为什么屎壳郎能把粪球推那么圆？
屎壳郎能够将粪球推得如此圆润，这背后蕴含着令人惊叹的生物学机制、行为策略以及物理学原理。这并非偶然，而是经过漫长演化精心打磨的生存技能。下面我们将从几个关键方面详细阐述：
一、 感觉与探测：精准的触角和身体
1. 触角的“扫描仪”： 屎壳郎拥有高度发达的触角，它们是它们最重要的感觉器官。在制作粪球的过程中，屎壳郎会用触角不断地触摸、嗅探和“扫描”粪便的各个部分。触角上的化学感受器能够感知粪便的成分、湿度和质地，帮助它们判断哪些部分更适合塑形，哪些部分可能含有过多的水分或杂质。
2. 全身的触觉反馈： 屎壳郎的整个身体都布满了敏感的感受器，尤其是腿部和腹部。当它们用身体滚动粪便时，这些感受器能够提供实时的触觉反馈，让屎壳郎了解到粪球当前的形状、大小和受力情况。这种反馈机制非常重要，因为它允许屎壳郎根据粪球的实际状态进行微调。
3. 视觉辅助（有限但可能）： 虽然屎壳郎的视力可能不如其他昆虫那样发达，但它们可能也能利用有限的视觉信息来辅助判断粪球的整体形状，尤其是当它们在相对开阔的环境中工作时。
二、 精密的身体结构和运动能力
1. 强大的前足和中足： 屎壳郎的前足和中足非常粗壮有力，并且末端有发达的“铲状”结构或锯齿状边缘。在塑形粪球的过程中，它们会用这些前足和中足将粪便拨拢、压实，并将其从周围的粪堆中分离出来。这些足部结构能有效地抓取和搬运粪便，并进行精细的塑形。
2. 灵活的后足： 后足虽然也用于推粪球，但在塑形过程中，它们的作用更侧重于提供稳定和支撑。当屎壳郎调整姿势或调整粪球位置时，后足的灵活性至关重要。
3. 身体的“万向节”： 屎壳郎的身体结构，特别是其连接头部、胸部和腹部的关节，允许它们进行高度灵活的运动。这使得它们能够以各种角度接触粪球，从不同方向施加力量，从而实现整体的塑形。
三、 复杂的塑形策略和行为模式
屎壳郎的塑形过程并非简单的滚动，而是一个高度复杂且有序的程序：
1. 分离和切割： 首先，屎壳郎会从大块的粪便中分离出合适大小的粪团。它们会利用口器和前足将粪便切割成块状。
2. 初步塑形与压实： 它们会将粪块放在地上，然后用前足和身体进行初步的挤压和滚压，去除大部分空气，并将粪便中的水分均匀分布。这个过程类似于泥塑，用手将泥团压实，去除气泡。
3. 旋转和打磨： 这是最关键的步骤。当粪球具有一定的形状后，屎壳郎会后退，用后足将其抱住，然后以一种非常精确的方式旋转身体。在这个过程中，它们会不断调整身体与粪球的接触点，并通过细微的身体摆动来“打磨”粪球的表面。
对称性倾向： 昆虫的身体本身具有一定的对称性，这种对称性可能在一定程度上影响了它们塑形粪球的趋势。
重复性动作： 屎壳郎会进行大量的重复性动作，每次滚动都朝着同一个方向，并且在适当的时候改变身体姿势，以确保各个方向都受到均匀的压力和摩擦。
反馈调节： 在这个过程中，触觉和身体感受器会不断地向大脑传递信息，让屎壳郎了解粪球的偏离程度，并及时调整推拉和旋转的力度与角度。如果某个地方显得过于凸出，它们会用身体或足部轻轻压平；如果某个地方凹陷，它们可能会用粪便填补。
4. 粪球的“重力中心”调整： 在滚动过程中，屎壳郎可能也在无意识地调整粪球的重心。一个圆形的粪球，无论从哪个方向推动，其重心分布都相对均匀，这样在滚动时能保持稳定，不易翻滚或偏离。
5. 粘性与湿度： 粪便的湿度是塑形成功的关键因素。适度的水分能够使粪便具有一定的粘性，从而能够凝聚成团并保持形状。太干的粪便容易散开，太湿的粪便则可能过于粘稠，难以塑形和滚动。屎壳郎能够感知粪便的湿度，并利用身体的摩擦力在滚动过程中进一步优化粪便的分布和粘性。
四、 生理与演化上的适应
