动物志，关注动物福利和生态环境保护 说起来很多人可能不相信，人类冲刺速度虽然在动物界排不上个，但耐力相当可以。目前，人类的马拉松世界纪录是大约两小时，而鲜有野生动物能在两小时内跑 42 千米远的距离。 人类为长跑而生 人类在演化过程中对身体设计做了诸多改进，使人体更适于长跑，下面列举几点。 不同于绝大多数哺乳动物的四足行走，人类是两足行走的。两足行走面临着动力不足、提速慢的问题，但相应地也减少了阻力，节省了能耗，更适合长跑。 人类强大的散热能力是动物界绝无仅有的，人体绝大部分皮肤裸露、没有体毛，汗腺十分发达，通过排汗散热远比其他动物通过喘气散热效率高。 与猩猩、长臂猿等猿类相比，人类弹簧一般的韧带和肌腱更适合奔跑。人类胸腔宽阔，更适于奔跑中的深呼吸（猎豹也有类似特征）；而腹部和腰部较窄，使我们能在奔跑的同时摆动胳膊，保持重心稳定，使奔跑方向始终向前，而不会左右摇晃。人类的平衡感也更强，能在奔跑中保持头部稳定。 奔跑的男子 臀大肌，是我们人体最大的一块肌肉，这块肌肉几乎专职用来跑步，走路是用不上的。人体骨骼肌中有丰富的肌糖原，健康的普通人体内贮存的肌糖原也够我们跑马拉松了。 足部设计也比猿类更适合奔跑，人类的脚趾较短，大脚趾与其他脚趾一样生在前方，而不是长在一侧，这在跑步中增大了动力，减小了阻力。 此外，人类演化过程中存在着明显的减重趋势，即身高变高了，但单位身高的粗壮度却下降了。无论是猩猩等现存猿类，还是南方古猿等古代猿类，都远比现代人粗壮。 大猩猩，显而易见猿类是不适合奔跑的 正因为与这么多的适应性演化（当与猿类作对比，就显得尤为明显），人类才能拥有出色的长跑能力。 为什么人类为长跑而进化？一个合理的解释是为了吃肉，在弓箭类武器发明之前，人类重要的狩猎方式就是把野兽跑死。原始人连续一个多小时追赶猎物，当猎物身体过热而跑不动了，人们就可以赶上猎物将其杀死。现在非洲有些土著居民仍采用这种方式狩猎。 奔跑能力在食腐中也占有重要意义，当兀鹫降落，就意味着那个地方有兽尸。非洲充满着鬣狗、兀鹫、胡狼等多种清道夫，原始人必须尽快赶过去，才能分一杯羹。 最著名的奔跑者，墨西哥印第安人 Arnulfo Quimare（右），曾一口气跑了 90 千米山路 人马马拉松比赛 马是唯一一种与人类比赛过长跑的动物，英国威尔士的兰尔提德 - 韦尔斯小镇每年都举办人马马拉松比赛。比赛自 1980 年至今已经举办了 40 届了，人只赢了两次，2004 年和 2007 年。人的最好成绩是两小时零五分，而马的最好成绩是一小时二十分。 人马马拉松比赛 但人马马拉松的赛程比官方马拉松短 7 千米，只有 35 千米，而且赛道比较崎岖，这对马比较有利。但马要载着骑手而人没有任何负重，这点对人有利。因此人和马都没有发挥出最高水平。 考虑到马在 80 分钟内跑完了 35 千米山路，它在两小时内跑完马拉松是很有希望的。不过，英国纬度比较高，这点对马大大有利，因为马的散热能力远不如人。人跑赢马的两次都发生在天气很炎热的情况下。 人马马拉松比赛成绩统计 动物的耐力 自然界中，多数跑得快的动物耐力都不怎么样。现存跑得最快的动物是猎豹，速度比最快的短跑运动员快三倍。但它身体散热效率非常差，奔跑中产生的热量只有 10% 能散出去，因此它只能短距离冲刺，一旦身体过热（体温超过 40℃）就没法再跑了。 作为耐力狩猎的爱好者，犬科动物散热效率远高于猫科（可达 80% 左右）。有学者观察到，一只两岁半的年轻母狼追了一头白斑鹿 130 分钟，跑了 21 千米的路程。虽然狼和鹿都没有全速跑，但狼想吃肉、鹿想活命，因此这个例子还是能说明一定问题的。此例中狼和鹿的速度只相当于人类马拉松记录的一半，但考虑到野外道路远比马拉松跑道崎岖，也是很不容易的。 