一眼看过去,你会觉得猫和狗喝水没什么区别,都是用舌头舔。
图库版权图片,不授权转载
图库版权图片,不授权转载
【资料图】
狗和猫之所以选择舔水,而不是吸水,是因为猫狗等食肉动物的面部肌肉和人类比,少了太多,在断奶之后不能密封口腔来产生吸力,所以必须依靠舌头将水送入口中。
如果光是简单观察猫和狗喝水,并没什么太大的差别,都是把舌头伸出来,然后做出舔舐的动作。
但如果引入了流体力学的研究方式,你就会发现,猫和狗喝水的方式并不一样。
01
猫是如何喝水的?
1940 年,美国洛杉矶的大使酒店举办了第 12 届奥斯卡金像奖颁奖典礼,那年,大卫·O·塞尔兹尼克制作的《乱世佳人》获得了包括最佳影片的 13 个奖项,无疑是当年的最大赢家。这和猫舔水有什么关系?我想说的并不是《乱世佳人》,而是那年的奥斯卡的最佳短片《眨眼之间( Quicker "n a Wink )》。
这个短片介绍了一种摄影技术——频闪摄影,这是一种借助电子闪光灯的连续闪光,在画面上记录物体的连续运动过程。**因为一瞬间的动作,在频闪的作用下,几十个影像会同时出现在画面上,所以可以展示出人肉眼无法看到运动过程。
在短片里面,展示了不同物体的慢动作,比如鸡蛋落在桨叶上被打碎的一瞬间,细针搓破气泡的刹那等等。其中,在 4 分 30 秒的时候,展示了一只黑白小猫的舔奶过程。通过频闪摄影,猫的高速舔奶瞬间以慢动作的方式展现了出来。
图库版权图片,不授权转载
不过这个视频离解答猫是如何舔水的问题,还差得远呢!这毕竟只是一个短片,展示的只是一个抽象的过程,并没有数据化的表述过程,算不上科学,要知道这可是科普文章。
Pedro M. Reis是一位物理学教授,他对猫如何舔水这个问题很感兴趣,在看了上面介绍的频闪摄影短片后,2010 年,他做了一个猫舔水的流体力学研究。他先找来了 10 只猫,并用高速摄影机捕捉它们舔水的每一个细节,进而转化为数据来分析。
下面几张图展示的是高速摄影机拍下的猫舔水过程:
图片来源:参考文献【1】
你会发现,在单次舔水的过程中,猫的舌尖并不是伸进液体里把奶舀进嘴里。而是将舌尖卷曲类似于一个平面,然后靠短暂地接触液面,把水稳定“带”到 3 cm的高度,在水因为重力作用下坠之前,把嘴合上,把滞空的水柱含住。这么反反复复舔 11 次,便完成了喝水的过程。
下图是猫舔水的频率(舔的动作是从舌头的伸出开始,到关上嘴巴),你可以看到舔的频率是相当稳定的,大概是每隔 0.25 s舔一下。
图片来源:参考文献【1】
舔水的最大速度约是 78 cm/s(下图)。
图片来源:参考文献【1】
水是如何被舌头带上来的呢?科学家认为,当舌头以一定的速度接触液体并离开的时候,水具有一定的粘性,动量的传递会让一部分水因惯性带离水面,就像汽车刹车的时候会把人甩出去一样。上升过程中因为有重力,水的上升速度不断减慢,只能到达一定高度。在整个作用力分析中,粘滞力和毛细管力可以忽略不计。
所以说猫在舔水的时候,不是用舌头把水舀进嘴里,而是通过惯性,把水带上来,再含住。而猫舔水的频率刚刚好在惯性和重力之间进行了完美的平衡,如果再快一点或者再慢一点都不能喝到最多的水。
图库版权图片,不授权转载
为了验证自己的想法是对的,即猫舔水的频率是由重力和惯性决定的,科学家做了一个模型来复刻舔水瞬间,模型上圆盘的大小和猫舌头接触液面的面积大小一样。这个模型会垂直接触水的表面,通过改变接触面的大小和速度,来观察这两个因素对被带上来的水的体积的影响。
图片来源:参考文献【1】
然后科学家发现,只有以猫舔水的速度和频率接触并离开水面的时候,上升的水柱体积才是最大的。所以说,猫舔水的方式是最科学的,虽然猫并不知道什么是科学。
然后科学家通过 Youtube 观察了其他猫科动物,比如老虎、狮子、美洲狮等,结果发现猫科动物的舔水都是有规律的,并且符合一个公式:
f = 4.5 M ^− 0.14 ,f 是频率,M 是动物的质量,单位是千克。公式可以简单理解为,越重的猫咪,舔水的频率越低。
02
狗是如何喝水的?
