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第八百六十一章 莱维飞行

书名:直播之荒野大冒险 作者:甲壳蚁 分类:科幻 更新时间:2023-03-11 00:22:58

狭窄的洞口前,毕方辨认着来往于此的动物足迹。

这些脚印有些留存的时间已经相当久远了。

旱季的非洲大草原地表干硬,很少会留下足迹,除非是像科莫多龙这样的巨型爬行动物,尖锐的利爪在自身庞大体重的作用下,会在坚硬的地面上留下一排小孔。

眼前众人在洞口看到的,大部分都是湿季所留下的。

倒是洞穴里面有新鲜一些的脚印,爪印,蹄印。

没有大型肉食动物。

看了半天,毕方确认了这件事。

随后便检查了一番四周环境,确认一定范围内,这条地下河只有这一个入口,便带着哈雷在一堆乱石后藏身,准备守株待兔一番。

贴着石头,毕方坐在了地上,打磨着自己的长矛。

人类的生活质量在最近的几十年里有了非常大的提升——林立的高楼、繁华的大街、美漫的夜景、这些都已经不再是新鲜事了。

科技的快速发展让我们的生活品味越来越高,过去被认为是奢侈的事情如今很容易就能被实现。

一日三餐上,也不再只是追求果腹,而是对味觉有了更高品质的要求,我们追求美食。

然而对于同样居住于地球上的野生动物们而言,填饱肚子仍然是它们的首要矛盾。

食草动物或杂食动物还算乐观,食物来源比较丰富,只要不是出生在沙漠,戈壁滩那样的地方,总有东西可以吃。

对食肉动物的要求就比较高了,它们必须通过捕猎来获取食物。

捕猎过程中,捕食者需要和猎物斗智斗勇,对精力和体力是双重考验,而且就算捕猎成功,获得的食物还无法长期保存,甚至有被抢走的风险。

毕方将打磨好的长矛背在背上,接着在附近寻找一些带着较强烈气味的植物,方便掩盖自己的身形。

或许是距离水源点近的缘故,这些在岩石缝隙中长出来的植物都是绿色的,比起先前在草原上看到的明黄色干草要充满生机得多。

我们这次来非洲大草原的主要任务之一,就是让哈雷学会狩猎,不要等自己独自在草原上生活的时候傻乎乎的,肉都吃不上。

但是不同种类的捕食者性情、口味和身体条件都有差异,捕食风格自然不同,我们也要根据动物本身的特性进行演示。

例如狮子老虎和狼的捕食风格差异,就体现了猫科动物和犬科动物的差别。

狮子老虎身板很壮,行动敏捷,后者更是喜欢独来独往;灰狼身板和速度较狮子老虎为弱,但群居生活使得灰狼的捕食效率大大提升。

加拿大灰狼在捕捉野牛时,在冰雪覆盖的自然环境下,会不断采用包夹骚扰战术使野牛群陷入混乱,伺机攻击落单的野牛。

像灰太狼那样,单凭一己之力就想扫荡羊村的情况是很少见的。

和狼相比,作为猫科动物的老虎就显得高傲不少,哪怕是大众印象中群体狩猎的狮子里,也有很多雄狮和少数雌狮喜欢独自行动。

猫科动物捕猎讲究伏击,突出一个快狠准,哪怕猎豹是速度之王,很多时候硬追也能追上,但那其实都是额外成本,能伏击是最好的选择。

所以,我们演示的重点,就是在伏击上。

不过巧妇难为无米之炊,无论采用怎样的策略,捕食行动都需要有个大前提,那就是首先要能发现猎物,否则再高强的捕食能力也属于纸上谈兵。

对野生动物而言,最自然的觅食策略,其实是单纯的遵循布朗运动和来维飞行。

布朗运动?

来维飞行?

在毕方讲如何寻找猎物时,忽然听到一个物理概念,不少观众都有些懵。

是这样没错,但找痕迹,寻踪迹,最后辨别方向的主体是我——一个人类。

对于动物来说,要明确掌握这些东西实在是太考验它们的脑容量了。

多数站在食物链顶端的动物们,例如狮子、老虎、狼、鹰、鳄鱼等等,其实都主要靠视觉来寻找猎物。

视觉信号不存在梯度差,看不见就是看不见,没有动物具有透视眼。

像鹰这样的勐禽视野宽广,在觅食方面无需大动干戈,但狮子老虎这样的陆地动物就不得不考虑一下觅食的策略问题。

在不知道猎物具***置的情况下,布朗运动是最自然的方法。

可还不等毕方解释完,观众更迷惑了。

一时间,弹幕上满是质疑,或是询问的声音。

哎,其实大家对嗅觉的世界了解太少了。

毕方挠挠头,毕竟观众们没有和他一样敏锐的嗅觉。

感知的差距,让大家好像隔了两个世界。

思索了好一会,他才举了一个自己觉得比较恰当的例子。

这样子说吧,如果在一栋别墅的二楼房间里放一个闹钟,你坐在一楼客厅里,单纯靠听觉捕捉,能否准确判断出闹钟在二楼的哪一个房间呢?

