Attraverso il regno animale, gli animali più veloci hanno sempre dimensioni mediocri. I ghepardi superano i leoni, i delfini superano le orche e i falchi pellegrini volano più velocemente delle aquile calve.
Corpi più grandi significano muscoli più grandi e più potenti, quindi non c'era una ragione chiara per questa regola - dopo tutto, perché gli animali più grandi non dovrebbero usare il loro vantaggio di potere per la velocità?
Ora, gli scienziati hanno scoperto una ragione matematica: secondo una nuova ricerca, gli animali più grandi sono limitati da quanta energia possono mobilitare per accelerare.
"Quando gli animali di grossa taglia raggiungono velocità più elevate durante lo scatto, anche le loro riserve di energia rapidamente disponibili si esauriscono presto", ha dichiarato il leader dello studio Myriam Hirt, zoologo presso il Centro tedesco per la ricerca integrata sulla biodiversità, a Lipsia.
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Hirt si interessò alla comprensione della relazione tra dimensione e velocità mentre lavorava a un progetto che le richiedeva di stimare la velocità massima degli animali. I metodi tradizionali di stima della velocità basati sulla dimensione corporea hanno portato a numeri assurdi per gli animali più grandi. Per gli elefanti, ad esempio, il calcolo è arrivato a una velocità massima di 373 mph (600 km / h), ha detto a Live Science. Gli elefanti corrono effettivamente a una velocità massima di 21 mph (34 km / h).
Hirt è stato ben lungi dal notare che i più grandi animali terrestri non sono molto veloci. Ma mentre scavava di più, si rese conto che lo schema valeva anche per gli animali volanti e i nuotatori.
"Questo mi ha fatto capire che il meccanismo alla base doveva essere un principio molto generale", ha detto.
Hirt ha costruito un modello matematico per spiegare questo meccanismo. Gli animali raggiungono la massima velocità di corsa su brevi sprint, non su lunghe distanze, ha detto. Gli sprint brevi sono alimentati in modo anaerobico, il che significa che il carburante che alimenta i muscoli proviene dallo stoccaggio a breve termine ed è limitato. (Il metabolismo aerobico, che fornisce ai muscoli il carburante prodotto con l'aiuto dell'ossigeno, alimenta gli sforzi più lunghi.)
La messa deve superare l'inerzia perché un animale si muova, ha detto Hirt, quindi un elefante non può lanciarsi in uno sprint il più velocemente possibile un topo. Quando l'elefante inizia a funzionare, ha già utilizzato una buona quantità delle sue riserve di energia anaerobica. Di conseguenza, gli animali più grandi non raggiungono mai le velocità teoriche di corsa che la loro dimensione muscolare potrebbe suggerire è possibile, ha riferito oggi Hirt (17 luglio) sulla rivista Nature Ecology & Evolution.
La relazione tra massa corporea e velocità è a forma di gobba: la velocità aumenta con le dimensioni del corpo fino a un certo punto, quindi diminuisce quando le dimensioni del corpo superano la disponibilità di energia.
Dimensioni e velocità
Hirt ha testato il suo modello su un database di 474 specie in tutto il regno animale. Ha scoperto che prevedeva velocità massime con una precisione di quasi il 90 percento tra corridori, nuotatori e volantini. Il 10 percento rimasto da spiegare potrebbe essere attribuito a una varietà di problemi, come l'errore di misurazione, adattamenti corporei specifici della specie e la fonte di calore di un animale - se un animale è endotermico (a sangue caldo) o ectotermico (a sangue freddo), Disse Hirt.
Gli animali endotermici sulla terra sono leggermente più veloci degli animali ectotermici, semplicemente perché gli animali endotermici possono essere attivi indipendentemente dalla temperatura esterna. Stranamente, quel modello è invertito nell'acqua: le creature a sangue freddo sono in realtà più veloci di quelle a sangue caldo. Ciò è probabilmente dovuto al fatto che le creature a sangue caldo dell'oceano, come i pinguini e le balene, trascorrono del tempo sulla terra o hanno un antenato terrestre, ha detto Hirt. Quegli animali hanno probabilmente sviluppato alcuni compromessi che li rendono leggermente più lenti nell'acqua, ha detto.
Sebbene gli umani siano un po 'più lenti, in media, di quanto preveda la formula di Hirt, Usain Bolt, il detentore del record per gli sprint da 100 e 200 metri, si adatta bene ai dati, ha detto Hirt. Questo probabilmente perché gli umani non hanno i tipi di adattamenti che aiutano a rendere i ghepardi così veloci, come spine e giunture ultraflessibili.
La nuova formula della velocità potrebbe tornare utile per la ricerca futura che coinvolge il movimento e la migrazione degli animali, nonché per le interazioni predatore-preda, ha affermato Hirt. Potrebbe anche essere usato per individuare meglio la velocità con cui gli animali estinti potrebbero muoversi. Secondo i calcoli di Hirt, Velociraptor probabilmente accelerato a una velocità massima di 34 mph (54,5 km / h), T. rex potrebbe innestare la marcia fino a 27 km / h (17 mph) e Brachiosaurus è andato alla velocità massima di 11,9 km / h.
Articolo originale su Live Science.
