Gdyby chodziło o czystą masę mięśniową, słoń afrykański byłby najszybszym zwierzęciem na Ziemi. Ale tak nie jest. Jak donosi Marlowe Hood dla Agence France-Presse, okazuje się, że wielkość ciała, a nie masa mięśniowa, może przewidzieć prędkość zwierząt. Zwycięzcami wyścigu są zazwyczaj ci ze średnimi ciałami.
Ostatnie badania opublikowane w czasopiśmie Nature Ecology & Evolution wnikają w matematykę stojącą za szybkimi stworzeniami. Wyniki sugerują, że średnie zwierzątka - takie jak gepardy, antylopy, sokoły i marliny - leżą w słodkim miejscu wielkości ciała: mają dużo włókien mięśniowych, aby poruszać się szybko, ale nie za dużo masy ciała, aby zmęczić mięśnie i powolne przyspieszenie .
Myriam Hirt, biolog z Niemieckiego Centrum Integracyjnych Badań Różnorodności Biologicznej w Lipsku, szukał formuły, która mogłaby przewidzieć prędkość zwierzęcia. Ale jej pierwsze próby, polegające na masie mięśniowej, były wielkim klapą. Opierając się na tej metodzie, słonie wygrałyby wyścig z obliczoną prędkością 373 mil na godzinę, „co oczywiście nie jest prawdą”, mówi Hannah Lang z National Geographic . Prawdziwa maksymalna prędkość słonia wynosi niewiele mniej niż 25 mil na godzinę.
Aby rozwiązać zagadkę, Hirt i jej koledzy zaczęli analizować najszybsze zwierzęta na ziemi, szukając wzorów lub podobieństw. Jak donosi Sid Perkins w Science, przeanalizowali 474 gatunki, w tym stworzenia, takie jak muszki owocowe, wieloryby, warblers, pstrągi, ludzie i setki innych. Wykreślając najwyższe prędkości na wykresie, znaleźli odwróconą krzywą w kształcie litery U, z dużą liczbą umiarkowanie dużych gatunków na szczycie.
Na podstawie danych nie mogli znaleźć żadnego mechanicznego powodu prędkości. Na przykład wszystkie szybkie ryby nie miały określonego kształtu płetwy. Zamiast tego naukowcy odkryli korelację między czasem, w którym zwierzę zajęłoby doprowadzenie swojej masy do teoretycznej prędkości maksymalnej, a tym, jak szybko jego „szybkie drganie” włókien mięśniowych - używanych do takich rzeczy jak bieganie - zajmuje wyczerpanie.
W stworzeniach takich jak słonie i wieloryby te włókna mięśniowe odrywają się na długo, zanim stworzenia będą mogły wywierać wystarczającą ilość energii, aby przyspieszyć do prędkości zbliżonej do 300 mil na godzinę. Według Hooda naukowcy opracowali wzór, który można wykorzystać do obliczenia maksymalnej prędkości zwierzęcia z 90-procentową dokładnością w oparciu o jego masę i to, czy porusza się on w powietrzu, wodzie czy na lądzie.
Teoretycznie formuła powinna również działać na wymarłe zwierzęta i może dać naukowcom nowe spojrzenie na prędkości dinozaurów. Na przykład, zgodnie ze wzorem, velociraptory prawdopodobnie leciały z prędkością 31 mil na godzinę, podczas gdy T-Rex leciał z prędkością około połowy tej prędkości, informuje Hood. Wgląd w prędkość daje także badaczom wskazówki na temat każdego ulubionego zwierzęcia.
Chociaż formuła jest dobrym początkiem do zrozumienia szybkości, paleontolog z University of Maryland Thomas R. Holtz Jr., który nie uczestniczył w badaniu, mówi Perkinsowi, że nie wyjaśnia wszystkich różnic. Dwóch ludzi objętych badaniem ważyło średnio 154 funty i osiągało maksymalną prędkość 25, 4 mil na godzinę. Najczystszy gepard w badaniu, który ważył zaledwie jedenaście funtów mniej, wciąż może biec z prędkością ponad 60 mil na godzinę, co oznacza, że różnice strukturalne prawdopodobnie również odgrywają rolę w prędkości maksymalnej.
Naukowcy sugerują, że różnice te mogą wynikać z presji ewolucyjnej. Wydaje się, że ludzie spędzili większość swojej energii przechytrzając swoją ofiarę za pomocą pułapek lub włóczni do polowania. Jednak wiele innych gatunków, takich jak gepardy, ewoluowało i stawało się coraz szybsze. Ale to oznacza, że ich ofiara prawdopodobnie ewoluowała również szybciej. „Gatunki, które zyskują najbardziej selektywną przewagę - na przykład drapieżniki i ofiary z kilkoma miejscami do ukrycia - zbliżą się do przewidywanych maksymalnych prędkości”, wyjaśnia Hirt w wydaniu.
Rodzi to nowe pytanie: kto ścigał Usaina Bolta?
