為什麼地球上運動最快的動物不是最大的?英國《自然·生態與進化》雜志近日在線發表的一篇論文給出了答案:動物加速到最大速度所需的時間,是限制動物可達到的最高速度的終極因素。科學家們創建的新模型通過測量動物(從果蠅到藍鯨)的體型大小,就能准確預測其運動速度的上限,結果發現,中等體型動物運動速度最快。
眾所周知,包括獵豹在內的中型動物,盡管和大型動物相比肌肉更小,肌肉纖維也更少,但卻是陸地上速度最快的動物。相同的規律也存在於天空和水中,比如旗魚和游隼這些中等體形的物種就符合這條規律。
德國綜合生物多樣性研究中心(iDiv)的一個研究小組此次建立了一個廣義理論模型,並証明對所有動物來說,加速所需的時間,才是限制動物可達到的最高速度的終極因素。這是因為在加速階段,肌肉必須做厭氧運動,而這時可用的能量卻十分有限。跟體型小的動物相比,體型大的動物需要更長的加速時間才能達到最大速度。因此,如果某種動物厭氧階段能供肌肉所用的能量隻能讓它加速到某一速度,那麼,這一速度便是它的最大速度極限。
研究人員將模型的輸出數據和從474種動物(從軟體動物到鯨魚,還包括飛行動物)中獲得的數據進行比較后發現,他們的預測相當准確——大小超過中型的動物,隨著體積的增加,其最大速度飛快下降,這也能解釋為什麼中等體型的動物通常是最快的。
在論文相關的新聞和觀點文章中,澳大利亞昆士蘭博物館科學家認為,該模型令人興奮之處是,它不僅能用於陸地動物,也適用於天空和水中的動物。下一步,需要對體型相似的動物所表現出的運動行為的差異進行更深入的核實。(記者 張夢然)