跑上跑下山坡:大小的一些后果

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 比较生理学比较生理学
• 运动能量学 运动能量学

背景情况:

• 哺乳动物的移动在水平运行时表现出大小依赖的能量成本.
• 在小型和大型哺乳动物之间,垂直跑步能力有很大差异.

研究的目的:

• 为了比较小型和大型哺乳动物的垂直与水平运行的能量成本.
• 为了研究身体大小对上坡运动的能量需求的影响.

主要方法:

• 对老鼠和黑猩猩在平面和斜坡跑步时的能量消耗进行比较分析.
• 测量每单位体重和距离的代谢能量消耗.

主要成果:

• 鼠 (30g) 在平面运行时,每单位体重消耗的能量比黑猩猩 (17.5kg) 大约8倍.
• 为了垂直抬起体重 (上坡),额外的能量成本对于两种物种来说都是相似的 (约15.5 J/kg/m).
• 相对增加的能源消耗上坡与水平运行是~1/8的小鼠与黑猩猩相比.

结论:

• 小哺乳动物的上坡跑步比大哺乳动物的上坡跑步成本相对较低.
• 在下坡跑步期间的能量回收在小鼠和黑猩猩中都是高效的 (~90%).
• 身体大小是调节哺乳动物在不同地形上运动的能量效率的关键因素.