1. 强大的肌力： 屎壳郎拥有与其体型相比非常强大的肌力，这使得它们能够推动比自身重得多的大型粪球。这种力量是成功塑形和运输粪球的基础。
2. 演化选择： 在漫长的演化过程中，那些能够推制出更圆润、更易于滚动的粪球的屎壳郎，更有可能成功地将粪球运送到安全的地方孵化后代或储存食物。这些个体因此拥有更高的生存和繁殖机会，它们的基因得以传递，使得圆粪球的塑形能力成为一个普遍且高度发达的特征。一个更圆的粪球也更不容易在崎岖的地形上卡住或散开，这大大提高了运输的效率和成功率。
3. “完美主义”的本能： 可以说，屎壳郎的这种行为是一种刻在基因里的“本能”或者说是高度优化的程序。它们似乎有“追求完美”的内在驱动力，不断地打磨和调整，直到粪球达到一个足够圆的状态。
总结
屎壳郎推制圆球的能力是 多因素协同作用 的结果：
精密的感知能力： 通过触角和身体感受器对粪便的质地、湿度和形状进行实时探测。
强大的身体结构： 强壮且灵活的足部，以及高度灵活的身体关节。
复杂有序的塑形策略： 分离、压实、旋转和打磨等一系列有条不紊的动作。
持续的反馈调整： 根据触觉和身体感受器的反馈，不断修正滚动角度和力度。
演化优势的驱动： 能够推制圆粪球的个体拥有更高的生存和繁殖几率。
正是这些精妙的配合，使得屎壳郎成为了自然界中令人惊叹的“滚球大师”，它们将看似杂乱的粪便，转化为一个个结构稳定且便于运输的完美球体。
一、 感觉与探测：精准的触角和身体
1. 触角的“扫描仪”： 屎壳郎拥有高度发达的触角，它们是它们最重要的感觉器官。在制作粪球的过程中，屎壳郎会用触角不断地触摸、嗅探和“扫描”粪便的各个部分。触角上的化学感受器能够感知粪便的成分、湿度和质地，帮助它们判断哪些部分更适合塑形，哪些部分可能含有过多的水分或杂质。
2. 全身的触觉反馈： 屎壳郎的整个身体都布满了敏感的感受器，尤其是腿部和腹部。当它们用身体滚动粪便时，这些感受器能够提供实时的触觉反馈，让屎壳郎了解到粪球当前的形状、大小和受力情况。这种反馈机制非常重要，因为它允许屎壳郎根据粪球的实际状态进行微调。
3. 视觉辅助（有限但可能）： 虽然屎壳郎的视力可能不如其他昆虫那样发达，但它们可能也能利用有限的视觉信息来辅助判断粪球的整体形状，尤其是当它们在相对开阔的环境中工作时。
二、 精密的身体结构和运动能力
1. 强大的前足和中足： 屎壳郎的前足和中足非常粗壮有力，并且末端有发达的“铲状”结构或锯齿状边缘。在塑形粪球的过程中，它们会用这些前足和中足将粪便拨拢、压实，并将其从周围的粪堆中分离出来。这些足部结构能有效地抓取和搬运粪便，并进行精细的塑形。
2. 灵活的后足： 后足虽然也用于推粪球，但在塑形过程中，它们的作用更侧重于提供稳定和支撑。当屎壳郎调整姿势或调整粪球位置时，后足的灵活性至关重要。
3. 身体的“万向节”： 屎壳郎的身体结构，特别是其连接头部、胸部和腹部的关节，允许它们进行高度灵活的运动。这使得它们能够以各种角度接触粪球，从不同方向施加力量，从而实现整体的塑形。
三、 复杂的塑形策略和行为模式
屎壳郎的塑形过程并非简单的滚动，而是一个高度复杂且有序的程序：
1. 分离和切割： 首先，屎壳郎会从大块的粪便中分离出合适大小的粪团。它们会利用口器和前足将粪便切割成块状。
2. 初步塑形与压实： 它们会将粪块放在地上，然后用前足和身体进行初步的挤压和滚压，去除大部分空气，并将粪便中的水分均匀分布。这个过程类似于泥塑，用手将泥团压实，去除气泡。
3. 旋转和打磨： 这是最关键的步骤。当粪球具有一定的形状后，屎壳郎会后退，用后足将其抱住，然后以一种非常精确的方式旋转身体。在这个过程中，它们会不断调整身体与粪球的接触点，并通过细微的身体摆动来“打磨”粪球的表面。
对称性倾向： 昆虫的身体本身具有一定的对称性，这种对称性可能在一定程度上影响了它们塑形粪球的趋势。
