به گزارش ثریا - وقتی به سریعترین جانوران روی زمین فکر میکنیم، به نظر میرسد اندازه باید عامل تعیینکنندهای باشد. با این حال، یوزپلنگ با وزنی حدود ۵۰ کیلوگرم بهراحتی از مورچههای بسیار کوچک و حتی فیلهای عظیمالجثه پیشی میگیرد و به سرعتی حدود ۶۵ مایل در ساعت میرسد. این پارادوکس سالها ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده بود.
پژوهشگرانی از کالج امپریال لندن، دانشگاه هاروارد، دانشگاه کوئینزلند و دانشگاه سانشاین تلاش کردند بفهمند چه چیزی سرعت دویدن را در سراسر قلمرو جانوران محدود میکند. یافتههای آنها نشان میدهد عملکرد عضلات، دو مرز متمایز ایجاد میکند که تعیین میکنند یک جانور تا چه اندازه میتواند سریع بدود.
پارادوکس سرعت
بیشتر ویژگیهای فیزیکی در جانوران به اندازه قابلپیشبینی با اندازه آنها مقایسه میشوند. قدرت، طول اندامها، طول عمر و اندازه مغز همواره با بزرگتر شدن جانور افزایش مییابد. با این حال، سرعت دویدن کاملاً این الگو را بر هم میزند.
سریعترین دوندگان نه بزرگترین جانوران و نه کوچکترین آنها هستند، بلکه جانورانی با اندازه متوسط مانند یوزپلنگ، در یک نقطه بهینه فیزیکی قرار دارند که به آنها اجازه میدهد به بیشینه سرعت دست یابند.
دو محدودیت حیاتی
محدودیت نخست بر جانوران کوچکتر اثر میگذارد و به سرعت انقباض عضلات آنها مربوط است. به این محدودیت «حد ظرفیت انرژی جنبشی» گفته میشود. جانوران کوچک نسبت به وزن خود نیروهای بزرگی تولید میکنند، طوریکه دویدن برای آنها شبیه تلاش برای شتاب گرفتن در دنده سبک هنگام دوچرخهسواری در سراشیبی است.
محدودیت دوم بر جانوران بزرگتر اثر میگذارد و به میزان کوتاه شدن عضلات در هر انقباض مربوط میشود که به آن «حد ظرفیت کار» گفته میشود. برای جانوران بزرگی مانند فیلها و کرگدنها، دویدن مستلزم تلاش عضلانی فوقالعاده است. عضلات آنها در قیاس با وزن بدنشان کمابیش ضعیفترند، بنابراین هر گام مانند بلند کردن وزنهای عظیم احساس میشود.
مزیت نقطهی بهینه
تیم پژوهشی از دادههای بیش از ۴۰۰ گونه، از کوچک تا بزرگ، استفاده کرد تا ببیند مدل آنها تا چه حد کارآمد است. این مدل توانست سرعت دویدن را در سراسر قلمروی جانوران بهدقت پیشبینی کند و نشان داد چرا جانوران با اندازه متوسط برتری دارند.
در حدود وزن ۵۰ کیلوگرم، جانورانی مانند یوزپلنگ در یک نقطهی بهینه فیزیکی قرار میگیرند که در آن هر دو محدودیت عضلانی، همزمان بر هم منطبق میشوند. این وضعیت به آنها اجازه میدهد به بیشینه سرعت دست یابند. هیچیک از این محدودیتها بیش از دیگری آنها را مقید نمیکند و شرایطی ایدهآل برای سرعت ایجاد میشود.
پیامدها برای خزندگان
افزون بر این، این مطالعه که در نشریه Nature Communications منتشر شده، روشن میکند چرا خزندگان تمایل دارند کوچکتر و کندتر از پستانداران بزرگ باشند. عضلات اندامی در خزندگان درصد کمتری از وزن کل بدن آنها را تشکیل میدهد. این موضوع سبب میشود آنها در اندازههای کوچکتر به «حد ظرفیت کار» برسند.
خزندگان بزرگی مانند تمساحها و مارمولکها نمیتوانند به سرعت دویدنِ پستانداران بزرگی با اندازه مشابه برسند. این تفاوت به ساختار عضلانی آنها و نحوه توزیع توده عضلانی در بدنشان بازمیگردد.
