海豚 The Oceanic Dolphin



人們最有機會在大自然環境中見到的鯨類動物,就是海豚,可能見到的是一種海豚,或多種海豚,見到牠們都是令人高興愉快的.所以Herman Melville說:
「海豚的外貌就像是向你高興地致敬的水手,抱著很好的心靈.牠們來自微風或巨風的海浪中,牠們是住在風之中的朋友,帶有幸運的預兆.」

海豚經常游近船隻,尤其是帆船,有些海豚更會以不費氣力、輕易地,跟隨著船,如此跟隨可以是沒有目的的,海豚如何,這樣輕易隨著電動船一直令人好奇.直到近代,我們才對海豚有多些了解,明白牠們如何能尾隨快速的電動船.
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海豚如何游泳
被水壓帶動著

當一隻船駛過海面,在船頭前、兩邊的海浪都會產生壓力,波浪從船頭處產生是可見的,並證明了水面與空氣之間這壓力的存在.如果海豚的位置是令到牠的fluke倚著這壓力,海豚便可以被推進向前,原因是在fluke的兩面,會有不同的水流壓力,這和滑浪板滑水的情況十分相似,而海豚則不用把fluke放在水面,只要有這海浪壓力的差異,海豚便可乖這優勢,而且這種壓力的優勢不會限制於某種船,任何物件在水面經過也會產生這種壓力差異,我們可以觀察到,細小海豚經常附在較牠大的同伴來移動,而幼少海豚也會如此這般跟隨在母親旁邊,保持密切關係和節省移動所需的能量,而且,這種便於游泳的方法,可能養成了海豚常附在船頭的習慣,附在船頭,就像幼時在母親邊游泳一樣,會有多一點安全感.
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 海豚!
游泳:
 水壓帶動游泳
 主動游泳
 海豚的fluke
外型:
 海豚的身體
 速度
 流線型
 游泳情況
智力:
 海豚的智力
 海豚的行為
 模仿力
 愚蠢的行為
感應器官:
 海豚的視力
 海豚的聽覺
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主動游泳

不過海豚不是常常也被動地游水的,牠們其實是主動的游泳手,而且擁有令人驚訝的速度和敏捷度,不多人會有機會見到海豚在無邊海洋之中暢泳,但多數人也曾在海洋中心看過海豚如何在水池,或在訓練員附近,精力充沛地游泳、躍出水面、腳尖旋轉,用咀穿起鐵環,或其他項目.
 
一所良好的海洋生物館,可以提供十分好的機會去看海豚游泳,近近地看著牠們游泳,可以看見那有效率的游泳器官是海豚的fluke和海豚的身體後三分一部份,這部份在游泳是上下垂直地移動,製做出推動力去推動海豚向前,鯨類的fluke發展到專為拍水而設,解剖之後可看到fluke最邊緣有纖維性的物質,尾部是堅堅韌而有彈性的,為了要做出以下要說明的效果,海豚的fluke要可以改變角度,在fluke的拍水的不同時期有不同的角度動作,這些種種的功用也附在海豚的尾上.
躍出水面的striped dolphin

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海豚的flukes

海豚的flukes的纖維層是堅壁清野和密度高的,附在尾部的脊椎骨上,這部份由韌帶包圍著的,因此可以抵抗曲向上與曲向下.當我們看這fluke的橫切面時,可以看見這些纖維是有褶、曲著的,下面的褶比上面的多.這表示,如果fluke向上曲,由於上面有較少的褶,曲率亦因此較少,如果向下曲,則可以有較多的曲量度.

移動fluke向上向下,就是海豚游向前的主要動力,其實,海豚整條尾部也在移上移下,當我們看海豚,或鯨魚,游泳是,牠們的外形,我們不難看出那些部份構成尾部.對於脊椎動物(海豚)而言,肛門(flippers)以下就是尾部.我們看哺乳類動物,尾部可算是另一附加在動物上的東西(如貓狗的尾),但鯨類就不同,肛門有概在身體三分二位置,還有一有段身體在後部,所以,尾部對鯨類可說是很大,而且是身體的一部份,附在身體上的.而且,在這部份集中了主要用來移動的肌肉,肌肉附在脊骨處,向尾部處延長,令到牠們的尾像魚的尾般,較沒有哺乳類動物的外表.
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海豚身體
海豚身體並不靈活,可動性較高的位置主要是在尾部(fluke),脖子的移動性極為限制.拍動尾部主要是靠兩塊肌肉,在椎骨的上面和下面.當中,在上的稱為epaxial muscles,較下面的hypaxial muscles為大.這大小的差異提醒我們,海豚把尾移動向上,是靠上面較大而有力的肌肉控制,也是令海豚在游水時向前游的動力主要提供處.
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游泳速度

