草丛里一条蛇横过小路,身体呈 S 形,速度不快,却几乎没有停顿。有人以为它靠身体左右扭动划着走,其实每一次弯折都要向地面借一个反作用力,而这个力是从腹鳞与肋骨一路传下来的,缺一环都不成,力就传不到地面。
腹鳞一行,后缘游离,像履带的齿
蛇的腹鳞在腹面排成一行,从头后一直到尾前,数目 130–500 枚,因种而异。每一枚都是横宽的角质板,后缘游离,略微翘起。腹鳞不是平铺,而是叠瓦状,前一枚压住后一枚的前缘,整条腹面像一副履带。不同种的鳞数差别,比体色稳。
腹鳞下面连着皮肤肌,肌肉收缩时能把某一段腹鳞往前推或往后拉。后缘翘起的角度很小,顺向滑动时贴着地面滑过去,反向时钩住砂粒或草茎。这一条单向的棘齿,是蛇能前进而不能被轻易拖回的底子,也是它能攀住粗糙树皮的原因。
侧向波动:身体弯成 S,力从凸侧传给地面
最常见的走法是把身体弯成 1–2 个波,波自前向后传。身体向一侧弯时,凸侧贴地,地面给一个斜向的反作用力,分解以后有一段朝前的分力。波传得越快,前进越快,波幅越大,侧向分力浪费得越多。波幅过大,身体会打滑。
在光滑的玻璃上,侧向波动几乎无效,身体原地打转,头摆来摆去却不见前进。这不是肌肉不用力,而是地面给不出侧向的力。本文判断:蛇的速度上限由基质决定,不由肌肉决定,同一段路换到砂地上能快出数倍,换到湿泥地又慢下来。
手风琴式与直线式,窄道与硬地各有一套
钻过石缝或竹筒时,蛇把身体前后折成手风琴状:前段锚住,后段收拢;后段锚住,前段伸出。这一套不需要侧向空间,只需要前后两处能钩住的点,腹鳞在这里承担全部的锚定,肌肉只负责收放。两处锚点之间的距离,决定一步走多长。
蟒类在硬地上用直线式:身体不前弯,靠腹鳞一节节抬起、前移、落下,像履带一样推着躯干走。速度很慢,一分钟最多走几米,但耗能低,适合长途迁移。本文判断:看身体是否弯曲,就能把这套走法与其他三种分开,直线式的蛇身几乎是一条直线。
侧行式只有两三个点着地,印是断开的斜痕
沙漠里的响尾蛇与蝰蛇走侧行式:身体抬起,只有 2–3 处接触地面,斜着向前抛出,落点再换。留下的印是一串平行的斜痕,每段之间断开,看不出连续的腹面。这种走法在松沙上不打滑,腹部也不至于烫伤,每个落点只承重一瞬。
侧行的方向与身体轴线成 30–60 度,每一段印的长度约等于体长的三分之一。看印的排列能判断走法,也能粗估个体的粗细。本文判断:四种走法可以按身体是否弯曲、着地点有几处来分,不必先认种类,印子比蛇本身更容易遇到,也更容易量。
关键数据
下列数值取自常见种类,用于对照尺度。腹鳞数从头后第一枚宽鳞数到肛前,尾下鳞另计;速度受温度影响极大,低温个体的实测值只有盛夏的一半,比较时必须注明温度与基质,否则数字没有意义。
- 腹鳞单行,数目 130–500 枚
- 侧向波动通常形成 1–2 个波
- 侧行式只有 2–3 处接触地面
- 侧行印与体轴成 30–60 度
- 侧行每段印长约体长的三分之一
- 直线式速度约每分钟数米
光滑的瓷砖、厚沙与低温都会让这些走法变形
瓷砖与玻璃上,侧向波动退化成原地扭动,手风琴式找不到锚点,只能滑。厚而松的沙上,腹鳞钩不住,蛇会改用侧行或干脆绕开。这两种情形下看到的动作,都不能当作它的常规步法。换回原来的基质,动作会很快恢复。
低温时肌肉收缩变慢,波幅变小,蛇常改用直线式以节省能量;刚蜕皮的个体腹鳞发软,棘齿不锐,前进效率也低。本文判断:野外判读步法,先记温度与基质,再看动作,两者不记,结论无从复核,写了也等于没写。
参考文献
- 中国科学院中国动物志编辑委员会.《中国动物志·爬行纲》第三卷 蛇目. 科学出版社, 1998.
- Gray J. Animal Locomotion. Weidenfeld & Nicolson, 1968. —— 蛇类运动的力学分析。
- 刘凌云, 郑光美 主编.《普通动物学》(第四版). 高等教育出版社, 2009.