Az állatvilágban a leggyorsabb állatok mindig közepes méretűek. A gepárdok oroszlánokat túllépnek, a delfinek túljutnak az orcákon és a peregrine sólymok gyorsabban repülnek, mint a kopasz sasok.
A nagyobb testek nagyobb, erősebb izmokat jelentenek, tehát ennek a szabálynak nem volt világos oka - elvégre miért nem használhatnák nagyobb állatok a hatalom előnyeit a sebesség érdekében?
A tudósok matematikai okot fedeztek fel: Új kutatások szerint a legnagyobb állatokat korlátozza az, hogy mennyi energiát tudnak mobilizálni a gyorsuláshoz.
"Mire a nagy állatok nagyobb sebességet hajtanak végre sprinting közben, gyorsan rendelkezésre álló energiatartalékuk is hamarosan elfogy." - mondta Myriam Hirt, a tanulmány vezetője, a lipcsei német integrált biodiverzitás-kutatási központ állatorvosa.
Sebességcsapda
Hirt érdeklődését mutatta a méret és a sebesség közötti kapcsolat megértése, miközben egy olyan projekten dolgozott, amelyben fel kellett becsülni az állatok legnagyobb sebességét. A sebességnek a testméret alapján történő becslésének hagyományos módszerei abszurd számokat eredményeztek a legnagyobb állatoknál. Például az elefántok esetében a számítás 373 km / h (600 km / h) maximális sebességre történt - mondta a Live Science. Az elefántok valójában maximális sebessége 21 km / h (34 km / h).
Hirt messze volt az elsőtől, aki észrevette, hogy a legnagyobb szárazföldi állatok nem túl gyorsak. Mivel azonban tovább ásott, rájött, hogy a minta repül az állatoknak és az úszóknak is.
"Ez ráébresztett rá, hogy a mögöttes mechanizmusnak nagyon általános elvnek kell lennie" - mondta.
Hirt matematikai modellt készített, hogy megmagyarázza ezt a mechanizmust. Az állatok maximális futási sebességüket rövid sprint alatt, nem pedig nagy távolságokkal érik el. A rövid sprintüket anaerob módon hajtják meg, vagyis az izmokat ellátó üzemanyag rövid távú tárolásból származik, és korlátozott. (Az aerob anyagcsere, amely az izmokat az oxigén segítségével előállított üzemanyaggal megtáplálja, hosszabb ideig gyakorolja az erőfeszítéseket.)
A tömegnek le kell győznie az állatok mozgásának tehetetlenségét - mondta Hirt, így az elefánt nem tud olyan gyorsan spriccelni sprintbe, mint az egér képes. Mire az elefánt elindul, már elegendő mennyiségű anaerob energiatárolóját felhasználta. Ennek eredményeként a legnagyobb állatok soha nem érik el azt az elméleti futási sebességet, amely az izomméretek alapján feltételezhető - jelentette be Hirt ma (július 17-én) a Nature Ecology & Evolution folyóiratban.
A testtömeg és a sebesség közötti kapcsolat púp alakú: A sebesség a testmérettel egy pontig növekszik, majd csökken, amikor a test mérete meghaladja az energiaellátást.
Méret és sebesség
Hirt modelljét 474 faj adatbázisával kipróbálta az állatvilágban. Megállapította, hogy ez a maximális sebességet közel 90 százalékos pontossággal előre jelezte a futók, az úszók és a szórólapok között. A magyarázni hagyott 10 százalékot számos olyan kérdésnek lehet tulajdonítani, mint például a mérési hiba, a fajspecifikus testalkalmazások és az állat hőforrása - függetlenül attól, hogy az állat endoterm (melegvérű) vagy ektotermikus (hidegvérű), - mondta Hirt.
Az endoterm állatok a szárazföldön valamivel gyorsabbak, mint az ektoterm állatok, egyszerűen azért, mert az endoterm állatok a külső hőmérséklettől függetlenül aktívak lehetnek. Furcsa módon ez a minta megfordul a vízben: a hidegvérű lények valójában gyorsabbak, mint a melegvérűek. Ez valószínűleg azért van, mert az óceán melegvérű lényei, mint például a pingvinek és a bálnák, vagy eltöltenek némi időt szárazföldön, vagy szárazföldi őseik vannak - mondta Hirt. Ezeknek az állatoknak valószínűleg vannak olyan kompromisszumai, amelyek kissé lassabbá teszik őket a vízben - mondta.
Noha az emberek átlagosan kissé lassabbak, mint amit Hirt képlete megjósol, Usain Bolt - a 100 és 200 méteres sprintrekord-tulajdonos - jól illeszkedik az adatokhoz - mondta Hirt. Valószínűleg azért, mert az embereknek nincsenek olyan adaptációi, amelyek elősegítik a gepárdok ilyen gyors elkészítését, például az ultra rugalmas rudak és az ízületek.
Az új sebességképlet hasznos lehet az állatok mozgását és vándorlását, valamint a ragadozó-ragadozó interakciókat érintő jövőbeli kutatásokhoz - mondta Hirt. Használható arra is, hogy pontosabban meg lehessen határozni, hogy a kihalt állatok milyen gyorsan tudnak mozogni. Hirt számításai szerint Velociraptor valószínűleg legfeljebb 34 mph (54,5 km / h) sebességgel haladt előre, T-Rex sebességfokozatba tudja rúgni 27 km / h sebességgel, és Brachiosaurus a leggyorsabb sebességgel 7,9 km / h sebességgel haladt.
Eredeti cikk az élő tudományról.
