Ученые представили в понедельник простую формулу, которая объясняет, почему некоторые животные бегают, летают и плавают быстрее, чем все остальные.
Связь между размерами тела и скоростью была впервые описана с помощью математической модели группой исследователей немецкого Центра интегративных исследований в области биоразнообразия (IDIV) и Йенского университета и представлена в Nature Ecology and Evolution.
Модель удивительно проста. Нужно знать вес конкретного животного и среду, в которой оно движется: по земле, в воздухе или в воде. На этой основе вычисляется с почти 90-процентной точностью максимальная скорость, которой оно может достигать.
Эта модель может применяться повсеместно, при всех размерах тела животных (от клеща до синего кита), при любых способах передвижения (от плаванья до полета) и действует во всех средах обитания, считает ведущий автор исследования Мириам Хирт.
Кроме того, модель не ограничена ныне живущими видами животных, а хорошо применима к уже вымершим, например, к динозаврам, скорость которых моделировалась ранее путем сложного биомеханического процесса. Для трицератопса, тираннозавра, брахиозавра и Ко были получены результаты, которые совпадали с предыдущими моделями. Так у тираннозавра рекордная скорость была всего 27 км/ч - наименьшая из всех динозавров.
Животные достигают своей максимальной скорости во время сравнительно короткого спринта, используя запасы энергии, которые собраны в мышцах, но и расходуют их сравнительно быстро (анаэробный метаболизм). А при беге на длинные дистанции тело всегда дает новую энергию (аэробный метаболизм). Чем больше животное и его мышечная масса, тем быстрее оно может бегать на короткие дистанции.
Теперь вступает в игру закон Ньютона. Масса инертна. 5 т африканского слона не может так же легко разгнаться, как 2,5 г этрусской землеройки. Пока такое крупное животное начнет двигаться, его запасы энергии уже идут на спад.
В целом исследователи протестировали свою новую гипотезу на данных 454 видов весом от 1 г до 10 т, от моллюсков до голубых китов, от комаров до лебедей-шипунов.
Магическая формула: k = cMd-1. (k - константа ускорения, M - масса тела).
