测试哺乳动物会不会游泳的残酷实验
我女友的祖父母，奥黛丽和哈米什（Audrey and Hamish），是一对充满好奇心的夫妇，对所有与生物学相关的事情都保持了热切的兴趣。 有一天，他们决定测试奥黛丽的一项经典理论。
"我一直认为所有哺乳动物都会产奶，并且会游泳，"她说，"虽然不是两样都会。" 于是，他们跟女儿们聚集在花园池塘边，紧紧抓着他们的宠物豚鼠。"我们用了一个渔网，以防有人遇到危险，我们把豚鼠放在池塘一边，让它狗刨——或者说用豚鼠刨游到另一边。" "这是我们唯一做过的实验，"哈米什说，他认为由于大多数哺乳动物靠四肢行走，他们应该会本能地用"狗刨"式游泳。 但他是对的吗？ 大多数哺乳动物会本能地用狗刨式游泳吗？（图片来源：BlueOrangeStudio/Alamy） 一些哺乳动物显然是天生的游泳者。鲸鱼，海豹和水獭已经进化到能够不费吹灰之力在水中游动。许多陆地哺乳动物也会游泳；狗当然是其中之一，还有其它家养动物例如羊和牛。即使猫也能游得很好，尽管他们并不喜欢。 其它种类的哺乳动物却有着不会游泳的名声——比如骆驼。他们可能是沙漠之舟，但它们很少能在水边，为何要拥有游泳的本领？事实上，咨询过骆驼兽医和牧场主之后，我们发现这些长着驼峰的四足动物在遇到水时会不可思议地渴望进入水里，特别是称为卡拉伊（Kharai）的古吉拉特（Gujarat）"游泳驼"这个品种。 与此同时，传说猪也不会游泳，但这完全不是真的，巴哈马政府会非常乐于告诉你，盘踞在大主礁（Big Major Cay）的海上猪群已经成为当地一个著名的景点，让这个群岛得以自封"游泳猪的官方之家"（"Official Home of the Swimming Pigs"）的称号。 如果居住在沙漠中不代表不会游泳，那么重量呢？ 一些哺乳动物是天生的游泳健将（图片来源:imageBroker/Alamy） 科学家曾经认为，大象这种陆地上最重的动物不会游泳。这个假设意味着生物地理学家必须想出为何在远离加州、中国和地中海海岸的岛屿上存在象化石这一现象的复杂解释。 事实证明大象是游泳健将，能够一口气游接近50公里。甚至有人建议象鼻最初进化是作为浮潜的呼气管。 即使是犰狳（armadillo）也不会被其笨拙的外壳所妨碍，当在水面上划行时，它可以通过吸入空气让腹部和肠道膨胀起来，以抵消身体的重量。 这个方法对于初学者而言还不错，但世界上已知有5,416种哺乳动物。要确认所有这些都会游泳，这牵扯要将许多不情不愿的动物浸泡在池塘里。 宾夕法尼亚州西切斯特大学（West Chester University, Pennsylvania）水中运动专家弗兰克·费什（Frank Fish）说："我得说已经做过这些实验了。"没有人会对每个哺乳动物进行实验，但是有一段时间，把动物丢进水里来测试它的游泳能力并非新鲜事。 1973年安·戴格（Anne Dagg）和道格·温莎（Doug Windsor）所写的一篇研究论文将27种陆行物种，从鼩鼱（shrew）到臭鼬（skunk），放入一个三米长的水槽中，观察他们如何游动的。幸运的是，他们都能够游泳 —— 甚至是蝙蝠，它在水中"艰难地用翅膀划水，好像人类的"碟式蛙泳"（butterfly breaststroke）。" 即使蝙蝠也可以用翅膀游泳（图片来源: Arco Images GmbH/Alamy） 可悲的是，研究人员并不总是满足于发现动物能否游泳。 戴格和温莎的论文提到了50年代末直至整个60年代进行的一系列毫无同情心的实验，实验中各类物种被强迫游动直至筋疲力尽或者死去为止"。 值得庆幸的是，今天不太可能进行这种实验。 "道德已经改变了，当时可以接受的事情如今是不能接受的，"费什证实道。 除此之外，这样的研究似乎证明了奥黛丽的理论，特别是即便对水中生活完全不习惯的动物，例如蝙蝠，也能在水里游得很好。 那为什么对哺乳动物而言，即使是那些没有什么必要去游泳的动物，存在游泳这样一种广泛的行为呢？费什认为这是哺乳动物解剖结构的副产品。他说："哺乳动物具有大小恰到好处的肺，这将给他们带来相当的浮力。" "皮毛也很重要，但随着哺乳动物越来越大，它的重要性就变小了。"