Зоологи из Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия в Лейпциге (Германия) под руководством Мириам Хирт (Myriam Hirt) выяснили, почему самые быстрые животные на Земле имеют средние размеры, а мелкие и крупные уступают им в скорости передвижения. Статью об этом, опубликованную в журнале Nature Ecology and Evolution, пересказывает сайт журнала Science.
В попытках ответить на этот вопрос ученые до сих пор обычно брали какую-то одну группу животных (например, млекопитающие) и сравнивали ее членов между собой. Однако при этом поле для анализа сужается, к тому же, близость видов на эволюционном древе искажает картину.
Хирт с коллегами пошли другим путем: они обобщили данные по 474 видам животных из разных классов, от мушек-дрозофилл до китов. Нанеся максимальную скорость передвижения (бега, плавания или полета) всех этих видов на график, немецкие ученые получили колоколообразную кривую, на верхушке которой находятся животные средней массы (и среднего размера, соответственно). Например, гепард — самый быстрый из зверей.
Соотношение между массой тела и максимальной скоростью животных разных видов
Источник: C. BICKEL/SCIENCE
Анализ распределения показал, что оно никак не зависит от анатомии: формы конечностей, объема мышц и их расположения, или работы суставов. Вместо этого авторы исследования выделили другой ключевой фактор, а именно, соотношение между количеством быстро сокращающихся волокон в мышцах и временем, за которое эти волокна исчерпывают доступный запас кислорода.
У мелких животных таких мышечных волокон слишком мало, а у крупных они слишком быстро сжигают весь запас «топлива», пишут Хирт с коллегами в своей статье. И только у животных среднего размера это соотношение оптимально.
Эволюционный биолог Джон Хатчинсон (John Hutchinson) из Королевского ветеринарного колледжа в Хэтфилде (Великобритания) назвал работу своих немецких коллег «смелой», однако предположил, что на самом деле все сложнее, и скорость передвижения мелких животных могут ограничивать не те же самые факторы, что в случае с крупными.
Возвращаясь к теме мышечных волокон, отметим, что их исследование недавно дало ключ к ответу на другой вопрос — почему шимпанзе, несмотря на сопоставимый объем мышц, заметно сильнее человека? Оказалось, что у нас в мышцах существенно меньше быстро сокращающихся волокон, и больше медленно сокращающихся — по-видимому, в силу специфического образа жизни ранних гоминид.
