چه شد که یوزپلنگ ها سریع ترین حیوانات روی زمین شدند؟

یک تیم بین‌المللی از محققان از امپریال کالج لندن، دانشگاه هاروارد آمریکا و دانشگاه کوئینزلند و سان‌شاین کوست استرالیا تصمیم گرفتند تا برای جواب به این سوال این حیوانات را از نزدیک زیر نظر بگیرند. دانشمندان برای این کار مدلی ابداع کردند که مشخص می کند ماهیچه‌های حیوانات در خشکی چطور حرکت می‌کند، سپس محدودیت‌ها را در شدت دویدن آنها برسی کردند.

دکتر دیوید لابونته، از گروه مهندسی زیستی امپریال کالج لندن و نویسنده مهم این مطالعه، در این باره او گفت: «سریع‌ترین حیوانات جهان نه فیل‌های بزرگ می باشند و نه مورچه‌های کوچک، بلکه اندازه‌های متوسطی دارند همانند یوزپلنگ. اما سوال این می بود که چرا شدت دویدن آنها با الگوهای منظمی که بر زیاد تر جنبه‌های دیگر آناتومی و کارکرد حیوانات حاکم است، تطابق نمی‌کند؟»

آنها دریافتند که فقط یک محدودیت برای شدت دویدن یک حیوان وجود ندارد، بلکه در واقع محدودیت‌ها دو تا می باشند: یکی شدت انقباض ماهیچه‌های آنها و فرد دیگر حداکثر توان انقباضی آنها.

شتاب یوزپلنگ‌ها در رسیدن از صفر تا ۱۰۰ کیلومتر از تعداد بسیاری از خودروهای مسابقه‌ای زیاد تر است.

به حرف های آنان، حداکثر شدت دویدن با دقت به محدودیت‌های ابتدایی حیوان شامل جثه آن تعیین می‌شود. اولین محدودیت، که «محدودیت ظرفیت انرژی جنبشی» نامیده می‌شود، به این نوشته اشاره می‌کند که شدت انقباض ماهیچه‌های حیوانات کوچک‌تر کمتر است.

محدودیت دوم «محدودیت ظرفیت کار» به این نوشته اشاره دارد که ماهیچه‌های حیوانات بزرگتر، یک حد نهایی اشکار انقباض دارند.

پروفسور کریستوفر کلمنته، محقق در دانشگاه سان‌شاین کوست استرالیا و از نویسندگان این مقاله، در این خصوص او گفت: «جانورانی به اندازه یک یوزپلنگ با وزن نزدیک به ۵۰ کیلوگرم در یک نقطه عطف فیزیکی قرار دارند، جایی که این دو محدودیت بیشترین بازدهی را نتیجه خواهند داد. در نتیجه این حیوانات سریع‌ترین جانداران خشکی می باشند و می‌توانند تا ۱۰۵ کیلومتر در ساعت شدت بگیرند.»

محققان دریافتند که با این مدل فرضی می‌توانند حداکثر شدت دویدن در حیوانات گوناگون از پستانداران بزرگ، پرندگان و مارمولک‌ها را به درستی پیش‌بینی کنند.

پیکره‌بندی خاص یوزپلنگ‌ها به آنها اجازه می‌دهد به حداکثر شدت در بین جانداران خشکی برسند

در واقع این مدل نه تنها به این سوال جواب می‌دهد که چطور برخی از حیوانات می‌توانند سریعتر از دیگران بدوند، بلکه چگونگی تکامل ماهیچه‌ها در آنها را نیز روشن می‌کند و سرنخ‌هایی در رابطه این که چرا تفاوت‌های بسیاری بین گروه‌های خاصی از حیوانات وجود دارد به دست می‌دهد. به گفتن مثال برای این سوال که چرا خزندگان بزرگی همانند کروکودیل‌ها کندتر از پستانداران بزرگ می باشند.

تیلور دیک، از دانشگاه کوئینزلند و از نویسندگان این مطالعه، او گفت این حقیقت را می‌توان به اینگونه گفت که در این خزندگان عضلات اندام‌ها، درصد کمتری از توده بدنی خزنده را راه اندازی خواهند داد. این بدان معناست که آنها باید با وزن کمتری به محدودیت کاری برسند و به این علت باید کوچک بمانند تا سریع حرکت کنند.»

دکتر پیتر بیشاپ از دانشگاه هاروارد نیز اضافه کرد: «ماهیچه‌های حیوانات بزرگی همانند کرگدن‌ها یا فیل‌ها نسبتا ضعیف‌تر است و در نتیجه شدت این حیوانات افت می‌یابد.»

این تحقیق این چنین نشان داد که حیوانات خشکی با وزن بیشتر از ۴۰ تن به طور کامل قادر به حرکت نیستند.

این مسئله یقیناً سؤالاتی را در رابطه دایناسورها تشکیل می‌کند، چون گونه‌هایی منقرض‌شده همانند «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» انتشار شده است.