研究揭示动物的速度上限之谜

7月17日《自然—生态与进化》在线发表的一篇论文发现,动物达到最大速度所需时间的上限能够解释地球上最快的动物为什么不是最大的。仅仅通过测量身体大小,这个新的模型就能准确预测动物(从果蝇到蓝鲸)的速度上限,也能解释为什么中等体形的动物通常是最快的。







动物体型影响其速度。图片来源:美国国家地理新闻网

中型动物,比如猎豹,是陆地上最快的动物,尽管它们和大型动物相比,肌肉更小、肌肉纤维更少。相同的规律也存在于天空和水中,比如旗鱼和游隼这些中等体形的物种就符合这条规律。

德国综合生物多样性研究中心的Myriam Hirt和同事建立了一个广义理论模型,并证明对所有动物来说,加速所需的时间才是限制动物可达到的最高速度的终极因素。他们发现这是因为在加速阶段,肌肉必须做厌氧运动,这时,可用的能量却十分有限。

研究人员表示,跟体形小的动物相比,体形大的动物需要更长的加速时间以达到它们的最大速度。因此,如果厌氧阶段能供肌肉所用的能量无法满足加速所需的时间,那么这时,最大速度便达到了极限。

将新模型的输出数据和从474种动物(从软体动物到鲸鱼,还包括飞行动物)中获得的数据比较后,研究人员发现他们的预测——大小超过中型的动物,随着体积的增加,其最大速度飞快下降——大致准确。

在一篇相关的新闻和观点文章中,澳大利亚阳光海岸大学 的Christofer Clemente和昆士兰博物馆 的Peter Bishop写道:“此模型令人兴奋之处是它不仅能被应用于陆地动物,也适用于天空和水中的动物。然而,体形大小相似的动物所表现出的运动行为的差异需要更深入的核实。”

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