غزال زیاری: حیواناتی مثل یوزپلنگ که میتوانند سریع بدوند، معمولا جثه متوسطی دارند. یک تیم بینالمللی از محققان امپریال مالج، دانشگاه هاروارد، دانشگاه کوئینزلند و دانشگاه سانشاین کاست تصمیم گرفتند تا دلیل این سرعت بالا را بیابند و حالا یافتههای آنها در مجله Nature Communications منتشر شده است.
این دانشمندان برای دستیابی به نتیجه مدنظرشان، مدلی را توسعه دادند که ماهیچههای حیوان در زمانی که روی زمین حرکت میکند را به نمایش درمی آورد و بدین ترتیب محدودیتها در سرعت دویدنشان را مورد ارزیابی قرار دادند.
سریعترین حیوانات، متوسط القامت هستند
دکتر دیوید لابونت از دپارتمان بیومهندسی امپریال کالج لندن، در این باره گفت:« سریعترین حیوانات دنیا، فیلهای بزرگ یا مورچههای کوچک نیستند؛ بلکه حیواناتی متوسط القامت مثل یوزپلنگها هستند. چرا سرعت دویدن با الگوهای منظمی که بر بیشتر جنبههای دیگر آناتومی و عملکردی حیوانات حکمرانی میکند، تغییر میکند؟»
این محققان دریافتند که عواملی که سرعت دویدن یک حیوان را محدود میکنند، فقط به یک مورد محدود نمیشود و شامل دو عامل است: میزان سرعت حیوان و میزان انقباض ماهیچههای آن و حداکثر سرعت دویدن جانور با توجه به محدودیتی که در ابتدا با آن مواجه میشود، تعیین میگردد. در ادامه این مطالعه میخوانیم:« این محدودیت با اندازه کلی حیوان تعیین میشود.»
اولین محدودیت که “محدودیت ظرفیت انرژی جنبشی” نامیده میشود، به این موضوع اشاره دارد که چطور حیوانات کوچکتر ماهیچههایی دارند که با سرعت انقباض آنها مهار میشوند. این درحالی است که محدودیت دوم که “محدودیت ظرفیت کار” نامیده میشود، به این موضوع اشاره میکند که حیوانات بزرگتر چطور با انقباض ماهیچههایشان مهار میشوند.
پروفسور کریستوفر کلمنته، از دانشگاه سانشاین کاست کوئینزلند بهعنوان یکی از نویسندگان این مقاله میگوید:« کلید اصلی مدل ما درک این موضوع است که حداکثر سرعت دویدن هم به دلیل سرعت انقباض ماهیچهها و هم اینکه ماهیچهها چقدر میتوانند در جریان انقباض کوتاه شوند، محدود میشود. حیواناتی در اندازه یوزپلنگ، حدود ۵۰ کیلوگرم وزن دارند و در این وزن، این دو محدودیت با هم مطابقت دارند. در نتیجه این حیوانات، سریعترین حیوانات هستند و سرعتشان به ۱۰۴.۵ کیلومتر بر ساعت میرسد.»
مدلی دقیق و کاربردی
محققان در هنگام تست دقت این مدل، دریافتند که این مدل حداکثر سرعت دویدن در حیوانات مختلف از پستانداران بزرگ گرفته تا پرندگان و مارمولکها را به درستی پیشبینی میکند.
این مدل، نه تنها به سوالاتی درباره دلیل اینکه چرا برخی حیوانات سریعتر از سایرین میدوند پاسخ میدهد، بلکه درباره چگونگی تعامل ماهیچههای آنها نیز شفافسازی میکند و در عین حال سرنخهایی درباره اینکه چرا تفاوتهای بزرگی بین گروههای مختلف حیوانات وجود دارد نیز ارائه مینماید. مثلا چرا خزندگان بزرگ مثل کروکدیلها، از پستانداران بزرگ، کندتر هستند.
چرا خزندگان کندتر هستند؟
تیلور دیک، یکی دیگر از نویسندگان این مقاله از دانشگاه کوئینزلند به این نکته اشاره کرده که شاید این موضوع را بتوان با این واقعیت توضیح داد که عضلات اندامها درصد کمتری از بدن خزندگان را تشکیل میدهند و اگر آنها بخواهند سریع حرکت کنند، باید کوچک بمانند.
دکتر پیتر بیشاپ، یکی از نویسندگان مقاله از دانشگاه هاروارد دراین باره توضیح داد:« در حیوانات بزرگ مثل کرگدنها یا فیلها، دویدن حسی مثل بلند کردن یک وزنه سنگین را دارد. چرا که ماهیچههای آنها ضعیفتر است و جاذبه زمین بیشتر آنها را به پائین میکشد. در نتیجه این دو اثر، این حیوانات مجبورند که هرچه بزرگتر میشوند، سرعت خود را کاهش دهند.»
این تحقیق همچنین نشان داد که حیوانات خشکی که بیش از ۴۰ تن وزن دارند، به شکل کامل قادر به حرکت نیستند. این موضوع سوالاتی را درباره دایناسورها ایجاد کرده؛ چرا که برخی از گونههای دایناسورها از جمله پاتاگوتایتان، احتمالا از این سنگینتر بودهاند. سنگینوزنترین حیوان خشکی زنده دنیا، فیل آفریقایی است که ۶.۶ تن وزن دارد.
لابونت ادامه داد:« مطالعه ما، سوالات جالب زیادی را درباره فیزیولوژی ماهیچههای حیوانات منقرض شده و حیوانات زنده و حتی انسانهای ورزشکار ایجاد کرد. محدودیتهای فیزیکی برروی حیواناتی که شنا میکنند و پرواز میکنند، به اندازه حیواناتی که میدوند تاثیر میگذارد و بررسی و باز کردن این محدودیتها، در دستور کار بعدی ما قرار دارد.»
یوزپلنگها به غیر از آفریقا فقط در ایران زندگی میکنند.
منبع: newsweek
۵۸۵۸
