你是否也曾好奇過:為什麼馬、驢等動物背部會演化出一個方便人類騎的「座位」呢?一起來看看動物學領域優秀答主@剁椒鹿 的回答吧。
馬、驢、鹿等動物的背部為何會演化出一個「座位」?
|答主:剁椒鹿
恭喜你發現了一個有趣的現象。
那麼現在來選擇你的坐騎吧!
快問快答時間,下面哪種動物可以提供乘騎位?

噹噹噹,答案只有犛牛。
對於人類來說,如果馴服了一個動物,沒有比騎上去更能體現人類的征服欲的了,所以以上動物人類都試圖騎過,但是總的來說除了犛牛都不太適合被騎。
你要發出疑問了,大象怎麼不能騎了?
大象,我經常去泰國的時候就看見有專門的騎大象專案啊?
諾,這是野生大象的背:

這是被騎過幾年後大象的背。

一個冷知識:
大象並不適合被騎。

馬背的自然弧度是向下彎曲的,而象背的自然弧度是向上彎曲的。
至於為什麼會有這樣的區別,其實你以為的馬背不是馬背:

比如這種半人馬那是一點都不科學的。

這整個部位不是馬背,是馬的頸部。
這裡再加個冷知識:
雖然哺乳動物形狀千差萬別,但是 90% 以上的哺乳動物有 7 塊頸椎,不多也不少。
小到老鼠、兔子,大到藍鯨、長頸鹿,都是 7 塊(樹懶、海牛等極少數動物除外)。只有長度的區別,沒有多少的區別。
馬只是脖子比較長。
而且上面這種半人馬不但會導致這種生物有兩個背部(兩套胸椎),還會導致多兩個前肢出來。
所以科學的半人馬應該是這樣:

但是仔細一看,這樣也不是特別科學的,因為它並沒有拉長頸椎,而是拉長了腰椎。
要命啦,人類的腰椎本來就很脆弱,經常出現腰椎間盤突出等問題,這就是人類為專性二足直立行走付出的代價,現在你還想騎在腰椎上?
說到這裡你應該發現了,我們騎馬的地方,是馬的胸椎。
而頸椎和胸椎的連線方式、胸椎的抗壓程度在很大程度上決定了這個動物能不能騎。
至於馬為什麼生理結構這麼優秀,在身上進化出來了一個「座位」,它到底贏在哪裡了?我先賣個關子,後面再說。
先來說說為什麼有些動物沒有提供乘騎位?
剛才已經提到,第一張圖片裡面的幾種動物都被用來騎過。卻證明了大多數是不適合的。
關於騎馬,經常騎馬的朋友可能聽說過 20% 原則,也就是說馬一般能負載自身體重 20% 的重量輕輕鬆鬆毫無壓力。
根據 2008 年的一項研究,當馬攜帶體重 15 和 20% 的負荷運動時,血清肌酸激酶活性沒有變化。
也就是說,千斤馬馱 150 斤和 200 斤的人沒有區別,不會損傷肌肉。
(血清肌酸激酶活性的增加通常用作馬肌肉損傷的指標。)
但是當負重達到 30% 的時候,肌酸激酶活性一運動就上來了。[1]
所以馬的這個標準可以用來衡量其他動物。
牛
牛作為最常見的大家畜,體重能達到 1-2 噸,按理說比馬更能承重,但是從古自今只有見過牛拉犁、拉車的。卻很少看見騎牛的。
印度的神牛指的是瘤牛,它是傳說中溼婆的坐騎,所以受到敬重。
在印度、巴西和非洲部分地區曾被用於騎乘,尤其是作為交通工具或宗教儀式的一部分。

這種牛神奇在於背部有顯著的瘤(脂肪儲存),耐熱能力強,適應惡劣環境。

印度雖然牛比較多,有幾億頭,使役的也不少(幾百萬左右),但是主要用來運輸,用來騎的不到運輸用的 5%。
這是為什麼呢?
可以對比一下美國用長角牛進行牛仔競技比賽(Rodeo),每 100,000 名牛仔競技比賽中約有 20 名遭受了嚴重傷害。
經常的受傷原因是被公牛甩下身體然後遭受踩踏。在 1989 年至 2009 年之間發生的公牛競技比賽有 16 人死亡。
對比一下騎馬的風險,馬術運動的致死率約為每 10,000 次騎乘中有 0.2-0.4 例死亡。也就說說十萬次乘坐也才 2-4 例死亡,跟英國的 1.5 次/十萬次出行的車禍率差不多。
為什麼牛不願意被騎?
你可能認為牛的性格更為偏激一些,但是野馬經常被形容性格暴躁,而牛往往看做老實敦厚的代表。
可能原因還是牛被騎的時候並不舒服。
成年黃牛體重可達 500-800 公斤,如果按照馬的 20% 舒適區來算的話,他背一個 150 斤的成年人應該沒問題。
但是問題來了,牛脊椎向上彎曲角度較馬大 3-5 度,也就是說牛背是平的,馬背是彎的。

牛:真·直角肩
馬的背部肌肉更發達,能夠更好地支撐負重,而牛的背部較為薄弱,脊椎周圍的肌肉較少,不如馬匹適合承載重量。


另外,牛的胸椎數量不如馬的多,同體重下,腰肌橫截面也比較少,再加上背肌肉力量不如馬的強。
所以承重大概只有體重的 10-15%,並且一百多斤的人騎牛會讓牛感覺很不舒服。
這就是牛沒有大規模用於騎的原因。
鑑於它的背部這麼平坦,我們也可以認為它的沒有座位的。
長頸鹿
長頸鹿看著脖子這麼長,而且頸部和胸部之間也有夾角,按理說長頸鹿應該能騎的啊?

