Evoluția vitezei la animalele terestre

Pentru a afla motivul acestei anomalii, o echipă internațională de cercetători a realizat un studiu menit să examineze modul în care capacitățile musculare limitează viteza maximă a animalelor terestre.

Viteza de alergare are două limite distincte

„Cele mai rapide animale nu sunt nici elefanții mari, nici furnicile minuscule, ci animalele de talie medie, precum ghepardul", spune autorul principal David Labonte, expert în bioinginerie. „De ce se abate viteza de alergare de la tiparele regulate care guvernează majoritatea celorlalte aspecte ale anatomiei și performanței animalelor?"

Cercetările arată că viteza maximă de alergare nu este limitată de un singur factor, ci de două limite diferite legate de funcția musculară: viteza de contracție a mușchilor și amploarea scurtării musculare în timpul unei contracții. Viteza maximă a unui animal este restricționată de prima limită, care depinde de mărimea animalului.

„Animalele de mărimea unui ghepard se află într-un punct fizic ideal, la aproximativ 50 kg, în care cele două limite coincid. În consecință, aceste animale sunt cele mai rapide și ating viteze de până la aproximativ 105 km/h", explică coautorul Christofer Clemente.

Mărimea animalului și viteza de alergare

Studiul introduce două limite teoretice: „limita capacității de energie cinetică" pentru animalele mai mici, limitate de viteza cu care se pot contracta mușchii lor, și „limita capacității de lucru" pentru animalele mai mari, restricționate de amploarea contracției mușchilor lor.

„Pentru animalele mari, precum rinocerii sau elefanții, alergarea poate fi ca și cum ar trebui să ridice o greutate enormă, deoarece mușchii lor sunt relativ mai slabi, iar gravitația impune un efort mai mare", spune coautorul Peter Bishop, cercetător postdoctoral în biologie organismică și evoluționistă la Harvard.

Principii fizice ale evoluției mușchilor

Modelul echipei, testat pe baza datelor a peste 400 de specii de mărimi diferite, a putut prezice cu precizie diferențele de viteză maximă de alergare din regnul animal, scoțând astfel la iveală principiile fizice care stau la baza evoluției mușchilor.

Aceste descoperiri ar putea duce, eventual, la dezvoltarea unor roboți care să imite atletismul celor mai buni alergători din natură.

Masa musculară a membrelor și greutatea corporală

În plus, modelul aruncă lumină asupra diferențelor dintre diversele grupuri de animale. Astfel, masa musculară a membrelor reptilelor, mai redusă în raport cu greutatea corporală, ar putea explica de ce reptilele mari tind să fie mai mici și mai lente decât mamiferele mari.

„O explicație posibilă este că mușchii membrelor reprezintă o proporție mai mică din corpul reptilelor în raport cu greutatea corporală, ceea ce înseamnă că ating limita de efort la o greutate corporală mai mică și, prin urmare, trebuie să rămână mici pentru a se putea mișca rapid", spune coautorul studiului, Taylor Dick, lector în biomedicină în Queensland.

Fiziologia musculară a animalelor masive

Rezultatele indică totodată că cele mai mari mamifere terestre care trăiesc astăzi, precum elefantul african, se situează cu mult sub limita teoretică de greutate de la care animalele terestre ar deveni imobile.

Acest lucru ridică semne de întrebare cu privire la anatomia musculară a giganților dispăruți, precum Patagotitan, care cântărea probabil peste 40 de tone, și îndeamnă la noi cercetări asupra adaptărilor lor fiziologice unice.

„Studiul nostru ridică multe întrebări interesante despre fiziologia musculară atât a animalelor dispărute, cât și a celor care trăiesc astăzi, inclusiv a sportivilor umani. Limitele fizice afectează la fel de mult animalele care înoată și cele care zboară, ca și pe cele care aleargă, iar descifrarea acestor limite este următorul punct de pe agenda noastră", a încheiat Labonte.

Studiul a fost publicat în revista Nature Communications.

Articole suplimentare

• Grădinile zoologice provoacă animalelor mai multe daune decât v-ați putea imagina
• Dreptate pentru animalele din grădinile zoologice
• A venit oare timpul să interzicem grădinile zoologice?
• Finlanda: o grădină zoologică vrea să trimită panda uriași înapoi în China din cauza costurilor de întreținere
• Deținerea elefanților în grădinile zoologice trebuie să înceteze odată pentru totdeauna!
• Uciderea animalelor excedentare – grădinile zoologice eșuează în protecția speciilor