鱼的尾巴什么作用?
鱼的尾巴有各种不同形态,有尾鳍、臀鳍、背鳍等;这些鱼尾巴的作用是推动鱼体前进,产生游动时的推进力;还有控制方向,保持平衡的作用。 像鸭嘴鲨、盲鳗这类无尾鱼类,其躯干部并不长肌肉,所以无法产生推进力,它们只能依靠水流动来产生运动。但它们的尾部非常灵活,可以快速摆动,改变身体方向。
而绝大多数鱼都是有鱼尾的。比如常见的家养鱼,鲤鱼、鲫鱼、草鱼等等,它们的鱼尾巴都很大,而且可以自由摆动。这是由于这类型鱼在进化的过程中,为了适应水中生活,用肺呼吸,需要不停地摆动腰部和鱼尾巴以产生推进力,从而推动鱼儿在水中前进。
有些鱼类虽然也有鱼鳃,也能用鱼鳃过滤空气进行呼吸,但还是具备鱼尾巴。这是因为它们的祖先并不是由水生进化而来,而是从陆地进入水中生活而来的,身体需要产生前进动力,于是演化出了鱼尾巴。 例如,我们在河边常见到的田螺类,它们的鱼尾巴就有类似船桨一样的作用,可以产生前进的动力。还有很多两栖类的动物都具有鱼尾巴,比如蟾蜍、青蛙,以及我们熟知的鳄鱼……
鱼的尾鳍不仅控制鱼体前进的方向,尾鳍还和鱼体的推动力有关。如果尾巴往前击打,鱼体获得前进的动力,尾鳍向后方击打,则获得后退的动力。
有些鱼的尾鳍分成叉形和圆形两类。从动力学的角度讲,鱼向前游动时的推动力来自尾鳍的后叶,也就是说,尾鳍后叶的面积越大,鱼获得的推动力就越大,叉尾要比圆尾的推动力小。从另一个角度看,使用叉尾的好处是转向灵活、快捷。
鱼的尾部摆动和鳍协同工作,使鱼向前游动。我们再看一下船桨,桨在水中作不对称的工作。向前划时,桨叶主要产生升力,升力的90%左右沿着船的前进方向构成推力(类似机翼向上升力)。划桨产生的另一力就是阻力。船桨向后运动时,阻力很大,所产生的升力很小,这也就是我们常说的打水返回时要加快速度的主要原因。
鱼尾的摆动和划船时桨的运动轨迹很相似,当尾处于“向后划”的位置时,产生很大的升力,并且方向几乎为前进方向。当尾向前打水时,产生较小的阻力。所以,在一个周期内,升力大于阻力,推动鱼向前运动。