鯨類的游泳速度是令人震驚的.大條的rorquals鯨魚漫游時有9.25km/hr(5knots)或少些,但是,如果受到驚嚇,可在短距離內加速至26-27.7km/hr(14-15knots)或全速前進至37km/hr(20knots),Sei whale可算是rorquals中最快的,可在短距離內達到64.7km/hr(35knots).普遍地說,較大的鯨魚和較小的,用同一能量游泳,大的可以游得較快,因此我們可以估計海豚這小小的鯨類動物,是游得較慢的.但是這並不正確,當我們看海豚跳出水面時,可以看出牠們的速度,要躍上去觸及一定高度的物件,必須在一定距離內有一定的速度.一條海豚要跳上去接觸到水面5.5m以上高的物件,需要在助跳距階段內有36km/hr(20knots),或在離開水面之前有10.5m/s的速度,就以這些速度來看,也是可以和那些大條鯨類成員一較高下.
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流線型的海豚

一直以來,海豚的外形也因惑著生物學家和設計船的人員.在設計船之中,吃水線(waterline)的長度就是決定船的最高速度,當船已達到一定極點時,再在船上多加電摩打也是徒勞的,速度不會增加,用在這些摩打上的能量也會白白浪費掉,這是關乎決定性的原因,去影響船的移動,不管是船或海豚,而這決定性就是它或牠們的外形.
 
流線型的common dolphin
當一件物件在水面移過,水的些徵分子貼在船邊會被拉動起來,形成拖(drag),在水面以下的水層,要移動起來,就比在水面的慢很多,越下就越難移動過,直到一定深度,就是完全靜止的.在最理想的情況下,如果物件是完全流線型的,這物件便可以流暢地滑過,表面互相擦過,稱為在laminar flow的狀態下.如果這物件不有正確流線外型,或如果這物件的速度增加,laminar flow就會被分解成一連串的漩渦(turbulence),而移動的能量也被大大吸收.
這漩渦越是和物件身體接近,這阻延(retarding effect)的加量就越大.

而流線型設計的功用就是去形成可把這些漩渦(turbulence)帶到物件身體後部的流水線條,因為在後部這些漩渦(turbulence)就不再有太大阻礙的效果.
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游水的描述

海豚就是除去了這些漩渦(turbulence),Laminar flow在一條游泳中的海豚身上每一處皆是,因此海豚高速地游泳的力量也大大減低.一條靜止的海豚,浮在水平線的位置,開始向前移動,帶動向前的力量先由向上拍水的尾部(fluke)帶起,而這動作是由epaxial muscles所操作的,當fluke向上,水便由fluke的上面被力推至fluke的下面,由於fluke的形狀,這水的流動是絕不暢順的,此時,騷亂在這地方形成,漩渦(turbulence)也發展起來.一次又一次把尾向上拍把海豚後面形成低壓,水亦因此由頭部或胸部(較高壓)的地方流向低壓的,去填補回那位置,結果海豚便向前傾下地游,傾下是flipper的移動效果.一旦這向前傾下的動作產生了,再次把fluke向上拍加速了水在豚體流過,流過背部的翅,再沖走在尾部(fluke)的漩渦(turbulence).

此時海豚可以牠的力量達到最高速度,fluke也抬至最高,牠們採取了中間的滑流位置,而且在水中產生了不可忽略的阻力,這時,hypaxial muscles開始把尾部移向下,準備第二次的力量前進(把尾拍高),向下拍時,尾的頂尖卷曲向上,不是巴水潑向後面,而是把水溢向旁邊,滿油的頭部和胸膛部位的浮力令到海豚把尾拍下至一半時,已向上浮起,拍至最底,海豚的水平線位置就和起初尾部未拍向上時同一水平.向前游的海豚把這動作重複.
 

正在游水的海豚,海豚產生旋渦(vortices),但也被海豚在游水時主動地避免了,主因可說是流線型,但我們可見,海豚並非完全流線型,牠像一首潛水艇,牠的身形可以適應水流因此避免旋渦(vortices),另一說法,是海豚有動態的流線型.當海豚快速向前游,橫向的皺狀以海豚游向直角地形成,這地方是起初騷動形成的地方,但是,這不再繼續發展成為旋渦(硬硬的船就會),海豚身體的形狀因應水的壓力差異,消除了這些旋渦發展機會.可能海豚所用來消除這些旋渦(vortices)的方法比這還更聰明,很多動物學家建議,海豚在游泳時從身體表面不斷地由流出表皮細胞或油點,功用是減少drag,這和一些魚在身上涂泥的秘密一樣.

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海豚的智力

在海中看海豚,很難看出海豚的智力.但是,海豚原來極能和環境相配合,海豚優雅地在海中游泳,牠們的行為可以表示出牠們的智力,海中和被關住的是十分不同的世界,海豚有計謀的思巧活動、學習技巧的速度、發明新的動作,這些一切一切說明海豚有可觀的智力.

