Hayvanlar aleminde, en hızlı hayvanlar her zaman orta büyüklüktedir. Çitalar aslanları, yunusları dışarıda orcasları ve peregrin şahinlerini kel kartallardan daha hızlı uçurur.
Daha büyük bedenler daha büyük, daha güçlü kaslar anlamına gelir, bu nedenle bu kuralın açık bir nedeni yoktu - sonuçta, büyük hayvanlar neden güç avantajlarını hız için kullanmasınlar?
Şimdi, bilim adamları matematiksel bir neden keşfettiler: Yeni araştırmalara göre, en büyük hayvanlar hızlanmak için ne kadar enerjiyi harekete geçirebilecekleriyle sınırlıdır.
Leipzig'deki Alman Bütünleştirici Biyoçeşitlilik Araştırma Merkezi'nde bir zoolog olan çalışma lideri Myriam Hirt, "Büyük hayvanlar sprint yaparken daha yüksek hızlara ulaştıklarında, hızla mevcut olan enerji rezervleri de yakında tükenecek," dedi.
Hız Tuzağı
Hirt, hayvanın maksimum hızlarını tahmin etmesini gerektiren bir proje üzerinde çalışırken boyut ve hız arasındaki ilişkiyi anlamakla ilgilenmeye başladı. Vücut büyüklüğüne göre hızı tahmin etmenin geleneksel yöntemleri, en büyük hayvanlar için saçma sayılarla sonuçlandı. Örneğin, filler için hesaplama Canlı Bilim'e 600 km / s maksimum hıza ulaştığını söyledi. Filler aslında maksimum 34 km / s hızla çalışıyor.
Kir, en büyük kara hayvanlarının çok hızlı olmadığını fark eden ilklerden çok uzaktı. Ancak daha fazla kazma yaparken, uçan hayvanlar ve yüzücüler için de yapılan desenin farkına vardı.
“Bu, altta yatan mekanizmanın çok genel bir ilke olması gerektiğini anlamamı sağladı” dedi.
Hirt bu mekanizmayı açıklamak için matematiksel bir model oluşturdu. Hayvanlar, uzun mesafelerde değil kısa koşularda maksimum koşu hızlarına ulaştıklarını söyledi. Kısa sprintler anaerobik olarak güçlendirilir, yani kaslara güç veren yakıt kısa süreli depolamadan gelir ve sınırlıdır. (Kasları oksijen yardımıyla yapılan yakıtla besleyen aerobik metabolizma, daha uzun eforlar sağlar.)
Hirt, kitlenin bir hayvanın hareket etmesi için eylemsizliğin üstesinden gelmesi gerektiğini söyledi, bu yüzden bir fil fare kadar çabuk süratle patlayamaz. Fil gittiği zaman, zaten anaerobik enerji depolarının büyük bir kısmını kullanıyor. Sonuç olarak, Hirt bugün Nature Ecology & Evolution dergisinde 17 Temmuz tarihli raporda, en büyük hayvanların kas boyutlarının önerebileceği teorik çalışma hızlarına asla ulaşmadığını bildirdi.
Vücut kütlesi ve hız arasındaki ilişki kambur şeklindedir: Vücut büyüklüğü bir noktaya kadar hız artar ve daha sonra vücut büyüklüğü enerji kullanılabilirliğini aştığında azalır.
Boyut ve hız
Hirt, modelini hayvanlar alemi genelinde 474 türden oluşan bir veritabanına karşı test etti. Koşucular, yüzücüler ve el ilanları arasında maksimum yüzde 90 doğrulukla maksimum hızları tahmin ettiğini buldu. Açıklamak için kalan yüzde 10, ölçüm hatası, türe özgü vücut adaptasyonları ve bir hayvanın ısı kaynağı gibi bir hayvana endotermik (sıcak kanlı) veya ektotermik (soğukkanlı), Dedi Hirt.
Karadaki endotermik hayvanlar ektotermik hayvanlardan biraz daha hızlıdır, çünkü endotermik hayvanlar dış sıcaklıktan bağımsız olarak aktif olabilir. Garip bir şekilde, bu desen suda tersine çevrilir: Soğukkanlı yaratıklar aslında sıcakkanlı olanlardan daha hızlıdır. Bunun nedeni muhtemelen okyanusun penguenler ve balinalar gibi sıcakkanlı yaratıklarının ya karada biraz zaman geçirmesi ya da kara temelli bir ataları olmasıdır. Bu hayvanlar muhtemelen onları suda biraz yavaşlatan bazı değişimler geliştirdiler.
İnsanlar ortalama olarak Hirt'in formülünün tahmin ettiğinden biraz daha yavaş olmasına rağmen, 100 ve 200 metrelik sprintlerin rekor sahibi olan Usain Bolt, verilere iyi uyuyor. Muhtemelen insanlar, çok esnek dikenler ve eklemler gibi çitaları bu kadar hızlı hale getirmeye yardımcı olan adaptasyon türlerine sahip değillerdir.
Hirt, yeni hız formülünün hayvan hareketi ve göçü ile avcı-av etkileşimlerini içeren gelecekteki araştırmalar için kullanışlı olabileceğini söyledi. Soyu tükenmiş hayvanların ne kadar hızlı hareket edebileceğini daha iyi belirlemek için de kullanılabilir. Hirt'in hesaplamalarına göre, Velociraptor muhtemelen 54,5 km / s maksimum hızda hızlanır, T. rex saatte 27 km / sa hıza varabilir ve Brachiosaurus en hızlı şekilde 11,9 km / s hıza ulaştı.
Canlı Bilim ile ilgili orijinal makale.
