能量，以最高每小时公里速度狂奔时，
趾爪像钉子鞋一样穿透地面，确保足够的抓地能力，非常适合在非洲大草原的平坦地面上的耐力跑（图）。
图：鸵鸟脚趾的压力负载分布轮廓记录。红色区域表明非常高的负荷，深蓝色表示轻微的负载。
我的研究，对于回答鸵鸟为什么能跑这么快，为什么能跑这么长时间的问题上，已经做了不少贡献，提高了我们的认识。现在，我们理解了这些被六千万年的演变所完善的，生物力学的策略，我们也许能够在诸如双足机器人，悬挂系统，以及关节稳定工程等等现代技术中，采用这些策略。我的发现目前已经启发了一些开发人员，利用鸵鸟腿和脚趾的特点，开发出“智能”的人类假肢，这可能使截肢者和残障人士拥有更广泛的行动能力和自由。
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ostrich中文是什么意思
发音：&&名词复数: ostriches&&&
中文翻译n.【鸟类】鸵鸟。 have the digestion of an ostrich 食量大；胃口好。&&&&鸵鸟&&&&阿拉伯鸵鸟&&&&朱拉尼鸵鸟&&&&掩耳盗铃的想法。 &&&&小鸵鸟&&&&鸵鸟饲养场。 &&&&驼鸟脂&&&&鸵鸟羽毛&&&&厄斯特里希盖森海姆&&&&掩耳盗铃&&&&鸵鸟胃蛋白酶&&&&鸵鸟政策。 &&&&奔跑鸵鸟&&&&鸵鸟皮; 驼鸟皮&&&&卷曲绒毛线&&&&厄斯特里希盖森海姆&&&&厄斯特里希温克尔&&&&鸵鸟式&&&&狼和鸵鸟&&&&鸵鸟自欺&&&&一根鸵鸟毛&&&&消化力强&&&&羽毛帽&&&&鸵鸟政策&&&&奥斯特里恰努&&&&奥斯特里卡
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例句与用法The ostrich indeed inhabits continents .鸵鸟确实是生活在大陆上的。An ostrich will stand from ten to twelve feet ...鸵鸟身高十到十二英尺。Can they bleach ostrich feathers ?他们能把鸵鸟毛弄白吗？They are the silliest lot of old ostriches i ever heard of .他们真是我闻所未闻的一群最傻的老鸵鸟。She can describe an ostrich or elephant with equal felicity .她可以用同样巧妙的言辞，描写驼鸟和大象。How ostriches could bear to run so hard in this heat i never succeed in understanding .驼鸟在这样干燥炎热的地带为什么能疾速长跑，我永远也理解不了。Raymond : there are hippos , tigers , lions , ostriches , peacocks , camels , donkeys , wolves , foxes , deer .雷蒙：有河马，老虎，狮子，驼鸟，孔雀，骆驼，驴，狼，狐狸，鹿。Let us see ? there are hippos , tigers , lions , ostriches , peacocks , camels , donkeys , wolves , foxes , deer ...让我看看？有河马，老虎，狮子，驼鸟，孔雀，骆驼，驴，狼，狐狸If it was just the ostriches , then i ' d be quiet如果只是鸵鸟我也不会说什么Ostrich is a type of large bird that can run very fast鸵鸟是一种跑得很快的大鸟。 更多例句：&&1&&&&&&&&&&
英文解释fast-running African flightless bird with two- largest living bird同义词：, a person who refuses to face reality or recognize the truth (a reference to the popular notion that the ostrich hides from danger by burying its head in the sand)
百科解释Pleistocene to Recent详细百科解释
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有只大鸟好奇怪，不会飞来跑得快。遇到狮子来侵犯，一脚踢它三尺外。 （打一动物）时间: 12:22　作者:未知　编辑:
小贴士：驼鸟是非洲一种体形巨大、不会飞但奔跑得很快的鸟 ，腿长，脚有力，善于行走和奔跑。
谜面：有只大鸟好奇怪，不会飞来跑得快。遇到狮子来侵犯，一脚踢它三尺外。 （打一动物）
谜底：驼鸟
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