U životinjskom carstvu najbrže su životinje prosječne veličine. Gepardi nadmašuju lavove, dupini nadmašuju orke, a sokovi peregrini lete brže od ćelavih orlova.
Veća tijela znače veće, snažnije mišiće, tako da za to pravilo nije postojao jasan razlog - uostalom, zašto veće životinje ne bi koristile svoju moć snage za brzinu?
Sada su znanstvenici otkrili matematički razlog: Prema novim istraživanjima, najveće su životinje ograničene količinom energije koju mogu mobilizirati da ubrzaju.
"S vremenom kada se velike životinje penju do većih brzina tijekom trčanja, njihove brzo dostupne energetske rezerve također ubrzano istječu", izjavila je voditeljica studije Myriam Hirt, zoologica iz njemačkog Centra za integrativno istraživanje biološke raznolikosti u Leipzigu.
Zamka brzine
Hirt je postala zainteresirana za razumijevanje odnosa veličine i brzine tijekom rada na projektu koji je zahtijevao od nje da procijeni maksimalne brzine životinja. Tradicionalne metode procjene brzine na temelju veličine tijela rezultirale su apsurdnim brojevima za najveće životinje. Primjerice, za slonove, proračun je procijenio najveću brzinu od 600 km / h, rekla je Live Science. Slonovi zapravo trče maksimalnom brzinom od 21 km / h.
Hirt je bio daleko od prvog koji je primijetio da najveće kopnene životinje nisu baš brze. No, dok je još više kopala, shvatila je da i ovaj model stoji za leteće životinje i plivače.
"Zbog toga sam shvatila da temeljni mehanizam mora biti vrlo općenit princip", rekla je.
Hirt je izgradio matematički model kako bi objasnio ovaj mehanizam. Životinje postižu svoju maksimalnu brzinu trčanja na kratkim sprinterima, ne na velikim daljinama, rekla je. Kratki sprinti se napajaju anaerobno, što znači da gorivo koje napaja mišiće dolazi iz kratkotrajnog skladištenja i ograničeno je. (Aerobni metabolizam, koji opskrbljuje mišiće gorivom napravljenim uz pomoć kisika, potiče duže napore.)
Masa mora svladati inerciju da se životinja kreće, rekao je Hirt, tako da slon ne može provaliti u sprintu onoliko brzo koliko to može miš. Dok slon krene, već je iskoristio dobar dio svojih anaerobnih skladišta energije. Kao rezultat toga, najveće životinje nikada ne dostižu teorijske brzine trčanja za koje bi mogla sugerirati njihova veličina mišića, objavio je Hirt danas (17. srpnja) u časopisu Nature Ecology & Evolution.
Odnos između tjelesne mase i brzine ima oblik grba: brzina raste s veličinom tijela do točke, a zatim opada kako veličina tijela nadmašuje raspoloživost energije.
Veličina i brzina
Hirt je svoj model testirala na bazi podataka od 474 vrste u čitavom životinjskom carstvu. Otkrila je da predviđa maksimalne brzine s gotovo 90 posto točnosti za trkače, plivače i letače. 10 posto preostalih za objašnjenje moglo bi se pripisati raznim pitanjima, kao što su pogreška mjerenja, prilagođene tjelesne prilagodbe i životinjski izvor topline - bilo da je životinja endotermična (toplokrvna) ili ektotermična (hladnokrvna), Reče Hirt.
Endotermne životinje na kopnu su nešto brže od ektotermičnih životinja, jednostavno zato što endotermičke životinje mogu biti aktivne bez obzira na vanjsku temperaturu. Začudo, taj se obrazac preokrene u vodi: Hladnokrvna bića su zapravo brža od toplokrvnih. To je vjerojatno zato što oceansko toplokrvna stvorenja, poput pingvina i kitova, ili provode neko vrijeme na kopnu ili imaju kopnenog pretka, rekao je Hirt. Te su životinje vjerojatno razvile neke kompromise zbog kojih su oni nešto sporiji u vodi, rekla je.
Iako su ljudi u prosjeku nešto sporiji, nego što Hirtova formula predviđa, Usain Bolt - rekorder u sprinterima od 100 i 200 metara - dobro se uklapa u podatke, rekao je Hirt. To je vjerojatno zato što ljudi nemaju one vrste prilagodbi koje pomažu da gepardi budu tako brzi, poput ultrafleksibilnih bodlji i zglobova.
Nova formula brzine mogla bi biti korisna za buduća istraživanja koja uključuju kretanje i migracije životinja, kao i interakcije grabežljivca i grabljivice, rekao je Hirt. Također se može upotrijebiti za bolje otkrivanje brzine izumiranja životinja. Prema Hirtovim proračunima, Velociraptor vjerojatno jurio uz najveću brzinu od 54 mph (54,5 km / h), T. rex moglo ga puštati u brzinu do 17 km / h i Brahiosaur lupio je brzinom od 7 mph (11,9 km / h) pri svom najbržem.
Izvorni članak o Live Science.