皮毛与哺乳动物堆积的皮下脂肪一起，使它们能够适当地浮起来。 "考虑到所有这些，哺乳动物更能浮起来，"费什说，"如果你能漂浮，那么你就可以游泳。" 那么我们是要假设每个哺乳动物都会游泳吗？1963年地一篇关于"金仓鼠的游泳能力"的愉快而难解的专题论文中写道，"众所周知，大多数野生哺乳动物都可以游泳"。大部分，但不是全部。从文献中可以看出，共有两组哺乳动物不会游泳：长颈鹿和大型类人猿。 长颈鹿可以浮起来，但要竭力保持他们的鼻孔不进水（图片来源: Steve Bloom Images/Alamy） 长颈鹿绝对不像天生地游泳者。有这样极端的解剖结构，它们似乎真地无法漂浮在水中。没有人会愚蠢地建造个长颈鹿大小的水箱，但感谢一些好奇的古生物学家，我们可能不必这么做。 受到众多有关这个主题的研究文献引发的好奇心的驱使，科学作家和古生物学家达伦·耐什（Darren Naish）决心测试长颈鹿不会游泳的假说。他在《四足动物学》（Tetrapod Zoology）博客中写道："我非常怀疑这类断言，像巨龟、猪、犀牛和骆驼这类动物，有时会被说成不会游泳，其实它们游得还行甚至是很好。" 为了设计一项符合道德标准而且不用水的实验，耐什找到加拿大艾伯塔省特兰赫勒的皇家泰瑞尔古生物学博物馆（ Royal Tyrrell Museum of Palaeontology in Drumheller, Alberta, Canada ）的唐纳德·亨德森（Donald Henderson）。亨德森专门制作已经灭绝和现存的动物的电脑模型。 "我最初开始制作这些运动模型是为了分析运动和估测体重，但后来我意识到我也能用他们来观察漂浮效果，"他解释说。幸运的是，亨德森实际上有一个预先准备好的长颈鹿模型，所以双方决定最终把事情进行下去，确定它是否能够漂浮。 亨德森说："我们发现长颈鹿可以漂浮，头部靠近水面，但是这样的姿势让保持鼻孔不进水有点难，"亨德森解释说，这种长肢上的阻力也使得它在水中显得非常笨拙。他说："长颈鹿游泳并非不可能，但是会很费劲，我可以明白他们为什么不愿意这样做，"他总结说， "这可能会导致我们观察不到长颈鹿游泳。" 类人猿可能天生不会游泳，但他们可以学习如何游泳（图片来源: Arco Images GmbH/Alamy） 测试类人猿游泳能力的方式，远远谈不上人性化。行为生物学家罗伯特·耶克斯（Robert Yerkes）记述了二十世纪之交的一个故事，布朗克斯动物园（Bronx Zoo）的创办人威廉·霍纳代（William Hornaday）将一个温驯的猩猩（orang-utan）带到了一条小河上洗澡： "我把他放在水面上后放手，这非常违背它的意愿。他是否游泳？几乎没有，他立刻把脚翻上来，他的脑袋往下坠，好像里面灌满了铅而不是大脑。" 这项残酷的实验很不幸并非例外。耶克斯自己描述了他曾将年轻的黑猩猩投入水中，看他们是沉没还是游泳。他表示："毫无例外，他们激烈地挣扎，然后快速沉没，"他写道。因此，动物园经常使用护城河防止类人猿逃跑。 霍纳代描述"它不是像其他动物那样用胳膊和腿猛烈地击打，它们的肢体只是像四根棍子一样从身体上直接伸出来，缓慢地微弱地移动"。显然，对于类人猿来说，某些事情使得他们无法协调地游泳。 南非威特沃特斯兰德大学人类进化研究所（University of the Witwatersrand's Institute for Human Evolution in South Africa）研究员雷纳托·本德尔（Renato Bender）说："人们会告诉你，黑猩猩不能游泳，因为他们浮不起来。 "这跟浮动无关，而是关于拥有正确的游泳姿势。" 被捕食者追捕时，袋鼠可以逃到水里（图片来源: Marc Anderson/Alamy） 他的观点是，大多数哺乳动物本能地会游泳，因为他们用的是与在陆地上同样的姿势——就像我女朋友的祖父哈米什所怀疑的那样。 费什说："如果你是一个四足动物，当你游泳时，基本上你做的就是使用已经建立起来的运动模式，并将其应用到水中。