上述是否可靠?海豚,或鯨類,是否智力僅次人類?這問題十分難解答,對於研究動物,沒有一方面比起研究牠們的智力更高難度.而且,就算是研究人類的智力,也相當因難,還要比較住在不同地方的動物的智能?這是相當因難的.

一項天然地量度智能就是量度腦部的大小,鯨類有很大的腦部,sperm whale有最大的腦,有7.8kg重,fin whale也小不了多少,有6.93kg,不過這些鯨魚並非聰明之類,common dolphin有大概0.88kg重的腦,不比人類的腦細很多(人有大概1.3-1.7kg重的腦).

量度腦的大小,當然,應該以和身體大小的比例般地看.解剖能否助我們了解多些有關海豚的智力呢?這可以幫我們知道海豚的腦的大小比例和小腦上的皺紋的程度.實際上,我們可看到鯨類的小腦十分大,並且有高程度的皺紋,因此這是可能鯨類的腦有很多位置也可以作有功用地思巧用途.
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行為看智力

當我們看鯨魚與海豚的行為時,又有什麼發現呢?毫無疑問海豚可以被訓練到能做出很多復雜的動作,但是,動物在技巧高超的訓練員手中,即使是狗、鴿子在馬戲團中,也可以表演很多復雜動作.生物學家大多也認為海豚有其語言,牠們可以互相溝通.在一項實驗中,兩條樽鼻海豚(bottlenose dolphin)被放置在兩個相連的池中,海豚們不能相見,但卻可以聽到對方的聲音.其中一條海豚,可以看見一對燈,其中一戔會閃著閃著,另一條海豚則可以見到兩個按鈕,對應著那兩戔一閃、一不閃的燈,這條海豚必須要按動對應著那不閃的燈的按鈕,才可以有食物的回報,海豚們很快便學會這技倆,牠們互相合作,獲得食物,這推論出海豚們是可以互相溝通的.這足以證明,海豚的智力是較高層次的.可是,Harrison Matthews指出,他也訓練過白鴿,也能同樣做出這些事情.我們當然不可以低估訓練員的技術,但這類實驗實是相當嚴格,可以避免訓練員給線索那些動物..
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海豚的模仿力

海豚絕對有良好的模仿力,當一條幼少的樽鼻海豚放在一個池中,池中有另一條spinner dolphin,spinner dolphin在跳出水面時,經常會自轉,那條幼少的樽鼻海豚很快便學會了這些,幼少的樽鼻海豚之前從來未見過spinner dolphin,但也有提示情況之下,牠模仿了這自旋動作.我們可以想一想,人類也是模仿力強的動物,而且很多猿也是一樣.至於模仿力對水中生物如海豚扮演著什麼角色則不為明顯.
 
很多關於海豚謊言,由古時到現在,都說海豚拯救在水中遇險的人,海豚把人托上水面,可能這就和模仿力的行為有關.有些海豚會主動去尋找人類,這些海豚其實是一群在正常海豚群以外的海豚(正常海豚群中,海豚不會刻意去找尋人類),而且有向岸游近傾向.樽鼻海豚Beaky,在1972至1978,經常在Isle of Man和英國西南邊海出沒,Beaky是雄性的,就像上述的海豚,牠愛找尋女性和少孩作玩伴,對著女性,牠公然地在她們身上摩察,並把豎立的陰莖放在她們腰間.

牠們看似覺得這是十分滋味互惠的事,如果女性或少孩以撫摸回報牠,牠便會再逗留在她們身邊耐一點,對於男性,Beaky也同樣會這樣做,但一定要他先撫.Beaky的行為突然轉變,像是要表示牠是雄性的,對於少孩,牠不再有這種與性有關的行為.

Beaky的行為並不令我感興趣,但令我迷惑,迷惑的是牠居然可以分清人類為男的、女的,和少孩的.

有人認為海豚有復雜的語言,而且可能可以和人類溝通,利用符號語言,海豚可以被教授,表達牠們的語言能力.在這方面的實驗(對猿猴也有做),已做了很多,但也未有清楚的答案,而且也還未能和牠們溝通.
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聰明的動物作不聰明的行為

鯨類動物有一種活動,完全和智慧拉不上關係的,就是集體擱淺(stranding).有時一大群的海豚擱淺到海灘上,有很多的擱淺原因是意外,當牠們在淺水的地方,或牠們有病或己死亡,也可能會被浪沖到岸上,發生擱淺,這種擱淺原因是可解釋的.但有些情況是,如一群健康的pilot whale,自己游上岸,如果人類協助推牠們回海,牠們又會集體地游回岸上擱淺.這又是什麼原因呢?這問題的答案就決定於如何為之聰明動物,和如何去扭曲聰明度的定義,去應用於人類或猿以外的海洋哺乳類動物.我們不可以確定鯨類有高等的智力,牠們有分別東西、高度模仿力、而且易於訓練的能力,但牠們也是迷惑的動物,因此也有人認為牠們不是智力高的動物.
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