研究揭示动物的速度上限之谜,研究揭示中等大

来源:http://www.lfzhongying.com 作者:盖世电竞竞猜 人气:147 发布时间:2019-08-29
摘要:研究揭示动物的速度上限之谜 舌尖上的加速度 变色龙体形越小舌头速率越快 动物体型影响其速度。图片来源:美国国家地理新闻网 动物体型影响其速度。图片来源:美国国家地理新闻

研究揭示动物的速度上限之谜

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舌尖上的加速度 变色龙体形越小舌头速率越快

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动物体型影响其速度。图片来源:美国国家地理新闻网

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动物体型影响其速度。图片来源:美国国家地理新闻网

《自然—生态与进化》7月17日在线发表的一篇论文指出,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的速度上限,也能解释为什么中等体型的动物通常是最快的。

变色龙长而富有弹性的舌头有着动物王国中伸缩速度最快的肌肉,其舌长可以伸展到体长的两倍还多,并能达到14000瓦/每公斤的功率。这项新研究还表示,体形越小的变色龙,舌头的速率越快。

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。

中型动物,比如猎豹,是陆地上奔跑最快的动物。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也符合这条规律。

研究人员录制了变色龙用舌头攻击一只悬挂的蟋蟀的画面,相机为3000帧/秒。他们发现,变色龙的舌头拥有极快的加速度,可以在1/100秒内从每小时0公里加速至每小时100公里,是目前世界上最快的小汽车加速度的两倍。而且和运动跑车一样,其体形越小,舌头就越强大。

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。

研究人员通过20种变色龙——从体长1厘米的小变色龙(Rhampholeon spinosus)到体长半米的Malagasy 巨型变色龙(Furcifer oustaleti)——研究发现,体形更小的变色龙舌头的重力加速度可以超过250克,是大型变色龙舌头加速度的5倍。

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。

这是因为从相对体形来看,小变色龙进化出了比大型变色龙更长的舌头,而且它们相对来说需要更多食物生存,所以舌头也更加敏捷。而且就肌肉力量来看,小变色龙舌头上的弹性组织弹射速率也更强,可以更快地攻击猎物,这使它们的舌头在爬行动物、鸟类或哺乳动物的舌头中加速度最快、功率最高。此前的研究因为忽略了这些小家伙的体形,所以低估了它们舌尖上的能量。

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,还包括飞行动物)中获得的数据进行比较后,研究人员发现他们的预测,即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。

《中国科学报》 (2016-01-06 第2版 国际)

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。”

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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