Со времен динозавров самые крупные животные не были самыми быстрыми, несмотря на их увеличенную мышечную массу и потенциальную силу. На самом деле, многие из них являются самыми медленными в своих классах, и, хотя вы ожидаете, что неуклюжие звери быть медленнее, чем проворные существа, механизм этого поведения разделил ученых на десятилетия.
Теперь исследователи под руководством Мириам Хирт из Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия обнаружили, что ответ может заключаться в скорости ускорения каждого животного. Проще говоря, время, необходимое животному для ускорения, определяет их максимальную общую скорость. Во время ускорения тело преобразует химическую, метаболическую энергию в механическую энергию, используемую для движения. Этот процесс происходит в так называемых быстросокращающихся мышечных волокнах посредством метода, известного как анаэробный метаболизм.
У животных есть только ограниченное количество времени, чтобы разогнаться с места, прежде чем они больше не смогут ускоряться. В частности, они могут ускоряться до тех пор, пока в этих волокнах не закончится «метаболическое топливо», что означает, что время, доступное для ускорения, ограничено количеством этих волокон.
Поскольку более крупные животные имеют больше быстросокращающихся мышечных волокон, они могут ускоряться дольше, однако масса этих животных означает, что им требуется больше времени для достижения абсолютной скорости по сравнению с более мелкими разновидность. «В какой-то момент количество времени, необходимое для ускорения до более высоких скоростей, превысит конечное количество времени, доступное для ускорения, и поэтому более высокие скорости никогда не достигаются». Животные среднего размера, такие как гепарды, имеют идеальный баланс массы и количества быстро сокращающихся мышц для достижения этих абсолютных скоростей.
Смотрите связанные
Более того, исследование показывает, что это открытие верно как для плавающих, так и для летающих животных — точка, в которой предыдущие гипотезы рухнули.
Чтобы проверить предсказания своей модели, Хирт и ее коллеги собрали данные о максимальной скорости 474 беговых лыж. летающие и плавающие животные, включая млекопитающих, рыб и птиц, а также рептилий, моллюсков и членистоногие. Массы тела этих видов варьировались от моллюсков до китов.
«Наши результаты помогают решить один из самых сложных вопросов в экологии движений за последние десятилетия: почему самые большие животные не самые быстрые?» написал Хирт в ней бумагаОбщий закон масштабирования показывает, почему самые большие животные не самые быстрые опубликовано в журнале Экология природы и эволюция. «Измеряя только размер тела, новая модель может точно предсказывать ограничения скорости животных. от плодовых мушек до синих китов, и объясняет, почему животные среднего размера, как правило, самый быстрый».
Эти результаты также могут быть использованы для прогнозирования скорости вымерших видов. Например, палеонтологи уже давно обсуждают потенциальную скорость бега крупных птиц и динозавров. Зависимая от времени модель Хирта показывает, что тираннозавр Рекс мог двигаться со скоростью около 27,05 км/ч. Максимальная скорость трицератопса составляет 24,36 км/ч.
Изображения: Wikimedia Commons/Hirt et al./Nature Ecology & Evolution
