การไขปริศนาว่าทำไมเสือชีตาห์ถึงเร็วมากช่วยไขเบาะแสเกี่ยวกับความเร็วของไดโนเสาร์

ตั้งแต่สมัยของไดโนเสาร์ สัตว์ที่ใหญ่ที่สุดก็ไม่ได้เร็วที่สุด แม้ว่าจะมีมวลกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้นและพลังที่มีศักยภาพเพิ่มขึ้นก็ตาม อันที่จริง หลายชนิดช้าที่สุดในคลาสที่เกี่ยวข้อง และในขณะที่คุณคาดหวังว่าสัตว์ที่ตัดไม้จะช้ากว่าสิ่งมีชีวิตที่ว่องไว กลไกที่อยู่เบื้องหลังพฤติกรรมนี้ได้แบ่งแยกนักวิทยาศาสตร์มานานหลายทศวรรษ

ตอนนี้ นักวิจัยที่นำโดย Myriam Hirt จากศูนย์การวิจัยความหลากหลายทางชีวภาพเชิงบูรณาการของเยอรมัน ได้ค้นพบว่าคำตอบอาจอยู่ที่ความเร็วการเร่งความเร็วของสัตว์แต่ละตัว พูดง่ายๆ ก็คือ เวลาที่สัตว์ใช้เร่งความเร็วจะเป็นตัวกำหนดความเร็วสูงสุดโดยรวมของพวกมัน ในระหว่างการเร่งความเร็ว ร่างกายจะเปลี่ยนพลังงานเคมี พลังงานเมตาบอลิซึม เป็นพลังงานกลที่ใช้สำหรับการเคลื่อนไหว กระบวนการนี้เกิดขึ้นในเส้นใยกล้ามเนื้อกระตุกเร็วที่เรียกว่าเมตาบอลิซึมแบบไม่ใช้ออกซิเจน

สัตว์มีเวลาจำกัดในการเร่งความเร็วจากจุดเริ่มต้นก่อนที่พวกมันจะไม่สามารถเร่งความเร็วได้อีกต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันสามารถเร่งความเร็วได้จนถึงจุดที่เส้นใยเหล่านี้หมดเชื้อเพลิงเมตาบอลิซึม ซึ่งหมายความว่าเวลาที่ใช้ได้สำหรับการเร่งความเร็วจะถูกจำกัดด้วยปริมาณของเส้นใยเหล่านี้

เนื่องจากสัตว์ที่มีขนาดใหญ่กว่ามีเส้นใยกล้ามเนื้อที่กระตุกได้เร็วกว่า พวกมันจึงสามารถเร่งความเร็วได้นานขึ้น อย่างไรก็ตาม มวลของสัตว์เหล่านี้หมายความว่าพวกมันใช้เวลานานกว่าจะถึงความเร็วที่แน่นอนกว่าเมื่อเทียบกับสายพันธุ์ที่เล็กกว่า ในบางจุด ระยะเวลาที่ต้องใช้ในการเร่งความเร็วให้เร็วขึ้นจะเกินระยะเวลาที่กำหนดไว้สำหรับการเร่งความเร็ว ดังนั้นจึงไม่ถึงความเร็วที่เร็วขึ้น สัตว์ขนาดกลาง เช่น เสือชีตาห์ มีมวลที่สมดุลกับจำนวนกล้ามเนื้อกระตุกเร็วเพื่อให้ได้ความเร็วที่แน่นอน

วิธีดาวน์โหลดรูปภาพ Instagram ทั้งหมด all

ดูที่เกี่ยวข้อง นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ CRISPR เพื่อเก็บ GIF ไว้ใน DNA ของเซลล์ที่มีชีวิต สัตว์ในอวกาศ: สิ่งมีชีวิตอะไรมุ่งหน้าสู่ดวงดาว?

ยิ่งไปกว่านั้น การวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าการค้นพบนี้เป็นจริงสำหรับทั้งสัตว์ที่ว่ายน้ำและบินได้ ซึ่งเป็นจุดที่สมมติฐานก่อนหน้านี้ลดลง

เพื่อทดสอบการคาดการณ์ของแบบจำลอง Hirt และเพื่อนร่วมงานของเธอได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วสูงสุดของสัตว์วิ่ง บิน และว่ายน้ำ 474 ตัว รวมทั้งสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ปลา และนกสายพันธุ์ แต่ยังรวมถึงสัตว์เลื้อยคลาน หอย และสัตว์ขาปล้องด้วย มวลกายของสปีชีส์เหล่านี้มีตั้งแต่หอยไปจนถึงวาฬ

การค้นพบของเราช่วยแก้ปัญหาหนึ่งในคำถามที่ท้าทายที่สุดในนิเวศวิทยาการเคลื่อนไหวในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา: เหตุใดสัตว์ที่ใหญ่ที่สุดจึงไม่เร็วที่สุด เขียน Hirt ในตัวเธอ กระดาษ กฎหมายมาตราส่วนทั่วไปเปิดเผยว่าทำไมสัตว์ที่ใหญ่ที่สุดจึงไม่เร็วที่สุดตีพิมพ์ในวารสารนิเวศวิทยาธรรมชาติและวิวัฒนาการ. โดยการวัดขนาดร่างกายเพียงอย่างเดียว โมเดลใหม่นี้สามารถคาดการณ์ขีดจำกัดความเร็วของสัตว์ได้อย่างแม่นยำ ตั้งแต่แมลงวันผลไม้ไปจนถึงวาฬสีน้ำเงิน และอธิบายว่าทำไมสัตว์ขนาดกลางโดยทั่วไปจึงเร็วที่สุด

การค้นพบนี้ยังสามารถใช้เพื่อทำนายความเร็วของสิ่งมีชีวิตที่สูญพันธุ์ได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น นักบรรพชีวินวิทยาได้ถกเถียงกันมานานแล้วถึงศักยภาพในการวิ่งของนกขนาดใหญ่และไดโนเสาร์ โมเดลที่ขึ้นกับเวลาของ Hirt แสดงให้เห็นว่า Tyrannosaurus Rex จะวิ่งด้วยความเร็วประมาณ 27.05 กม./ชม. Triceratops ความเร็วสูงสุด 24.36 กม./ชม.

ฉันจะใช้คอมพิวเตอร์และเครื่องพิมพ์ได้ที่ไหน

รูปภาพ: Wikimedia Commons/Hirt et al./Nature Ecology & Evolution