恐竜の時代以来、最大の動物は、筋肉量と潜在的な力が増加しているにもかかわらず、最速ではありませんでした。実際、多くはそれぞれのクラスの中で最も遅く、木の枝を運ぶ獣は敏捷な生き物よりも遅いと予想されますが、この行動の背後にあるメカニズムは、何十年にもわたって科学者を分裂させてきました.
現在、ドイツ統合生物多様性研究センターのミリアム・ハート氏が率いる研究者たちは、その答えは各動物の加速速度にある可能性があることを発見しました。簡単に言えば、動物が加速するのにかかる時間によって、動物の最大速度が決まります。加速中、身体は化学的、代謝的エネルギーを運動に使用される機械的エネルギーに変換します。このプロセスは、嫌気性代謝として知られる方法を通じて、いわゆる速筋線維で発生します。
動物が立ち始めてから加速できなくなるまでの時間は有限です。特に、それらは、これらの繊維が代謝燃料を使い果たすまで加速することができます。つまり、加速に利用できる時間は、これらの繊維の量によって制限されます。
大型の動物は速筋繊維が多いため、より長く加速できますが、これらの動物の質量は、小型の種に比べて絶対速度に到達するのに時間がかかることを意味します。ある時点で、より速い速度に加速するために必要な時間が、加速に利用できる有限の時間を超えて、より速い速度に到達することはありません。チーターなどの中型動物は、これらの絶対的な速度を達成するために、質量と速筋の数の完璧なバランスを持っています。
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さらに、この研究は、この発見が泳ぐ動物と空飛ぶ動物の両方に当てはまることを示しています。
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モデルの予測をテストするために、ハートと彼女の同僚は、哺乳類、魚類、鳥類だけでなく、爬虫類、軟体動物、節足動物を含む、474 匹の走ったり、飛んだり、泳いだりする動物の最大速度に関するデータを収集しました。これらの種の体重は軟体動物からクジラにまで及びました。
私たちの調査結果は、過去数十年にわたる運動生態学における最も困難な問題の 1 つを解決するのに役立ちます。ヒルトは彼女に書いた 論文 一般的なスケーリングの法則は、最大の動物が最も速くない理由を明らかにするジャーナルに掲載されましたネイチャー エコロジーと進化。新しいモデルは、体のサイズだけを測定することで、ショウジョウバエからシロナガスクジラに至るまでの動物の制限速度を正確に予測でき、一般的に中型の動物が最も速い理由を説明できます。
これらの発見は、絶滅種の速度を予測するためにも使用できます。たとえば、古生物学者は、大型の鳥や恐竜の潜在的な走行速度について長い間議論してきました。 Hirt の時間依存モデルは、ティラノサウルス レックスが約 27.05 km/h の速度で走ったことを示しています。トリケラトプスの最高速度は 24.36 km/h です。
画像: Wikimedia Commons/Hirt et al./Nature Ecology & Evolution