کاربردها و پژوهشهای آینده
این یافتهها پرسشهایی را درباره غولهای منقرضشدهای مانند پاتاگوتیتان مطرح میکند که وزنی بیش از ۴۰ تُن داشت. مدل پیشبینی میکند جانوران خشکیزی با وزن بیش از ۴۰ تُن قادر به حرکت نخواهند بود. با این حال، برخی دایناسورهای پاتاگونیایی احتمالاً از این وزن نیز فراتر میرفتند.
پژوهشگران پیشنهاد میکنند این غولهای منقرضشده ممکن است ساختارهای عضلانی منحصربهفردی تکامل داده باشند که نیازمند بررسیهای بیشتر است. درک این محدودیتهای فیزیکی میتواند به مهندسان نیز کمک کند رباتهایی طراحی کنند که چابکترین دوندگان طبیعت را شبیهسازی کنند.
این پژوهش پیامدهایی فرای شناخت موجودات کنونی زمین دارد. این کار چارچوبی برای بازسازی شیوه حرکت گونههای منقرضشده و طراحی رباتیک زیستتقلیدی فراهم میکند. اصول حاکم بر محدودیتهای عضلانی میتواند در حوزههایی از طراحی اندامهای مصنوعی گرفته تا وسایل نقلیه خودران کاربرد داشته باشد.
منبع : سریع ترین حیوانات جهان
اقتدار دفاعی ایران، ایدهای نو در بازیهای رومیزی
۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد
آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد
بازیهای تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش میشود
معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی
روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایتهای اشتباه رسانهای گم شد
جزئیات برنامههای محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
پویش «ایران در پناه قرآن» تا پایان خرداد تمدید شد
برگزاری نمایشگاه معماری حرمین شریفین در مکه مکرمه
حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ
آیا در جنگ هرکاری مجاز است؟ نگاهی به اخلاق در میدان نبرد
تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور
راز حذف زمینههای فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن
آذینبندی و شادیهای عمومی باید به عنوان مدخل معرفت باشد
فرایند محدودیت در اینترنت شفاف میشود؛ ماجرای اینترنت پرو و خط سفید چه بود؟
۷۸ درصد ترافیک اینترنت به حالت قبل و اول دی ماه بازگشت
آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه
مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است
تداوم فعالیت علمی دانشگاه شهید بهشتی با وجود آسیب در جنگ
ضیافت نور در آسمان خرداد؛ دیدار دو سیاره منظومه شمسی در آسمان ایران
نسخه جدید چتجیپیتی؛ از تولید عکس تا رزرو سفر در یک پنجره
مهلت دفاع از پایان نامه دستیاران پزشکی تا پایان آذر ۱۴۰۵ تمدید شد
حضوری شدن برخی امتحانات دانشگاه علم و صنعت در مقطع کارشناسی
ایران در جمع ۶ کشور دارای توان ساخت تجهیزات پیشرفته کرایوژنیک
چرا نقش استادان دانشگاه فراتر از کلاس درس است؟
انویدیا با غولهای فناوری کره جنوبی قرارداد بست
هوش مصنوعی زلزله یاب شد
ثبتنام خودکار ۸۵ درصد دانشآموزان ابتدایی در استان سمنان
فعالیت ۳۷ هزار سفیر سلامت دانشآموزی
هفته بینالمللی قرآن در کربلا افتتاح شد
چرا روابط فیلم «تهران کنارت» در سطح ماند؟
ولایت فقیه یک هویت تمدنی و تاریخی برای ملت ایران است
تأکید رئیس جهاددانشگاهی بر رفع موانع دیوانسالاری و بازگشت به شورای عالی انقلاب فرهنگی
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعالتر جهاد دانشگاهی صادر میشود
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
دستگاههای اجرایی ملزم به استفاده از پیامرسانهای بومی شدند
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
پیش ثبتنام الکامپ ۲۹ آغاز شد
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
اجماع شورای عالی انقلاب فرهنگی بر تأثیر قطعی سوابق تحصیلی یازدهم و دوازدهم در کنکور ۱۴۰۵
جزئیات احکام انضباطی دانشجویان در ایمیل معاون دانشجویی دانشگاه شریف به اساتید
امتحانات دانشگاه علمی کاربردی غیرحضوری شد
امام در اصول فقه به «عرف عقلایی» اهمیت میداد
خبرنگاران ایرانی از دریافت ویزا برای پوشش جام جهانی محروم شدند
موقوفات چطور به حل مشکلات اقتصادی ورود کردهاند؟
