Найден ответ: Почему средние по размеру существа являются самыми быстрыми

Гепард может с лёгкостью обогнать слона, хотя в теории более крупное существо должно бегать быстрее. Тем не менее именно средние по размеру животные являются самыми быстрыми на Земле. Долгое время учёные пытались решить эту головоломку, и, похоже, им это удалось.

Предел скорости животных влияет на их миграцию и взаимодействие с окружающей средой (проще говоря, догонят ли они добычу или станут жертвой сами). Под скоростью подразумевается то, насколько далеко животное способно переместиться в заданный отрезок времени. В связи с этим изначально может показаться, что существа с длинными конечностями (плавниками или крыльями) могут передвигаться на более дальние расстояния и достигать более высоких скоростей, чем другие.

Но на деле оказывается совсем не так: самыми быстрыми существами на Земле являются вовсе не слоны, кондоры или синие киты, а гепарды, соколы и марлины (рыбы из отряда окунеобразных).

И недавний анализ практически 500 видов животных (от плодовых мух до китов) помог объяснить, почему так происходит. Исследователи создали модель, соответствующую реальности: самые быстрые существа в каждой категории (изучались животных, которые плавают, летают и бегают) относятся к группе средних по массе тела. Научная работа, по мнению специалистов, поможет учёным даже рассчитать скорость бега некоторых динозавров.

Предыдущие исследования скоростей животных фокусировались исключительно на определённых группах существ – в основном млекопитающих. Но, по мнению автора новой работы зоолога Мириам Хирт (Myriam Hirt) из немецкого Центра по исследованию интегративного биоразнообразия в Лейпциге, это не совсем верный принцип.

Хирт и её коллеги изучали собранные ранее данные о различных существах, в том числе и холоднокровных животных. Всего были получена информация о 474 видах животных, масса которых варьировалась от 30 микрограммов до 100 тонн.

Когда учёные сопоставили максимальную скорость животных (измеренную в дикой природе или лабораторных условиях) с их массой, они получили перевёрнутый U-образный график, где среднегабаритные животные были вверху. Почему же так вышло?

У животных есть довольно ограниченное количество времени для того, чтобы разогнаться до высоких скоростей, прежде чем они израсходуют легкодоступную энергию, присутвующую в быстросокращающихся мышечных волокнах.

Крупные животные имеют больше мышечной ткани, поэтому у них есть больше энергии для бега. Однако из-за большой массы тела они не могут начать двигаться так быстро, как более миниатюрные животные, так что у них уходит больше времени на то, чтобы достичь заданной абсолютной скорости. К тому времени, когда большие животные достигают высоких скоростей, у них остаётся совсем мало легкодоступной энергии.

По мнению учёных, быстросокращающиеся мышечные волокна у крупных существ (тех же слонов и китов) истощают "клеточное топливо" задолго до того, как они могут достичь максимальной скорости.

График оказался универсальным, что поразило учёных. "Он применим к животным различных экосистем и даже к крупным вымершим видам, — говорит она. – Мы также можем сделать весьма точные прогнозы максимальных скоростей ныне живущих существ".

Так, учёные предполагают, что их метод можно смело применить и к давно вымершим динозаврам. Например, максимальная скорость шеститонного царя тираннозавров, Tyrannosaurus rex, согласно их вычислениям, могла быть 27 километров в час (это чуть больше средней скорости бега современного человека, хотя её нельзя сравнить, например, со скоростью бега ямайского восьмикратного олимпийского чемпиона Усэйна Болта).

Впрочем, палеонтолог Томас Холц (Thomas Holtz) из Мэрилендского университета в Колледж-Парке считает, что это может быть лишь очень и очень приблизительной оценкой, поскольку диапазон максимальной скорости существ примерно одинакового веса может быть весьма широким.

Результаты исследования опубликованы в научном издании Nature Ecology and Evolution.