V živalskem kraljestvu so najhitrejše živali vedno srednje velikosti. Geparji prehitijo leve, delfini prehitevajo orke in sokole peregrine letijo hitreje kot plešasti orli.
Večja telesa pomenijo večje, močnejše mišice, tako da za to pravilo ni bilo jasnega razloga - navsezadnje, zakaj večje živali ne bi izkoristile svoje prednosti moči za hitrost?
Zdaj so znanstveniki odkrili matematični razlog: Po novih raziskavah so največje živali omejene s tem, koliko energije lahko mobilizirajo za pospešitev.
"V času, ko se velike živali med sprintanjem dvignejo do večjih hitrosti, tudi njihove hitro dostopne rezerve energije kmalu zmanjkajo," je dejala vodja študije Myriam Hirt, zoologinja iz nemškega centra za celostno raziskovanje biotske raznovrstnosti v Leipzigu.
Hitrostna past
Hirt je postala zainteresirana za razumevanje razmerja med velikostjo in hitrostjo, ko je delala na projektu, ki je zahteval, da oceni največje hitrosti živali. Tradicionalne metode ocenjevanja hitrosti na podlagi velikosti telesa so povzročile nesmiselno število največjih živali. Za slone je na primer izračun izšel na največjo hitrost 373 mph (600 km / h), je povedala za Live Science. Sloni dejansko tečejo z največjo hitrostjo 21 km / h (34 km / h).
Hirt še zdaleč ni prvi opazil, da največje kopenske živali niso prav hitre. Ko pa se je bolj kopala, je ugotovila, da vzorec velja tudi za leteče živali in plavalce.
"S tem sem se zavedla, da mora biti osnovni mehanizem zelo splošno načelo," je dejala.
Hirt je zgradil matematični model, da je razložil ta mehanizem. Živali dosegajo največjo hitrost teka na kratkih sprintih, ne na velikih razdaljah, je dejala. Kratki šprinti se napajajo anaerobno, kar pomeni, da gorivo, ki napaja mišice, prihaja iz kratkotrajnega skladiščenja in je omejeno. (Aerobna presnova, ki mišicam napolni gorivo s kisikom, podaljša napore.)
Masa mora premagati vztrajnost, da se žival premika, je dejal Hirt, zato slon ne more vdreti v šprint tako hitro, kot lahko miš. V času, ko se slon odpravi, je že porabil dober del svojih zalog anaerobne energije. Kot rezultat, največje živali nikoli ne dosežejo teoretičnih hitrosti teka, ki bi jih lahko predlagala njihova velikost mišic, je danes Hirttova poročala v reviji Nature Ecology & Evolution.
Razmerje med telesno maso in hitrostjo je v obliki grba: hitrost narašča z velikostjo telesa do točke, nato pa upada, ko velikost telesa presega energijsko razpoložljivost.
Velikost in hitrost
Hirt je svoj model preizkusila na podlagi podatkov o 474 vrstah po živalskem kraljestvu. Ugotovila je, da napoveduje največje hitrosti s skoraj 90-odstotno natančnostjo med tekači, plavalci in letaki. 10 odstotkov, ki jih lahko razložimo, lahko pripišemo različnim vprašanjem, kot so napaka pri meritvah, prilagojene telesni prilagoditvi in živalski vir toplote - ali je žival endotermična (toplokrvna) ali ektotermična (hladnokrvna), Hirt je rekel.
Endotermične živali na kopnem so nekoliko hitrejše od ektotermičnih živali, preprosto zato, ker so lahko endotermične živali aktivne ne glede na zunanjo temperaturo. Nenavadno je ta vzorec obrnjen v vodi: hladnokrvna bitja so pravzaprav hitrejša od toplokrvnih. Verjetno je to zato, ker toplokrvna bitja v oceanu, kot so pingvini in kiti, preživijo nekaj časa na kopnem ali imajo kopenskega prednika, je dejal Hirt. Te živali so verjetno razvile nekaj kompromisov, zaradi katerih so nekoliko počasnejši v vodi, je dejala.
Čeprav so ljudje v povprečju nekoliko počasnejši, kot napoveduje Hirtova formula, se Usain Bolt, rekorder v sprintih na 100 in 200 metrov, dobro prilega podatkom, je dejal Hirt. Verjetno zato, ker ljudje nimajo takšnih prilagoditev, ki bi pripomogle k tako hitrim geparjem, kot so zelo prožne hrbtenice in sklepi.
Nova formula hitrosti bi lahko bila koristna za prihodnje raziskave, ki vključujejo gibanje in migracijo živali, pa tudi interakcije plenilcev in plena, je dejal Hirt. Uporabili bi ga lahko tudi za boljše določanje hitrosti izumrlih živali. Po Hirtovih izračunih je dr. Velociraptor najbrž se je pomeril z največjo hitrostjo 34 km / h (54,5 km / h), T. rex bi ga lahko vrgli v prestavo pri hitrosti 27 km / h in 17 km / h Brachiosaurus ob najhitrejši hitrosti se je skočil 7 km / h (11,9 km / h).
Izvirni članek o Live Science.