這是長頸鹿和其他幾種有蹄類動物 C7 和 T1 連線處的示意圖(C 表示頸椎,7 是最後一塊,T表示胸椎,T1 是第一塊)。
可以看出來長頸鹿的第一節胸椎(後面 T1 代替)長得就像長頸鹿。

不是,上面是開玩笑的略過。
可以看出長頸鹿的 C7-T1 連線非常平滑,T1 簡直就像頸椎的第八塊一樣。
這就導致了長頸鹿的頸背部連線非常陡:

長頸鹿的連線處在這裡,比馬背的陡峭很多。也導致了胸椎比馬的胸椎脆弱。
成年長頸鹿頸椎長度達 2.4 米(佔脊椎總長 52%),C7 椎骨承受壓力本來就很大。
長頸鹿頸椎嚴重損傷(如斷裂或脫位)的救治難度極高,生存率幾乎為零。
那是因為每一節頸椎都很關鍵,斷掉一節以後,相當於其他部分瞬間承壓將近一半的體重,是災難性的壓強。

美國明星長頸鹿寶寶,因為頸部受傷死亡

所以為了保護長頸鹿,幾乎所有動物園都不敢開展乘騎長頸鹿的活動,因為這件事不僅對人類危險,對長頸鹿來說也非常危險。
由此看來,長頸鹿的身上也沒有一個座位。
好了,終於要說到馬了,馬為什麼能做到脖子這麼長但是頸椎跟胸椎夾角又剛剛好,而且背部肌肉力量還這麼強,這麼適合被騎呢?
難不成這就是上帝的安排?
那肯定不是啊。馬這個奇葩差點滅絕了你知道嗎?

這是馬的進化樹,可以看見馬的體型是越來越大,脖子越來越長的。
對比一下長頸鹿和金合歡樹的共同演化:

長頸鹿食譜比較單一,只愛吃金合歡樹,合歡樹被它吃得越來越高,而長頸鹿本身也變得越來越高。
但是馬的食物並沒有這麼單一,它為什麼也要發展它的脖子長度?
地面的草又被誰吃了?
要說明這個問題,讓我們先來看一張圖:

這張圖顯示了目前野生動物預估重量的佔比。
可以看見偶蹄目(牛是偶蹄目)佔比 49% 已經可以控股野生哺乳動物了。
這裡面固然是因為偶蹄目的體重比較大,但是奇蹄目(馬是奇蹄目)全都是馬、驢子甚至犀牛這種大傢伙,體重加起來也才跟兔子打平,只佔 1%,在生態圈的位置委實有點尷尬。
偶蹄目的種類數量(第一個柱狀)也比奇蹄目多很多。
雖然並不清楚具體發生了什麼,但是從這個數量上可以一窺端倪。
家馬可能起源於亞歐西部草原帶,據化石資料哈薩克北部至西伯利亞南部草原是早期野馬的馴化中心。
草原嘛,那裡當時還生活著各種偶蹄目動物,比如各種野牛和羚羊,以及兔子,當然還有野馬的同奇蹄目好夥伴野驢。
合理推測奇蹄目的馬和驢子因為跟偶蹄目以及兔子的競爭,所以不得不發展出來了更快的奔跑速度和更長的脖子,脖子長不但能吃到高處的草而且對平衡身體的跑跳能力非常重要。

這是貓科和犬科的主要差異:
1. 頭,貓科頭更圓,鼻子更短,眼睛更大(家貓是眼睛佔臉部面積最大的哺乳動物,這也是它如此可愛的原因之一)
2. 背部:犬科背更直,貓科更有弧度
3. 前肢:貓科前肢強勁有力,爪子可伸縮。犬科的爪子不可伸縮。
4. 後肢比較相近,但是總體來說還是貓科更強壯一點。
可以看出來更強壯的後肢以及具有弧度的背部能夠幫助大貓們更好地伏擊式捕獵(而犬科更擅長追逐捕獵)
一項研究 [2] 測量了家貓站立垂直跳躍時背部肌肉的實際做功貢獻佔全身做功的 51-62%,並且隨著跳躍高度的增加而增加。此外,背部力量的峰值是在後肢力量開始之前的接觸時間平均 14% 處測量的,這表明反弓的背部對地面反作用力有附加作用。
研究發現,犬科動物前肢與胸腰椎、前肢與後肢、蹠骨與股骨、肱骨與股骨以及橈骨與股骨的平均骨骼長度比顯著高於貓科動物。
這也就是它們背部比較挺直,而貓呈現一定弧度的原因。
也就是說,貓科的背部是為了跳得更高(比如貓配合超絕後肢力量,能跳到天花板上去,很多同體型的狗連床都上不去。)
所以同理可得,馬的背部並不是設計給人騎的!
而是為了更好地跳躍能力才呈現出反弓的姿態。

所以你能經常看到馬的帥氣騰空圖。
因為馬是真的能跳啊:

牛的跳躍能力差遠了……
所以說到現在終於可以說結論了:
馬背的座位是因為物種之間競爭導致的頸脖比較長,背部肌肉比較強壯,跳躍能力好導致背部反弓彎曲。
以及為了適應這種跑跳能力配套的強大腿部、胸腹部肌肉力量以及強壯的頸椎。
多方面的結果,算是誤打誤撞成了人的交通工具了。
以上~
參考:
1.Evaluation of Indicators of Weight-Carrying Ability of Light Riding Horses
2.The role of the vertebral column during jumping in quadrupedal mammals
題圖來源:《我的阿勒泰》