树栖运动
树栖运动是指动物在树上的活动。在有树的栖息地中，许多动物演化出能够在树上活动的能力。只是偶尔攀爬树木的称为攀树性（Scansorial），而另一些则是完全住在树上的动物。相较于栖息在地面上的动物，树栖动物要在树之间来回移动，这难度更大，进而导致牠们在解剖构造、行为模式与生态策略上与地面上的动物有所不同，并因不同物种而有所差异。此外，在非树木环境下，例如在岩堆或山地地形中栖息以及来回攀爬的动物也和树栖动物有些类似。[1]
有些动物已演化成树栖动物，例如树蜗牛。
生物力学
[编辑]树栖环境为动物的移动带来许多机械上的挑战，而动物则以多种方式加以克服。这些挑战包括：在狭窄的树枝上行动、在倾斜面上移动、保持平衡、跨越空隙，以及跨越各种障碍物。[1]
树枝
[编辑]在狭窄的表面（例如树枝）上移动，对于未适应此类环境的动物来说会有困难。在地面上移动时，动物的质心位置可能会左右摆动。若在树上依然如此，质心就可能超出树枝边缘，导致重心不稳并坠落。许多树栖动物不仅需在不同直径的树枝上行动，还必须能在树枝上进食，因此需具备一边维持平衡、一边用手取食的能力。这使得牠们演化出多种抓握方式，例如脚掌抓握（pedal grasping），藉以稳固地夹住细小树枝，达到更好的平衡效果[2]。
倾斜角度
[编辑]在树栖环境中，树枝生长方向有时与地心引力不一致，有时甚至是垂直的。当动物沿着倾斜的树枝向上移动时，牠们必须对抗地心引力将身体向上抬升，这使移动更加困难。为了克服这个挑战，许多动物需用四肢紧紧抓住支撑物，并提高步态频率来稳定移动。反之，当动物往下移动时，也必须控制下滑速度以避免跌落，同样需对抗重力。下降对许多动物来说尤其危险，因此高度树栖的物种往往发展出特别的技巧来控制下滑，例如增加四肢与支撑面接触的面积，借此增加摩擦力[3]。
平衡
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由于许多树枝位于高处，若从高处跌落往往会造成重伤，因此平衡对树栖动物而言至关重要。在水平或倾斜不大的树枝上，主要的问题是侧向倾倒，这是因为支撑面积狭窄所导致。树枝越细，动物维持平衡的难度就越高。而在陡斜或垂直的树枝上，侧翻的风险则较小，此时往后翻落或向下滑落成为最可能发生的情形[1]。
间隙
[编辑]许多树栖动物为了寻找食物与栖息地，必须在不同树间移动。为了能跨越树木间的空隙，牠们演化出各种适应能力。在某些地区，树与树之间的距离较近，动物可以利用摆荡通过。但有些地区，树与树之间距离较远，动物则必须具有长距离跳跃或滑翔的特殊能力[4]。
障碍
[编辑]树栖环境中常有许多障碍物，例如从动物行进的树枝上分出的侧枝，或是其他突入牠行进路径的枝条。这些障碍可能会妨碍动作，也可能成为额外的支撑点以协助移动。对于四肢动物而言，这些障碍物通常会造成阻碍[5][6]，但对蛇这类动物来说，这些突起反而有利，因为它们能当作锚点来帮助其移动与固定。[7][8][9]
演化史
[编辑]已知最早的攀爬四足动物生活在北美洲石炭纪晚期宾夕法尼亚世的蜥代龙科始攀龙属的羊膜动物。其有特化的抓握能力，被认为可以抓住树干。[10]另一种能追溯到2.6亿年前二叠纪晚期乐平世，来自俄罗斯的合弓纲异齿亚目苏美尼兽属动物也可能具有特化的攀爬能力。[11]
另见
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ 1.0 1.1 1.2 Cartmill, M. (1985). "Climbing". pp. 73–88 In: Hildebrand, Milton; Bramble, Dennis M.; Liem, Karel F.; Wake, David B. (editors) (1985). Functional Vertebrate Morphology. Cambridge, Massachusetts: Belknap Press. 544 pp. ISBN 978-0674327757.
- ^ Toussaint, Séverine; Herrel, Anthony; Ross, Callum F.; Aujard, Fabienne; Pouydebat, Emmanuelle. Substrate Diameter and Orientation in the Context of Food Type in the Gray Mouse Lemur, Microcebus murinus: Implications for the Origins of Grasping in Primates
. International Journal of Primatology. 2015, 36 (3): 583–604. ISSN 0164-0291. S2CID 14851589. doi:10.1007/s10764-015-9844-2 （英语）.
- ^ Neufuss, J.; Robbins, M. M.; Baeumer, J.; Humle, T.; Kivell, T. L. Gait characteristics of vertical climbing in mountain gorillas and chimpanzees. Journal of Zoology. 2018, 306 (2): 129–138. ISSN 0952-8369. S2CID 53709339. doi:10.1111/jzo.12577 （英语）.