此外，一只 13 岁的老狼用了 7 分钟追上了一只兔子，之后它气喘吁吁地休息了 22 分钟，才将兔子埋起来，然后又睡了 40 分钟的觉。一只周岁大的年轻母狼花 3 分钟抓住了一只兔子，之后休息了 11 分钟才将兔子吃掉。 狼追逐鹿 总而言之，与人类相比，浑身长毛的野生哺乳动物在奔跑中散热是一大难题，天气越热，人类的长跑优势越明显。前述几个狼耐力观察记录都发生在北极圈附近。 一些人喜欢举塞伦盖蒂大迁徙的例子，当地角马、斑马和汤氏蹬羚虽然每年迁徙要走 1000~2000 千米的路程，但它们走走停停，平均时速并不快（只有 1 千米 / 小时左右），而且它们边吃边走，还能沿途补充营养。历史上，人类行军也曾完成过比这个更高难度的。 最有希望跑赢马拉松的动物 有趣的是，我查阅资料后发现，最有希望赢得马拉松比赛的居然不是哺乳动物，而是不会飞的大鸟——鸵鸟。鸵鸟也具有两足动物能耗低的优势，而且相对人类，它有以下几个特征更适合奔跑。 鸵鸟和人类腿部构造对比，我们目测的对应结构（绿线）与解剖学揭示的真实对应结构（红线）很不一样 首先是大长腿。鸵鸟腿部构造与我们人类的不太一样，我们看到的鸵鸟大长腿实际是它的脚，看起来像膝盖的部位其实是脚踝，而它的腿尤其是大腿很大程度上被羽毛盖住了，它只用脚趾走路（即趾行性）。 鸵鸟的腿部比例，很大程度上加长了小腿和脚的长度，而缩短了大腿长度，这大大加大了步幅。鸵鸟在奔跑时步幅可达 5 米。 我们注意到，鸵鸟站立时腿部不像我们人类那么挺直，大腿和小腿成 90°夹角，大腿向前弯曲，小腿向后弯曲。这个姿势很像短跑运动员预备跑时的蹲伏姿势，能在起步时获取最大的加速度。但是，人类只有在起步时能把自己摆成这种姿势，而鸵鸟每跑一步就自动回到这种姿势，每一步都能获取额外的加速度。 短跑运动员的起跑姿势，鸵鸟日常就是这种姿势的 与人类的跖行性（整个脚掌着地）相比，鸵鸟的趾行性减小了跑步时脚与地面的接触面积，从而减小了摩擦力，节省了体力。 此外，与人类灵活的腿部关节（想想芭蕾舞演员）相比，鸵鸟的腿部关节相当僵硬，几乎就只能做前后运动。这样，在跑步时鸵鸟的肌肉力量只用来提供动力就可以了，而不用额外费力阻止关节侧向移动。 正因为有上述适应性特征，鸵鸟的冲刺速度远远快于人类，可达 72 千米 / 小时。 鸵鸟虽没有人类那样发达的汗腺，但鸟类特有的双重呼吸使其散热效率明显高于同样依靠呼吸散热的哺乳动物。 奔跑的鸵鸟 关于鸵鸟长跑表现的资料是比较缺乏的。毕业于海德堡大学生物学专业、后在动物园中从事鸵鸟研究的学者 Nina Schaller，在一篇科普文章中称，鸵鸟只需用 40 分钟就能跑完马拉松；维基百科中说鸵鸟可以保持 48 千米的时速跑半个小时。上述数据都未给出实验证据，似乎有点夸张。不过鸵鸟确实很有可能在马拉松比赛中胜过人类。 总而言之，关于野生动物长跑能力的实验数据非常缺乏，现有的理论研究也不足以将这个问题定论，本文仅供抛砖引玉。影响耐力跑的因素挺多的，包括天气状况，地面状况，能不能补水，能不能休息，等等。 非洲布须曼人，耐力狩猎的实践者，现在更喜欢用毒箭狩猎 可以肯定的是，人类由于出色的散热系统，是耐力跑的佼佼者之一。特别是在天热、地面平坦的情况下，人类耐力跑的优势将最大限度地发挥出来。 参考资料 1. Tara Parker-Pope, 2009. The Human Body Is Built for Distance. 2. Nina Schaller, 2011. Birds on the run: what makes ostriches so fast? 3. L. David Mech, 1997. An Example of Endurance in an Old Wolf. 4. 维基百科词条“人马马拉松”。 阅读原文
