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把科学带回家
作者|万物
（图片来源：Wikipedia）
我们经常能见到在草原上无拘无束奔跑、生活的羊群，它们一边吃草一边悠闲地抖抖身上的绒毛。但是，同羊不同命，在世界的另一个角落里，还生活着另一种山羊：它们一辈子生活在悬崖峭壁上，天生就会飞檐走壁。
它们如何练就一身“轻功”？又是什么将它逼上了如此“绝路”？
看得我恐高症都犯了......｜Wikipedia
这种山羊名叫雪羊（学名：Oreamnosamericanus），主要以生长在高山上的草、蕨类、苔藓和地衣为食，它们常年栖居在树木线以上的陡峭山坡和悬崖上，只要有可以立足之处，不论如何陡峭，它们都可以轻易地上下。
当然，这都得归咎于雪羊那能让它攀爬高山的身体构造：（1）它们的蹄子有一个坚硬的外壳，可以让它们与悬崖壁上几乎无法用肉眼看清的缝隙相嵌合；
（2）它们蹄子底部的软垫就像登山鞋一样，施加力量时，软垫会像吸盘一样牢牢地抓住山体崎岖的表面，并与之形成相契合的形状；
（3）脚趾呈现V字，间距很宽，能灵活地分开并插进岩壁缝隙；
（4）雪羊拥有发达的悬蹄（即主蹄后面的小蹄），可以帮助它们在峭壁上静止，起到刹车的作用；
（5）从侧面看，雪羊的身体厚实而又肌肉发达，但是从正面看，它们又是窄长的，这种身体形状能帮助它们在悬崖上狭窄的突出物上保持平衡。
雪羊的蹄子｜YouTube
光观察雪羊这些身体构造上显而易见的进化特征还远远不够，人们想更进一步地弄清楚它们的运动机制。但是，由于雪羊的栖息地多在偏远地区，地形复杂，人迹罕至，科学家们很难亲眼观察到雪羊的攀升过程，这怎么研究呢？
来自加拿大卡尔加里大学的生物力学研究人员RyanTLewinson和DarrenJStefanyshyn想到一个简单（偷）易行（懒）的办法：在YouTube上看视频！
于是，他们在视频网站中找了一只雄性雪羊攀登加拿大落基山脉的视频，并逐帧分析了它的动作，以观察这些步伐坚定的“登山者”是如何成功攀登那些近乎垂直的表面的。
图中显示了雪羊攀爬运动的9帧图像，重心位置由红色空心点表示。前6帧为攀爬的推出阶段，即后肢与山表面接触，最后3帧为引体向上阶段。｜参考资料[2]
雪羊攀爬主要分为两个阶段：推离阶段和引体向上阶段。在推离阶段，雪羊前肢靠近躯干，后肢尽力舒展，山坡表面还给予后肢很大的推力，然后靠附着在颈部和肩膀的强壮肌肉牵引身体。
在引体向上阶段，雪羊将前肢肱骨“锁定”在一个相对于躯干恒定的位置，使肘部保持在接近全身重心的位置，保持稳定，再将后肢抬高到躯干附近，同时折叠前腿保持运动直线上升。
羊：看我飞檐走壁如履平地！｜YouTube
研究人员观察到，发力点实际上是在雪羊肩膀的前面。这表明，雪羊的颈部肌肉可能会在攀登过程中提供额外的肌肉优势。他们还注意到，这只雪羊在爬山时，似乎在有策略地让前腿靠近身体的重心，方便后腿舒展产生强大的向上推进力，而非笨拙地旋转它的身体。
关于山羊攀爬机制的完整研究以论文Adeiveanalysisoftheclimbingmechanicsofamountaingoat的形式发表在Zoology上。当然，也有不少人包括研究员在内对于看视频来研究雪羊的攀岩过程产生了一个疑问：所有的雪羊都是这样攀岩的吗？
研究人员认为，这是一次关于年轻雪羊的机会主义的研究，也许其他年龄段的雪羊会采用不同的方式攀爬岩石。
换句话说，他们还需要研究YouTube视频之外的东西。
大坝上“长了”好多错落有致的羊群｜参考资料[1]
这些羊究竟为什么对悬崖峭壁如此钟爱？科学家认为，这些雪羊爬悬崖是为了维持身体所需的钠，舔掉石头上的盐和矿物质，并且由于岩壁上鲜有别的动物造访，也生长着一些植物，羊在补充盐分的同时，还能吃到食物。
以色列本·古里安大学保护生物学教授DavidSaltz说：“动物的运动可能由不止一个因素驱动。”除了石头的盐和矿物质外，躲避天敌也是它们热衷于悬崖峭壁的原因之一。
在平地上，雪羊的生存能力并不算强，为了躲避猛兽的追捕，它们不得已往高处奔逃，慢慢就练出了“飞檐走壁”绝技。虽然与悬崖已经适应的如此熟练，但还是不时会有雪羊失足从高空跌落，以及雪崩将它们掩埋的事情发生，能活下来的雪羊都是勇敢的幸运儿。
飞身上树的山羊成为了当地的奇景，许多游客慕名而来｜Wikipedia
摩洛哥也生活着类似的一群山羊，只不过它们的栖息地从悬崖峭壁变成了树杈，惊心动魄的程度稍减。这群山羊喜欢爬树，在近年来屡次成为头条新闻，被人们一度认为是北非国家独有的自然现象。
其实，在某种程度上还是羊的生存本能。我们都知道摩洛哥境内的撒哈拉大沙漠干旱少雨，虽然有部分青草和灌木，但数量有限，没有足够的食物满足羊群。
而顽强生活在当地的摩洛哥坚果树每年六月左右都会产生一种看起来像枯萎橄榄的成熟水果，于是在生存的逼迫下，这里的山羊就进化出了爬树的能力，将摩洛哥坚果树的树叶和果实当成自己的食物，以保证自己能够存活下去。
阿甘树｜Wikipedia
会爬树的山羊不但为当地的居民节省了一部分的粮食，还为当地人带来了巨大的财富。因为山羊将摩洛哥坚果树的果实啃食干净之后，就会在树下留下一地的果核，这些果核可以榨成世界上最昂贵的食用油——摩洛哥坚果油或者做成化妆品的原料，摩洛哥坚果油一升的价格能卖到30~50美元。
如果没有山羊帮忙啃食坚果，手工碾磨制作一升摩洛哥坚果油则需要花费三天的时间，经历在阳光下干燥、果核分离、去果核、留果仁，然后用石磨仔细研磨等过程。
拥有坚实外表的坚果和果核｜Wikipedia
不管是上树还是上悬崖，山羊们都能在树枝和峭壁之间如履平地，从远处看就像是树和岩石上长着一簇一簇山羊，让人们不得不感叹活得时间久了什么奇怪事都能见到。
但是，对于羊群来说，选择悬崖/树杈还是平地，这是关乎生死的考验。
悬崖还是平地？That|saquestion.
（图源Gifer）
[2]Lewinson,RyanT.;Stefanyshyn,DarrenJ.(2016).Adeiveanalysisoftheclimbingmechanicsofamountaingoat(Oreamnosamericanus).Zoology,,S0944200616300514–.doi:10.1016/j.zool.2016.06.001
