Великі тварини бігають і плавають не так швидко, як могли б, через те що їх м'язи занадто швидко втомлюються.
У великих тварин більше м'язів, тому вони і сильніше, ніж тварини маленькі. Може здатися, що великі тварини повинні бути не тільки сильніше, але і швидше, що вони повинні швидше бігати, плавати літати - але ось це вже не зовсім так: досить згадати, як бігає слон і як бігає гепард, як пливе синій кит і як пливе дельфін. У статті в Nature Ecology and Evolution дослідники з Йенского університету пояснюють, чому найшвидшими виявляються тварини середніх розмірів, а зовсім не найбільші.
Треба сказати, схожі дослідження були і раніше, але зазвичай в таких випадках біологи займалися лише якоїсь певної групою видів, наприклад, ссавцями, а маючи справу з конкретною таксономической групою, якісь більш загальні закономірності можна і не помітити. Цього разу для порівняння вибрали близько п'ятисот самих різних тварин, що бігають, літаючих і плаваючих, розміри яких варіювали від тридцяти мікрограмів до ста тонн.
Як ми тільки що сказали, найшвидшими виявилися види середніх розмірів. Звичайно, хтось скаже, що між людиною із середньою масою тіла в 70 кг і гепардом, який важить близько 65 кг - величезна різниця: максимум людини - близько 44 км / ч, гепард може розвивати швидкість до 120 км / ч. Але якщо для порівняння взяти горбатого кита, який при своїх 30 тоннах рухається зі швидкістю всього 27 км / ч, то стає зрозуміло, про що говорять автори роботи. І справа тут не в особливостях біомеханіки, не в анатомічних подробицях і ін.
Все пояснюється особливостями метаболізму. До складу м'язів входять скоротливі волокна різних типів, швидкого і повільного (про ті і інші ми недавно згадували в зв'язку з еволюцією людини ). Швидкість залежить від швидких волокон, і теоретично максимальна швидкість руху повинна бути тим більше, чим більше таких волокон в м'язах, а найбільше їх у великих тварин.
Проблема в тому, що швидкі волокна і втомлюються швидше - іншими словами, вони швидше витрачають свої енергетичні запаси. Грубо кажучи, паливо у слонячих і кутових м'язів закінчується швидше, ніж вони розганятися до теоретичної максимальної швидкості.
За таким розрахунком виходить, що один з найзнаменитіших хижаків в історії землі, тираннозавр, який важив шість тонн, був досить повільний, і навряд чи намагався витиснути з себе більше 27 км / ч. Правда, як відзначають інші фахівці, на швидкість руху можуть впливати і інші чинники, і особливо це стосується невеликих тварин (скажімо, дрібні Горобцеподібні птиці, чия маса часом не дотягує і до десяти грам, можуть летіти зі швидкістю понад 40 км / год - то є майже як дуже швидко біжить).
І багато до того ж може залежати ще від того, який тип метаболізму у тварини в цілому і в якому середовищі живе конкретний вид. Наприклад, є відомий і до сих пір не цілком зрозумілий парадокс, пов'язаний з наземними і водними холоднокровними і теплокровними тваринами: при однаковому розмірі тіла наземні теплокровні обганяють наземних ж холоднокровних, а ось в воді все виявляється навпаки - холоднокровні в цілому плавають швидше теплокровних.