这就是为什么游泳的四足动物都倾向于使用"狗刨"式。 注意到被捕食者追捕时袋鼠会逃到水里，堪培拉澳大利亚国立大学（Australian National University in Canberra）的乔治·威尔逊（George Wilson）发现，当之前没有游泳经验的红袋鼠进入水池时，它们就开始狗刨，这与他们通常的跳跃步态有很大的不同。 他得出结论认为这可能在其进化史上"代表回归早期"。即使在最优秀的适应了水生的生物中，模式也大致相同。 "海豚基本上是在水下无腿奔跑，"费什说。 但类人猿也是四足，那为什么这个逻辑不适用于他们？ 早在2013年，本德尔和他的妻子妮科尔（Nicole），一位瑞士伯尔尼大学（University of Bern, Switzerland）的医学研究员，就通过拍摄到一只名叫库珀（Cooper）的黑猩猩和一个名叫苏莉亚（Suryia）的猩猩快乐地游过泳池的视频向流行观点发起了挑战。这是观察到大型类人猿游泳的第一个视频。 反直觉的，研究人员认为这个行为解释了类人猿缺乏天生游泳能力的原因。 我们许多人孩提时就学会了游泳（图片来源: Nick Moore/Alamy） 这些类人猿不是生来就具备这个能力；他们不得不学习。本德尔自己以前就是一名游泳老师，他指出了他们动作方式的一个关键区别：少用狗刨，更多使用蛙泳姿势。 他认为这种风格的变化并不是意外，而是暗示着深刻的进化史。由于这些类人猿的祖先适应树上的生活，不仅丧失了进入水里的需要，也改变了神经运动系统和解剖结构，使其更适合于通过树木摆动行进。 这些变化导致了一个类人猿的祖先不仅丧失了欲望，而且也丧失了狗刨式游泳的能力，这一假说称为"萨奇（Saci）最后的共同祖先假说"，萨奇这个名字是本德尔借用自巴西民间传说中一个独腿角色，他不能游泳。在某些类人猿学会游泳的罕见例子里，源自树上生活方式的新增肢体运动姿势使采用蛙泳中的"蛙踢"式更为自然。 这里的意思是，游泳不仅仅是浮力和四肢的快乐副产品，而且自然选择（natural selection）在其他所有哺乳动物身上都积极地保留了游泳的能力。然而，费什认为这可能是一个延伸："当鱼类开始从水中走出的时候，哺乳动物在泥盆纪（Devonian）时期丧失了水生能力，"他解释说。 "这是将你回归的机会保持了一段很长的时间。" 不过，奥黛丽的假说并不偏离太远。游泳似乎在一些相当意想不到的哺乳动物的生态学中起着惊人的作用，无论是史前大象的流散还是袋鼠逃避掠食者的追杀。也许这是比以前所认可的更重要的行为。 那么对于游泳已经超越了生态学意义的哺乳动物，那个另外的不会游泳的大型猿类——即人类——来说呢？ 婴儿没有先天的游泳能力（图片来源: Cultura RM/Alamy） 有一个普遍的信念，也许源自那张涅槃乐队（Nirvana）专辑的封面，婴儿拥有先天的游泳能力。这不是真的。当婴儿浸在在水中时确实能够屏住呼吸，这不应该被误认为是游泳。屏住呼吸是哺乳动物潜水反射的一部分 ——由于浸入水中而产生的一整套生理变化，存在于所有哺乳动物身上，但在海洋物种中最强。像我们的猿类表兄弟库珀和苏莉亚一样，人类必须学会游泳。 但是，我们作为聪明的灵长类动物，我们已经学得很好。世界上最好的自由潜水员和奥林匹克运动员可以实现对任何其他陆地哺乳动物而言难以想象的英勇事迹，世界各地的人们为了工作、玩耍和文化的缘故而学习游泳。 与其他猿类相比，我们与水的亲和力这一特征鼓励所谓“水猿假说”的流行。这个理论认为，我们的许多体态特征（无毛，双足，脑容量大等）是由我们进化历史中有一段时间生活在半水的环境中所致。 水猿假说缺乏科学支持，但却获得了很多信徒。本德尔觉得它的受欢迎程度扼杀了对灵长类动物与水的相互作用以及它对我们的行为和演化的影响的严肃研究。 "我想让人们明白，你应该区分人类进化中水的因素和水猿假说，然后开始进行科学研究，"他说。 "有很多证据表明黑猩猩和猩猩可以玩水玩几个小时。水很有趣，有灵智的动物会觉得水很迷人，而我们是有灵智的动物。" 请访问 BBC Earth 阅读 英文原文。