狗舔水可没有猫咪那么优雅了。同样地,科学家也是通过高速摄影机对狗狗舔水进行观察。在高速摄影下,可以观察到狗舔水的基本机制和猫差不多,都是舌尖向后弯曲,然后快速地接触水面,把水给带上来。
图库版权图片,不授权转载
图片来源:参考文献【2】
为了更清晰地看到水是如何进入狗口中的,科学家甚至动用了 X 光机进行拍摄。既然用了 X 光机,狗喝的水肯定也不是普通的水了,而是混合了钡和奶的混合物。这下可以清晰地看到,狗也是利用惯性,用舌头把水给“引”上来的。
图片来源:参考文献【2】
但狗舔水不同的地方是,狗舔水会把舌头更深地伸入到水里面,再把舌头缩回来的时候,这时就会溅出很多的水花。也因为狗舔水舌头进入水更深,因此给人一种狗是用舌头把水舀起来的错觉。
总结一下,虽然猫和狗的舔水机制一样,但狗舔水的时候,控制不好舌头进水的深度,会打出一个水花,这时候就有可能搞得自己和地板都湿漉漉的;而猫舔水的时候,则会是相对稳定的水柱,动作显得很干净。打个比方,如果说猫咪是跳水运动员,压得住水花,那么狗子就是一个普通人跳水。
看来,猫比狗优雅是真的科学,喝水压水花就可以看得出来。
参考文献:
1、Reis P M, Jung S, Aristoff J M, et al. How cats lap: water uptake by Felis catus[J]. Science, 2010, 330(6008): 1231-1234.
2、Crompton A W, Musinsky C. How dogs lap: ingestion and intraoral transport in Canis familiaris[J]. Biology letters, 2011, 7(6): 882-884.
本文由科普中国出品,苏澄宇制作,中国科学院计算机网络信息中心监制
本文封面图片来自版权图库,图片内容不授权转载
凡本网注明“XXX(非现代青年网)提供”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和其真实性负责。
2022年一季度以来,由于全国多地出现多点疫情散发、反复等状况,全国影院经营持续受到一定影响。据统计,截至发稿时,全国营业影院总数为55
2022-08-04 08:38
由虎虎所著轻小说,于2012年开播的动画《中二病也想谈恋爱!》官方近日宣布了动画十周年活动‘極東魔術昼寝結社の夏‘の秋の祝祭
2022-08-04 08:38
由爱奇艺影业、恒业影业出品,导演、编剧、作家落落执导,青年演员李汶翰、徐若晗领衔主演的爱情电影《遇见你》全国路演正在火热进行中。编
2022-08-04 08:38
由Netflix打造的《忍者神龟:崛起》大电影公布了首个官方预告,并宣布将于8月5日下午3点开播。拉斐尔、米开朗琪罗、莱昂纳多和多纳泰洛在这
2022-08-03 08:34
据灯塔专业版实时数据显示,截至8月1日10时27分,电影《遇见你》预售总票房突破1000万,累计预售人次达27万。与七夕节日气氛相契合的爱情电
2022-08-03 08:34
由张吃鱼执导,沈腾、马丽领衔主演的开心麻花科幻喜剧《独行月球》已于7月29日全国上映。上映4天,电影票房已突破10亿,累计观影人次突破24
2022-08-03 08:34
动画IP《海底小纵队》系列大电影的第二部:《海底小纵队:洞穴大冒险》正在热映中,陪伴中国小朋友消暑过夏天。上映两周后,影片获得超过60
2022-07-30 18:17
