https://frosthead.com

Ποιο είναι το κλειδί για την πρόβλεψη της ταχύτητας των ζώων;

Αν πρόκειται για καθαρή μυϊκή μάζα, ο αφρικανικός ελέφαντας θα ήταν το γρηγορότερο ζώο στη Γη. Αλλά αυτό δεν συμβαίνει. Όπως αναφέρει ο Marlowe Hood για την Agence France-Presse, αποδεικνύεται ότι το σωματικό μέγεθος, όχι η μυϊκή μάζα, που μπορεί να προβλέψει την ταχύτητα των ζώων. Και οι νικητές της φυλής είναι συνήθως εκείνοι με μεσαίου μεγέθους σώματα.

Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Ecology & Evolution αναδύεται στα μαθηματικά πίσω από τα γρήγορα πλάσματα. Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι τα μεσαίου μεγέθους πλάσματα - όπως οι τσίτα, τα φτερά, τα γεράκια και τα μαρλίν - βρίσκονται σε ένα γλυκό σημείο σε μέγεθος σώματος: Έχουν άφθονες μυϊκές ίνες για γρήγορη κίνηση αλλά όχι πάρα πολύ σωματική μάζα για να κόψουν τους μύες τους και αργή επιτάχυνση .

Ο Myriam Hirt, βιολόγος στο Γερμανικό Κέντρο Ολοκληρωμένης Έρευνας Βιοποικιλότητας στη Λειψία, αναζητούσε μια φόρμουλα που θα μπορούσε να προβλέψει την ταχύτητα ενός ζώου. Αλλά οι αρχικές της προσπάθειες, βασισμένες στη μυϊκή μάζα, ήταν ένα μεγάλο flop. Με βάση αυτή τη μέθοδο, οι ελέφαντες θα κερδίσουν τον αγώνα με υπολογισμένη ταχύτητα 373 μίλια ανά ώρα, "κάτι που φυσικά δεν είναι αληθινό", λέει η Hannah Lang στο National Geographic, η πραγματική κορυφαία ταχύτητα του ελέφαντα είναι λίγο μικρότερη από 25 μίλια την ώρα.

Για να λύσει το μυστήριο, η Hirt και οι συνάδελφοί της άρχισαν να αναλύουν τα γρηγορότερα ζώα στη γη, αναζητώντας πρότυπα ή κοινά στοιχεία. Όπως αναφέρει ο Sid Perkins στην επιστήμη, αναλύθηκαν 474 είδη, συμπεριλαμβανομένων των μυστηρίων φρούτων, των φαλαινών, των ψαροντούχων, της πέστροφας, των ανθρώπων και εκατοντάδων άλλων. Καταγράφοντας τις κορυφαίες ταχύτητες σε ένα γράφημα, βρήκαν μια καμπύλη σχήματος ανεστραμμένου U, με πολλά από τα ταχύτατα είδη μέτριου μεγέθους στην κορυφή.

Με βάση τα δεδομένα, δεν μπορούσαν να βρουν κανένα μηχανικό λόγο για την ταχύτητα. Για παράδειγμα, όλα τα γρήγορα ψάρια δεν είχαν κάποιο σχήμα πτερυγίων. Αντ 'αυτού, οι ερευνητές βρήκαν μια συσχέτιση μεταξύ του χρόνου που θα χρειαζόταν ένα ζώο για να φέρει τη μάζα του στη θεωρητική τελική του ταχύτητα και πόσο γρήγορα οι μυϊκές ίνες του «γρήγορου συσπάσματος» - που χρησιμοποιούνται για πράγματα όπως ο σπρινγκ - παίρνουν για να φτάσουν στην εξάντληση.

Στα πλάσματα όπως οι ελέφαντες και οι φάλαινες, αυτές οι μυϊκές ίνες ξεδιπλώνουν το δρόμο πριν τα πλάσματα μπορούν να εξασκήσουν αρκετή ενέργεια για να επιταχύνουν σε οτιδήποτε κοντά στα 300 μίλια την ώρα. Σύμφωνα με τον Hood, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια φόρμουλα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να υπολογίσει τη μέγιστη ταχύτητα του ζώου με 90% ακρίβεια με βάση τη μάζα του και αν μετακινείται με αέρα, νερό ή ξηρά.

Θεωρητικά, η φόρμουλα θα πρέπει επίσης να δουλεύει σε εξαφανισμένα ζώα, και θα μπορούσε να δώσει στους ερευνητές νέες ιδέες για τις ταχύτητες δεινοσαύρων. Για παράδειγμα, σύμφωνα με τον τύπο, οι velociraptors πιθανότατα έτρεξαν κατά μήκος των 31 μιλίων την ώρα, ενώ ο T-Rex βρέθηκε περίπου στο μισό της ταχύτητας, αναφέρει ο Hood. Οι γνώσεις σχετικά με την ταχύτητα δίνουν επίσης στους ερευνητές στοιχεία σε κάθε ζώο που ευνοούσε τη λεία.

Ενώ ο τύπος είναι ένα καλό ξεκίνημα για την κατανόηση της ταχύτητας, ο Thomas R. Holtz Jr., παλαιοντολόγος στο Πανεπιστήμιο του Maryland, που δεν συμμετέχει στη μελέτη, λέει στον Perkins ότι δεν εξηγεί όλες τις διαφορές. Οι δύο άνθρωποι που περιλαμβάνονται στη μελέτη κατά μέσο όρο 154 κιλά και ολοκληρώθηκαν σε 25, 4 μίλια ανά ώρα. Ο χνουδωτός τσίτα στη μελέτη, που ζύγισε μόλις λίγα λίβρες λιγότερο, μπορεί ακόμα να προωθήσει πάνω από 60 μίλια την ώρα, πράγμα που σημαίνει ότι οι διαρθρωτικές διαφορές πιθανότατα διαδραματίζουν ρόλο και στην μέγιστη ταχύτητα.

Οι ερευνητές προτείνουν ότι αυτές οι διαφορές μπορεί να είναι αποτέλεσμα της εξελικτικής πίεσης. Οι άνθρωποι, όπως φαίνεται, ξόδεψαν μεγάλο μέρος της ενέργειας τους ξεπερνώντας τη λεία τους με πράγματα όπως παγίδες ή δόρατα για το κυνήγι. Αλλά πολλά άλλα είδη, όπως οι τσίτα, εξελίχθηκαν για να γίνουν όλο και πιο γρήγορα. Αλλά αυτό σημαίνει ότι το θήραμά τους πιθανότατα εξελίχθηκε και για να είναι ταχύτερο. "Τα είδη που κερδίζουν το πιο επιλεκτικό πλεονέκτημα-αρπακτικά ζώα και θήραμα με λίγα σημεία για να κρύψουν, για παράδειγμα - θα προσεγγίσουν τις προβλεπόμενες μέγιστες ταχύτητες", εξηγεί ο Hirt στην απελευθέρωση.

Αυτό δημιουργεί μια νέα ερώτηση: Ποιος κυνηγάει τον Usain Bolt;

Ποιο είναι το κλειδί για την πρόβλεψη της ταχύτητας των ζώων;