Overalt i dyreriget er de hurtigste dyr altid af mellemstor størrelse. Cheetahs løber over løver, delfiner outcace orcas og vandrefalk falver hurtigere end skaldede ørne.
Større kroppe betyder større, mere kraftfulde muskler, så der var ingen klar grund til denne regel - trods alt, hvorfor skulle større dyr ikke bruge deres strømfordel til hastighed?
Nu har forskere opdaget en matematisk grund: I henhold til ny forskning er de største dyr begrænset af, hvor meget energi de kan mobilisere for at accelerere.
”På det tidspunkt, hvor store dyr kommer op til højere hastigheder, mens de sprintes, løber deres hurtigt tilgængelige energireserver også snart ud,” sagde studieleder Myriam Hirt, en zoolog ved det tyske Center for Integrative Biodiversity Research, i Leipzig.
Hastighedsfælde
Hirt blev interesseret i at forstå forholdet mellem størrelse og hastighed, mens hun arbejdede på et projekt, der krævede hende at estimere dyrets maksimale hastigheder. Traditionelle metoder til estimering af hastighed baseret på kropsstørrelse resulterede i absurde tal for de største dyr. For elefanter, for eksempel, kom beregningen ud til en maksimal hastighed på 373 km / h (600 km / t), fortalte hun Live Science. Elefanter løber faktisk med en maksimal hastighed på 21 km / h (34 km / t).
Hirt var langt fra den første, der bemærkede, at de største landdyr ikke var meget hurtige. Men efterhånden som hun gjorde mere grave, indså hun, at mønsteret også var gældende for flyvende dyr og svømmere.
"Dette fik mig til at indse, at den underliggende mekanisme måtte være et meget generelt princip," sagde hun.
Hirt byggede en matematisk model til at forklare denne mekanisme. Dyr når deres maksimale løbshastighed over korte sprinter, ikke over lange afstande, sagde hun. Korte sprinter drives anaerobt, hvilket betyder, at det brændstof, der styrker musklerne, kommer fra kortvarig opbevaring og er begrænset. (Aerob metabolisme, der giver musklerne et brændstof, der er produceret ved hjælp af ilt, giver kraftigere anstrengelser).
Masse skal overvinde inerti for et dyr at bevæge sig, sagde Hirt, så en elefant ikke kan sprænge sig i en sprint så hurtigt som en mus kan. Når elefanten kommer i gang, bruges den allerede en god mængde af sine anaerobe energilagre. Som et resultat når de største dyr aldrig de teoretiske kørehastigheder, som deres muskelstørrelse muligvis antyder, er mulig, rapporterede Hirt i dag (17. juli) i tidsskriftet Nature Ecology & Evolution.
Forholdet mellem kropsmasse og hastighed er pukkelformet: Hastigheden øges med kropsstørrelse op til et punkt og falder derefter, efterhånden som kropsstørrelse overgår energitilgængeligheden.
Størrelse og hastighed
Hirt testede sin model mod en database med 474 arter i hele dyreriget. Hun fandt, at det forudsagde maksimale hastigheder med næsten 90 procent nøjagtighed på tværs af løbere, svømmere og løbesedler. De 10 procent, der er tilbage til at forklare, kan tilskrives en række problemer, såsom målefejl, artsspecifik kropstilpasning og et dyrs varmekilde - uanset om et dyr er endotermisk (varmblodet) eller ektotermisk (koldblodigt), Sagde Hirt.
Endotermiske dyr på land er lidt hurtigere end ektotermiske dyr, simpelthen fordi endotermiske dyr kan være aktive uanset udetemperaturen. Mærkeligt nok er det mønster vendt i vandet: Koldblodede væsener er faktisk hurtigere end varmblodige. Dette skyldes sandsynligvis, at havets varmblodede væsener, som pingviner og hvaler, enten tilbringer nogen tid på land eller har en landbaseret stamfar, sagde Hirt. Disse dyr har sandsynligvis udviklet nogle kompromisser, der gør dem lidt langsommere i vandet, sagde hun.
Selvom mennesker i gennemsnit er lidt langsommere, end Hirt's formel forudsiger, passer Usain Bolt - rekordholderen for 100- og 200-meter sprints - dataene godt, sagde Hirt. Det er sandsynligvis fordi mennesker ikke har de typer tilpasninger, der hjælper med at gøre geparder så hurtig, som ultraflexible rygsøjler og samlinger.
Den nye hastighedsformel kan komme godt med til fremtidig forskning, der involverer dyrs bevægelse og migration, samt interaktion mellem rovdyr og bytte, sagde Hirt. Det kunne også bruges til bedre at identificere, hvor hurtigt uddøde dyr kunne bevæge sig. Ifølge Hirt's beregninger, Velociraptor spredes sandsynligvis med en maksimal hastighed på 34 km / h (54,5 km / t), T. rex kunne sparke det i gear på op til 17 km / h (27 km / t) og Brachiosaurus lumbled langs med 11,9 km / t på det hurtigste.
Original artikel om Live Science.