近日,改编自苏寞的同名小说,由郭虎、任海涛执导,张鸢盎编剧,杨紫、成毅联袂主演的《沉香如屑》正在热播。该剧讲述了守护结界、保护苍生
2022-07-30 18:17
看电影《独行月球》后,许多观众表示此次不仅被沈腾和马丽击中了笑点,还被沈腾和马丽戳中了泪点。电影里,沈腾饰演的独孤月终于联系上地球
2022-07-29 08:13
电影《独行月球》里的金刚鼠是根据真人动作捕捉和特效结合完成的,饰演金刚鼠的开心麻花演员郝瀚虽然在电影里没有露脸,但却用了一年的时间
2022-07-29 08:13
《独行月球》不仅含腾量100%,含疼量也是100%,沈腾在电影中被金刚鼠花式痛揍的情节让许多观众忍不住笑出了声,每天吃饭睡觉揍沈腾的猛宠金
2022-07-29 08:13
电影《独行月球》里饰演独孤月的沈腾,被马丽饰演的马蓝星意外落在月球上,开启了月球腾痛冒险之旅。首映过后,有观众表示感受到了含腾量10
2022-07-29 08:13
不愧是开心麻花,不愧是沈腾马丽,强烈推荐!好笑好看,放心买票!看《独行月球》的两小时,是今年最开心的两个小时!近日,电影《独行月球》
2022-07-29 08:13
近日,山东威海一大学女生打暑假工送外卖时,受顾客言语羞辱。该女生在社交平台发视频讲述自己的这段经历后,收到众多网友的关心和问候。26
2022-07-28 09:39
由哔哩哔哩联合坏猴子影业,共同打造的《大世界扭蛋机》系列电影短片于6月23日起正式开播,每周四晚18:00在B站平台独家上线。作为第四个亮
2022-07-26 08:27
由吴炫辉执导,古天乐担任总监制,古天乐、刘青云、刘嘉玲领衔主演,姜皓文、谢君豪、吴倩、万国鹏主演,张家辉友情客串,刘浩良、麦天枢担
2022-07-26 08:27
聚焦于法律案件与侦查缉凶的律政悬疑剧《庭外》,自开播以来,凭借抽丝剥茧、悬念感十足的剧情,掀起一阵观剧热潮。剧中的司法工作者们,为
2022-07-25 08:26
《独行月球》预告中,为了缓和与袋鼠的关系,独孤月乔装假扮母袋鼠,本想瞒天过海,却被一脚踹飞。返回地球的马蓝星为给陨石灾难下的人们带
2022-07-25 08:26
《独行月球》讲述了人类为抵御小行星的撞击,拯救地球,在月球部署了月盾计划。陨石提前来袭,全员紧急撤离时,维修工独孤月(沈腾 饰)因为
2022-07-25 08:26
近日,由张吃鱼执导,沈腾、马丽领衔主演的开心麻花科幻喜剧《独行月球》发布定档预告及海报,宣布将于今年7月29日全国上映。预告中,沈腾
2022-07-25 08:26
于7月16日上映的《冲出地球》基于导演胡一泊前作《星游记之暴风法米拉》的人物设定,主角是十六七岁的男孩麦当。故事背景发生在未来世界,
2022-07-25 08:26
迎接党的二十大优秀影片展映影片《峰爆》、《金刚川》、《悬崖之上》、《红海行动》、《中国机长》等影片热订,跻身故事片排行榜前列。值得
2022-07-18 08:03
上周末,《雷神4:爱与雷霆》的上映,继续保持住了北美市场暑期档的火爆势头,以1 43亿美元(其中2900万美元来自周四的点映)的成绩成为周末
2022-07-18 08:03
由中共义乌市委宣传部、义乌市总工会与义乌市新农村数字电影院线公司联合开展的扛旗争先·劳动光荣宣讲暨时代楷模红色电影下基层活动,近期
2022-07-18 08:03
上周末,《雷神4:爱与雷霆》在47个国际市场中首映,收获周末票房1 59亿美元,其全球累计票房估计为3 02亿美元。迪士尼公司估计,在同类市
2022-07-18 08:03