چه شد که یوزپلنگ ها سریع ترین حیوانات روی زمین شدند؟
دانشمندان پیش از این می‌دانستند که حیوانات سریع معمولاً از جثه متوسطی برخوردارند. با این وجود برای آنها سوال بود که چطور حیوانی نظیر یوزپلنگ می‌تواند در عرض کمتر از ۳ ثانیه به سرعت ۱۰۰ کیلومتر در ساعت برسد.
حالا دانشمندان می‌گویند پس از سال‌ها تحقیق دریافته‌اند که ساز و کار بدن این جانوران چگونه عمل می‌کند و چرا حیواناتی مانند یوزپلنگ می‌توانند به چنین سرعت بالایی برسند.
یک تیم بین‌المللی از محققان از امپریال کالج لندن، دانشگاه هاروارد آمریکا و دانشگاه کوئینزلند و سان‌شاین کوست استرالیا تصمیم گرفتند تا برای پاسخ به این سوال این حیوانات را از نزدیک زیر نظر بگیرند. دانشمندان برای این کار مدلی ابداع کردند که نشان می‌دهد ماهیچه‌های حیوانات در خشکی چگونه حرکت می‌کند، سپس محدودیت‌ها را در سرعت دویدن آنها ارزیابی کردند.
دکتر دیوید لابونته، از گروه مهندسی زیستی امپریال کالج لندن و نویسنده اصلی این مطالعه، در این باره گفت: «سریع‌ترین حیوانات جهان نه فیل‌های بزرگ هستند و نه مورچه‌های کوچک، بلکه اندازه‌های متوسطی دارند مانند یوزپلنگ. اما سوال این بود که چرا سرعت دویدن آنها با الگوهای منظمی که بر بیشتر جنبه‌های دیگر آناتومی و عملکرد حیوانات حاکم است، تطابق نمی‌کند؟»
آنها دریافتند که فقط یک محدودیت برای سرعت دویدن یک حیوان وجود ندارد، بلکه در واقع محدودیت‌ها دو تا هستند: یکی سرعت انقباض ماهیچه‌های آنها و دیگری حداکثر توان انقباضی آنها.
شتاب یوزپلنگ‌ها در رسیدن از صفر تا ۱۰۰ کیلومتر از بسیاری از خودروهای مسابقه‌ای بیشتر است.
به گفته آنان، حداکثر سرعت دویدن با توجه به محدودیت‌های ابتدایی حیوان شامل جثه آن تعیین می‌شود. اولین محدودیت، که «محدودیت ظرفیت انرژی جنبشی» نامیده می‌شود، به این موضوع اشاره می‌کند که سرعت انقباض ماهیچه‌های حیوانات کوچک‌تر کمتر است.
محدودیت دوم «محدودیت ظرفیت کار» به این موضوع اشاره دارد که ماهیچه‌های حیوانات بزرگتر، یک حد نهایی مشخص انقباض دارند.
پروفسور کریستوفر کلمنته، محقق در دانشگاه سان‌شاین کوست استرالیا و از نویسندگان این مقاله، در این خصوص گفت: «جانورانی به اندازه یک یوزپلنگ با وزن حدود ۵۰ کیلوگرم در یک نقطه عطف فیزیکی قرار دارند، جایی که این دو محدودیت بالاترین بازدهی را نتیجه می‌دهند. در نتیجه این حیوانات سریع‌ترین جانداران خشکی هستند و می‌توانند تا ۱۰۵ کیلومتر در ساعت سرعت بگیرند.»
محققان دریافتند که با این مدل فرضی می‌توانند حداکثر سرعت دویدن در حیوانات مختلف از پستانداران بزرگ، پرندگان و مارمولک‌ها را به درستی پیش‌بینی کنند.
پیکره‌بندی خاص یوزپلنگ‌ها به آنها اجازه می‌دهد به حداکثر سرعت در میان جانداران خشکی برسند
در واقع این مدل نه تنها به این سوال پاسخ می‌دهد که چگونه برخی از حیوانات می‌توانند سریعتر از دیگران بدوند، بلکه چگونگی تکامل ماهیچه‌ها در آنها را نیز روشن می‌کند و سرنخ‌هایی در مورد اینکه چرا تفاوت‌های زیادی بین گروه‌های خاصی از حیوانات وجود دارد به دست می‌دهد. به عنوان مثال برای این سوال که چرا خزندگان بزرگی مانند کروکودیل‌ها کندتر از پستانداران بزرگ هستند.
تیلور دیک، از دانشگاه کوئینزلند و از نویسندگان این مطالعه، گفت این واقعیت را می‌توان به اینگونه توضیح داد که در این خزندگان عضلات اندام‌ها، درصد کمتری از توده بدنی خزنده را تشکیل می‌دهند. این بدان معناست که آنها باید با وزن کمتری به محدودیت کاری برسند و بنابراین باید کوچک بمانند تا سریع حرکت کنند.»
دکتر پیتر بیشاپ از دانشگاه هاروارد نیز اضافه کرد: «ماهیچه‌های حیوانات بزرگی مانند کرگدن‌ها یا فیل‌ها نسبتا ضعیف‌تر است و در نتیجه سرعت این حیوانات کاهش می‌یابد.»
این تحقیق همچنین نشان داد که حیوانات خشکی با وزن بیش از ۴۰ تن به طور کامل قادر به حرکت نیستند.
این نکته البته سؤالاتی را در مورد دایناسورها ایجاد می‌کند، زیرا گونه‌هایی منقرض‌شده مانند «پاتاگوتایتان» وجود داشتند که وزنشان تا ۸۵ تن تخمین زده می‌شود. سنگین‌ترین حیوان زمینی امروزی فیل آفریقایی است که ۶.۶ تن وزن دارد.
نتایج مطالعات تازه در نشریه علمی «Nature Communications» منتشر شده است.
نظر شما