Gepardi tippklassi-jooksukiirus tõukub optimaalsest kehakasvust
Maailma kõige kiirem loom on gepard. Tal ei ole mingi küsimus joosta kas või sajaga ja isegi üle saja. Mõtlema võib aga panna asjaolu, et gepard on seejuures üsna keskmise suurusega loom, kaalub umbes 50 kilo, paljud loomad on tast suuremad, paljud väiksemad, aga nemad liiguvad kõik gepardist aeglasemalt.
Rühm teadlasi on otsustanud neid mõtteid põhjalikumalt mõelda ja uurida lähemalt, miks kulgevad pisike sipelgas ja tohutu elevant aeglasemalt kui keskmõõtmeline gepard, sellal kui mõnedki teised omadused nagu tugevus ja eluea pikkus sõltuvad loomadel kehasuurusest pigem lineaarselt: mida suurem loom, seda tugevam ja pikaealisem ta tõenäoliselt on, kuni kõige suuremateni välja.
David Labonte Inglismaalt Imperial College Londonist ehitas koos kolleegidega Austraaliast ja Ameerika Ühendriikidest uuringu tarbeks koguni lihaste töö lihtsustatud mehaanilise mudeli.
Nüüd kirjutavad nad ajakirjas Nature Communications, et lihaste ehitus ja tööpõhimõtted seavad loomadele mitte lihtsalt kiiruspiirangu, vaid kaks erisugust kiiruspiirangut.
Kumb neist piiranguist parajasti madalam on, see ka looma maksimumkiiruse määrab. Esimese piirangu seab asjaolu, kui kiiresti suudavad lihased kokku tõmbuda. Teise piirangu seab asjaolu, kui suures ulatuses suudavad lihased kokku tõmbuda.
Mõlema piirangu määr sõltub looma suurusest, aga vastupidise suunitlusega: üks pigem võrdeliselt, teine pöördvõrdeliselt. Väikest kasvu loomadele tuleb kõigepealt vastu lihaste kokkutõmbekiiruse maksimum, kerekamatele loomadele aga lihaste kokkutõmbeulatuse maksimum.
Keskmist kasvu loomadel on mõlemad piirangumäärad korraga suhteliselt kõrged, ja just seda võimalust ongi gepardid varmad realiseerima.
Oma mudeli õigsust kontrollisid teadlased enam kui 400 loomaliigi kohta kogutud suurus- ja kiirusandmete vastu; nende loomade seas oli nii imetajaid, linde ja roomajaid kui ka putukaid ja ämblikulaadseidki. Mudel kehtiski kogu skaalal, alates 0,1 milligrammisest lestast kuni kuuetonnise elevandini.
Teadlased loodavad, et nende mudelist võib edaspidi kasu olla ka näiteks kiiresti joosta suutvate robotite ehitamisel.