重复性动作： 屎壳郎会进行大量的重复性动作，每次滚动都朝着同一个方向，并且在适当的时候改变身体姿势，以确保各个方向都受到均匀的压力和摩擦。
反馈调节： 在这个过程中，触觉和身体感受器会不断地向大脑传递信息，让屎壳郎了解粪球的偏离程度，并及时调整推拉和旋转的力度与角度。如果某个地方显得过于凸出，它们会用身体或足部轻轻压平；如果某个地方凹陷，它们可能会用粪便填补。
4. 粪球的“重力中心”调整： 在滚动过程中，屎壳郎可能也在无意识地调整粪球的重心。一个圆形的粪球，无论从哪个方向推动，其重心分布都相对均匀，这样在滚动时能保持稳定，不易翻滚或偏离。
5. 粘性与湿度： 粪便的湿度是塑形成功的关键因素。适度的水分能够使粪便具有一定的粘性，从而能够凝聚成团并保持形状。太干的粪便容易散开，太湿的粪便则可能过于粘稠，难以塑形和滚动。屎壳郎能够感知粪便的湿度，并利用身体的摩擦力在滚动过程中进一步优化粪便的分布和粘性。
四、 生理与演化上的适应
1. 强大的肌力： 屎壳郎拥有与其体型相比非常强大的肌力，这使得它们能够推动比自身重得多的大型粪球。这种力量是成功塑形和运输粪球的基础。
2. 演化选择： 在漫长的演化过程中，那些能够推制出更圆润、更易于滚动的粪球的屎壳郎，更有可能成功地将粪球运送到安全的地方孵化后代或储存食物。这些个体因此拥有更高的生存和繁殖机会，它们的基因得以传递，使得圆粪球的塑形能力成为一个普遍且高度发达的特征。一个更圆的粪球也更不容易在崎岖的地形上卡住或散开，这大大提高了运输的效率和成功率。
3. “完美主义”的本能： 可以说，屎壳郎的这种行为是一种刻在基因里的“本能”或者说是高度优化的程序。它们似乎有“追求完美”的内在驱动力，不断地打磨和调整，直到粪球达到一个足够圆的状态。
总结
屎壳郎推制圆球的能力是 多因素协同作用 的结果：
精密的感知能力： 通过触角和身体感受器对粪便的质地、湿度和形状进行实时探测。
强大的身体结构： 强壮且灵活的足部，以及高度灵活的身体关节。
复杂有序的塑形策略： 分离、压实、旋转和打磨等一系列有条不紊的动作。
持续的反馈调整： 根据触觉和身体感受器的反馈，不断修正滚动角度和力度。
演化优势的驱动： 能够推制圆粪球的个体拥有更高的生存和繁殖几率。
正是这些精妙的配合，使得屎壳郎成为了自然界中令人惊叹的“滚球大师”，它们将看似杂乱的粪便，转化为一个个结构稳定且便于运输的完美球体。
网友意见
蜣螂最晚起源于约 6500 万年前，可能起源于约 1.15 亿到 1.3 亿年前[1]，大概玩了近亿年大便，演化塑造了蜣螂滚粪球时的特殊步态。根据粪球的重量和地面的平整程度，蜣螂采取的走路方法和它平时走路的方法明显不同。
可以看看对上述步态的研究：
Leung, B., Bijma, N., Baird, E.et al.Rules for the Leg Coordination of Dung Beetle Ball Rolling Behaviour.Sci Rep10,9278 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-66248-7
参考
- ^ https://doi.org/10.1371/journal.pone.0153570
应该不止它会
上图
视频没有上传上吗？
https://www.zhihu.com/video/1474055183147290624玻璃弹球生产过程
https://www.zhihu.com/video/1474105410570948608类似的话题
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