我想大部分人应该是做不到的,在嗅觉敏锐的动物世界中,它们的嗅觉,就和我们此时的听觉起到的作用是一样的,知道猎物在二楼,可是并不知道在哪个房间,而且嗅觉比听觉更具有模湖性。

只要在一个地方长时间停留,就可以制造出两个有浓厚气味的发源地,在声音的世界里这点是没法做到的。

大家对布朗运动应该不陌生,悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动,一个连续的随机过程。

其实布朗运动看起来好像不起眼,但它的发现是物理学的一个重大发展,让人类对宇宙的理解产生了巨大影响。

自然界中许多生物的行为也无形中遵守着这点,进行布朗运动的动物,就像是来到的二楼,随机进入一个房间搜索,并且从数据的角度上来说,这还是效率最高的一种方式。

它的步长服从正态分布,就像随机游动一样,它的步长和方向都是离散的。尽管布朗运动和随机游动是两个概念,也各自发展出一套不同的理论,但两者的数学本质是一样的,无论捕食者采用哪种觅食策略,发现猎物的效率实际上没有差别。

可如果捕食者真的像无头苍蝇一样漫无目的地做布朗运动,真的能很有效地找寻到猎物吗?

毕方向观众提出了疑问。

可不用回答就知道,这个答桉是否定的。

在数学上可以证明,布朗运动就和分子的自由扩散一样,单位速度的分子在时间t内平均只有根号t的位移量。

捕食者若采用这种方案找寻猎物,可能需要踏遍千山万水才能成功了。

所以在此之前还有一个判断闹钟是在小区里的哪一栋别墅,这就是另外一个数学概念,来维飞行。

发现来维飞行的是法国数学家本华·曼德博的导师保罗·皮埃尔·来维,他最早发现,生命的许多随机运动都属于来维飞行,同时包含少部分的布朗运动。

这是一个比较复杂的概念,我不就不多解释了,但有一个例子大家应该不陌生,苍蝇的飞行轨迹,应用的就是来维飞行,这个原理让它们的飞行轨迹难以捉摸,帮助苍蝇躲避掠食者还有想要敲扁它们小头的人类。

来维飞行是一种分形,也就是说不管放大多少倍,看起来还和原来的图桉类似的图形。

更重要的是,来维飞行属于随机游走,也就是说它的轨迹并不能被准确预测,就和苍蝇的步伐一样鬼魅。

布朗运动有个特点,那就是每步的步长集中在一个区域内,画成图就是钟形曲线。

来维飞行就不是这样,来维飞行图中,每步行走的距离就符合幂定律。

也就是说,运动中大多数的步子很短,但有少部分步子很长。

直播间内的绝大部分观众听到这里已经基本懵逼了。

来维飞行和布朗运动的步长的不同性质,就直接导致了来维飞行比布朗运动更有效率。

走了相同的步数或路程的情况下,来维飞行位移比布朗运动要大得多,能探索更大的空间。

这一点对于需要在未知领域打野的生物来说至关重要。

举个例子,鲨鱼等海洋掠食者在知道附近有食物的情况下,采用的是布朗运动,因为布朗运动有助于光盘——打开和清空一小片区域内的隐藏食物。

但是当食物不足,需要开拓新地盘时,海洋掠食者就会放弃布朗运动,转而采取来维飞行的策略。

石头后面,毕方与再次休息的哈雷扫视着四周,想知道有没有猎物前来。

同时继续和观众聊天。

08年的时候,一个来自央国和丑国的研究团队在自然上发表过一项研究:给大西洋和太平洋的55只不同海洋掠食者,包括丝鲨、剑鱼、蓝枪鱼、黄鳍金枪鱼、海龟和企鹅带上追踪器,跟踪观察它们在5700天里的运动轨迹。

在分析了1200万次它们的动作后,发现了大多数海洋掠食者在食物贵乏时对来维式运动的偏好。

更有趣的是,猎物,比如磷虾的分布也符合来维飞行的特征。

不仅如此,土壤中的变形虫、浮游生物、白蚁、熊蜂、大型陆地食草动物、鸟类、灵长动物、原住民在觅食时的路线也有类似的规律。

来维飞行似乎是生物在资源稀缺的环境中生存的共同法则。

对于浪迹天涯的动物来说,找到下一顿饭靠的不仅靠运气,还要靠高等数学。

在对猎物的分布情况几乎一无所知的情况下,来维飞行的效率远超布朗运动,这或许就是它们在碰运气的时候都会转入来维飞行模式的原因。

因此,后来生物学家们提出了来维飞行觅食假说,用来概括动物们听天由命时的风骚走位。

不过,野生动物听天由命,不代表哈雷也要听天由命,我们可以帮助它意识到一些地方碰到猎物的概率会更大,直接在几个固定的地点做布朗运动就好,来帮助它在草原上更好的生存下去。

跟哈雷在石头后面坐了半天,终于在中午时分,毕方在草原上遇到自己真正意义上的第一个猎物。

一只鸵鸟!

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