- ^ Graham, Michelle; Socha, John J. Going the distance: The biomechanics of gap-crossing behaviors. Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological and Integrative Physiology. 2020, 333 (1): 60–73. Bibcode:2020JEZA..333...60G. ISSN 2471-5638. PMID 31111626. S2CID 160013424. doi:10.1002/jez.2266
（英语）.
- ^ Jones, Zachary M.; Jayne, Bruce C. Perch diameter and branching patterns have interactive effects on the locomotion and path choice of anole lizards. Journal of Experimental Biology. 2012-06-15, 215 (12): 2096–2107 [2025-07-16]. Bibcode:2012JExpB.215.2096J. ISSN 0022-0949. PMID 22623198. doi:10.1242/jeb.067413 . （原始内容存档于2018-06-03） （英语）.
- ^ Hyams, Sara E.; Jayne, Bruce C.; Cameron, Guy N. Arboreal Habitat Structure Affects Locomotor Speed and Perch Choice of White-Footed Mice (Peromyscus leucopus). Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological Genetics and Physiology. 2012-11-01, 317 (9): 540–551. Bibcode:2012JEZA..317..540H. ISSN 1932-5231. PMID 22927206. doi:10.1002/jez.1746 （英语）.
- ^ Jayne, Bruce C.; Herrmann, Michael P. Perch size and structure have species-dependent effects on the arboreal locomotion of rat snakes and boa constrictors. Journal of Experimental Biology. July 2011, 214 (13): 2189–2201 [2025-07-16]. Bibcode:2011JExpB.214.2189J. ISSN 0022-0949. PMID 21653813. doi:10.1242/jeb.055293 . （原始内容存档于2018-06-02） （英语）.
- ^ Astley, Henry C.; Jayne, Bruce C. Arboreal habitat structure affects the performance and modes of locomotion of corn snakes (Elaphe guttata). Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological Genetics and Physiology. March 2009, 311A (3): 207–216. Bibcode:2009JEZA..311..207A. ISSN 1932-5231. PMID 19189381. doi:10.1002/jez.521 （英语）.
- ^ Mansfield, Rachel H.; Jayne, Bruce C. Arboreal habitat structure affects route choice by rat snakes. Journal of Comparative Physiology A. 2011, 197 (1): 119–129. PMID 20957373. S2CID 6663941. doi:10.1007/s00359-010-0593-6.
- ^ Lucas, Spencer G.; Rinehart, Larry F.; Celeskey, Matthew D.; Berman, David S.; Henrici, Amy C. A Scansorial Varanopid Eupelycosaur from the Pennsylvanian of New Mexico. Annals of Carnegie Museum. June 2022, 87 (3): 167–205. Bibcode:2022AnCM...87..301L. ISSN 0097-4463. S2CID 250015681. doi:10.2992/007.087.0301.
- ^ Fröbisch, Jörg; Reisz, Robert R. The Late Permian herbivore Suminia and the early evolution of arboreality in terrestrial vertebrate ecosystems. Proceedings of the Royal Society B. 2009, 276 (1673): 3611–3618. PMC 2817304 . PMID 19640883. doi:10.1098/rspb.2009.0911.
论文
[编辑]- Bertram, J. E. A.; Ruina, A.; Cannon, C. E.; Chang, Y. H.; Coleman, M. J. A point-mass model of gibbon locomotion (PDF). J. Exp. Biol. 1999, 202 (Pt 19): 2609–2617 [2010-12-31]. Bibcode:1999JExpB.202.2609B. PMID 10482720. doi:10.1242/jeb.202.19.2609. （原始内容 (PDF)存档于2016-03-04）.
- Cartmill, M. (1974). Pads and claws in arboreal locomotion. In Primate Locomotion, (ed. F. A. J. Jenkins), pp. 45–83. New York: Academic Press.
- Jayne, B. C.; Riley, M. A. Scaling of the axial morphology and gap-bridging ability of the brown tree snake (Boiga irregularis) (PDF). J. Exp. Biol. 2007, 210 (7): 1148–1160. Bibcode:2007JExpB.210.1148J. PMID 17371914. S2CID 2671049. doi:10.1242/jeb.002493 .
- Lammers, A.; Biknevicius, A. R. The biodynamics of arboreal locomotion: the effects of substrate diameter on locomotor kinetics in the gray short-tailed opossum (Monodelphis domestica). J. Exp. Biol. 2004, 207 (24): 4325–4336. Bibcode:2004JExpB.207.4325L. PMID 15531652. S2CID 24341872. doi:10.1242/jeb.01231 .
- Lammers, A. R. The effects of incline and branch diameter on the kinematics of arboreal locomotion. Am. Zool. 2000, 40: 1094.
- Socha, J. J. Gliding flight in the paradise tree snake (PDF). Nature. 2002, 418 (6898): 603–604. PMID 12167849. S2CID 4424131. doi:10.1038/418603a. （原始内容 (PDF)存档于2011-07-18）.