魚類的垂直尾巴，與鯨的水平尾巴，各有何優缺點？

知乎使用者qZi3ZR2022-04-19 03:33:25

二者在推進效率、最大速度等生物力學方面各有何優缺點（魚類以上下對稱的正尾型為例）？

在其它功能方面，二者各有何特點？

在生理因素（例如進化過程、發育過程、資源消耗、疾病、受傷等等）方面，各自有何特點？

海洋哺乳動物的水平尾巴：

魚類常見的垂直尾巴：

圖書來源於百度。

@李裡裡Lilili@知旅

2018-04-21 02:24:03

其實這個尾巴上下還是左右，沒有什麼優劣之分的。

鯨能進化出上下襬動的尾巴，完全是因為它是哺乳動物。

脊椎動物中，只有哺乳動物運動時，脊椎上下活動。鯨類繼承自祖先的特徵。

魚龍也是左右擺動的，對比鯨類和魚龍的骨骼：

魚龍：

鯨：

鯨類脊椎上下運動，所以尾巴水平；

魚龍脊椎左右運動，所以尾巴豎直。

我們再看腰椎那個地方，鯨類腰椎完全沒有肋骨了。現存哺乳動物都是這樣。魚龍，以及其他爬行動物腰椎都是有肋骨的。腰椎沒有肋骨，上下活動才方便。

其他哺乳動物，例如人：

貓主子：

至於這個結構怎麼來的，應該開始於二疊紀的獸頭獸：

這樣有什麼好處？

可以做這種事情（哺乳動物最重要的事情）：

脊椎的不同導致了合弓綱和蜥形綱運動方式的不同。

在海洋裡表現為不同的尾巴，在陸地上表現為二足和四足運動。

跑的快的蜥形綱動物，例如恐龍，是二足。

哺乳動物絕大部分為四足奔跑。

其實看看鯨魚有腳的時候，鰭足想踩水前進，脊椎就得上下活動。

羅德侯鯨：

看看今天的鰭足動物怎麼游泳就好了：

2018-04-20 13:00:28

先說說造成這種差異的原因吧。

生物這種東西還是要看歷史的程序的。

哺乳動物尾巴左右排布是進化留下的痕跡，在陸地上運動時，為了對抗重力，哺乳動物的脊柱更擅長進行上下運動，左右運動更弱一些。

即便是已經將脊柱豎起來了的人類也不例外，大家可以試著扭扭屁股，前後擺動要比左右擺動方便不少。

當原始鯨魚回到水中時，沿用了地面上的設計，於是形成了上下襬尾的流派。

需要注意的是，鯨魚進化過程中四肢的作用也是不可忽視的，在初期鯨魚是將四肢作為動力源的，這種運動方式同樣的上下進行的。

當四肢消失後，尾巴成了主動力源，到運動形式依舊是上下的，所以尾巴左右排布更方便一些。

至於效率方面，個人認為像魚一樣的上下排布更高效一些，因為像鯨魚這種尾巴的上下運動實際上也是有能量浪費在對抗重力上了的。

海洋中xy軸的運動空間是大於z軸的，上下排布的尾巴對於左右轉向更有利些。

2020-05-24 06:13:19

先說一句，比較兩個尾巴的優缺點是不合適的。因為不同的動物的演化歷程和生活環境是不一樣的。各自都在自己的道路上試圖找到最優解。你不能說孔雀尾巴比公雞尾巴先進，因為兩個尾巴互換對雙方都是不科學的。

問題描述裡提到擺動方式，水平和垂直，以及導致的速度推力。用這個解釋兩種尾巴的產生有點牽強，或者說本末倒置了。在中性浮力的類似失重環境裡，大自然是沒有垂直和水平區別的。魚類和鯨類從不會側身前進嗎？比目魚表示精神分裂啊，我算是垂直的還是水平的呢？造成兩種造型的根本原因是演化的源頭和路徑不一樣，沒有對錯優劣，活下來就是對的。