Ученые из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) установили, почему самыми быстрыми животными на Земле являются гепарды. Причина заключается в средних размерах их тела.
Исследователи отметили, что самые крупные животные обладают самыми длинными конечностями и наибольшей силой мышц. Но самыми быстрыми бегунами они не являются.
Авторы проанализировали данные о размерах и скорости 400 различных видов, от крупных млекопитающих, птиц и ящериц до крошечных пауков и насекомых. Это позволило им смоделировать работу мышц различных существ во время бега.
Исследование показало, что существуют два природных «ограничителя» скорости. Первый – предел кинетической энергии. Мышцы мелких животных не могут сокращаться достаточно быстро. Им приходится прикладывать большие усилия относительно своего веса для быстрого движения, и это ограничивает максимальную скорость.
Второе ограничение – предел работоспособности – касается крупных животных. Для таких видов, как слоны и носороги, бег может ощущаться как поднятие огромного веса, потому что их мышцы относительно слабее, а преодоление силы тяжести требует больших затрат энергии.
Гепарды относятся к средней весовой категории. Исследование показало, что их вес (около 50 кг) является оптимальным для наиболее эффективной работы мышц. Поэтому они и стали рекордсменами по скорости бега в животном мире, сообщает Nature Communications.
Результаты исследования помогают лучше понять физические принципы, лежащие в основе эволюции мышц. Также они могут послужить основой для будущих разработок быстрых роботов-бегунов.
Ученые отметили, что, согласно их модели, животные весом более 40 тонн не смогли бы передвигаться. Однако некоторые динозавры (например, титанозавры) весили намного больше и при этом как-то двигались. Исследователи предположили, что вымершие гиганты обладали уникальной мышечной анатомией, которая остается нам неизвестной.