زندگی امام موسی کاظم (ع) تابلویی تمامعیار از مدیریت بحران و کادرسازی دینی است
بازیگر معروف ایرانی نقش ترامپ را بازی میکند+عکس
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
متن جدید امیرحسین قیاسی در حمایت از ایران و در واکنش به جنگ
آیتالله مبلغی: نخستین ثمره استقامت، گشایش راهها و شکستن بنبستهاست
ثبت نام ۲ هزار هیئت جدید در سامانه عطر سیب/ رویکرد نمایشگاه امسال خانواده محور است
خدمترسانی موکب ها به زائران عید غدیر در نجف اشرف
روایتی از بزرگترین وقف درمانی تهران در کتاب «میراث فرمانفرما»
آخرین حضور و غیاب کودکان شهید میناب با حضور پرویز پرستویی
بازیگر معروف فیلم پدرخوانده ترامپ را ظالم و فاسد خواند
روایت الگوی خانواده موفق در «زندگی زیباست» رادیو معارف
آنچه سیاهچالهای عباسی درباره امام کاظم(ع) پنهان نکردند
چرا روایت ماکان نصیری از صدها گزارش خبری اثرگذارتر شد؟
کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمیشود
امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم میشود
ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت
قائم مقام دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی منصوب شد
حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد
خط فارسی، مرجعیت علمی ایران را منطقهای میکند
وزارت آموزش و پرورش اعلام برنامه امتحانات نهایی را تکذیب کرد
رویکرد تحولی سمپاد از تربیت دانشآموز موفق به سوی پرورش انسان اثرگذار
هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج میکند
شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم
تعلل دولت در اجرای طرح ترمیم حقوق، شکاف بیاعتمادی را گسترش داد
نمایهشدن سه مجله دانشگاه تهران در کتابخانه دیجیتال آلمان
مصاحبه دکتری دانشگاه علامه طباطبائی از فردا آغاز میشود
یک روز جابجایی در برنامه امتحانات دانشگاه صنعتی شریف
اقتباسی عروسکی از رمان «اسب جنگی» به روی صحنه رفت
مساله وطن در صدای علیرضا قربانی و نجابتِ اندوه در آهنگ جدید او
بزرگترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقهای به وسعت ایران
جناب خان و هومن به آنتن تلویزیون برگشتند
کتاب برای رهبر شهید ابزار ساخت انسان و جامعه بود
پیکر آیتالله العظمی محمد اسحاق فیاض در کاظمین و کربلا تشییع شد
ممیزیهای فراوان کلینیک رویا صدای بازیگران را در آورد
حمایت از ۳۵۰ استاد برای هدایت تحقیقات
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
تاثیر معدل در کنکور به دلیل غیبت شما هنوز بررسی نشده است
جزئیات آزمون مرحله غیرمتمرکز سی و یکمین المپیاد علمی دانشجویی اعلام شد
آغاز کلاسهای حضوری دانشگاه صنعتی شریف از ۲۳ خرداد
جزئیات ثبت نام آزمون دستیاری دندانپزشکی را اینجا بخوانید
غدیر؛ واقعهای فراتر از تاریخ با ابعاد کلامی و تمدنی
مداح بحرینی سلب تابعیت شده به ایران میآید
آیتالله فیاض رحلت کرد/ مرجعی که آیتالله خویی او را نور چشمش می دانست
بررسی وضعیت اشتغال بیش از ۴۰۹ هزار دانشآموخته/ علوم پزشکی در صدر اشتغال
تنگه هرمز را بیشتر بشناسید
حقوق اساتید چه نیازهایی را برآورده میکند؟
مرور آثاری که با موضوع غدیر خلق شدند
حجتالاسلام محمد قمی: نهضت خمینی همچنان ادامه دارد
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمیشود
هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج میکند
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
اجماع اولیه فرو ریخت/ خبرگان بر روی رهبر شهید به توافق نرسیدند
سیمای فراتاریخی «قهرمان مردم» در لایههای هنر، عرفان و ادبیات
ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت
شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم
حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد
غدیرخم تبیینگر مدل حکمرانی الهی و الگوی زیست مؤمنانه است
غدیر برای کودک نیازمند تخیل است
امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم میشود
سه انفجار خورشیدی در یک شبانهروز رخ داد
بزرگترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقهای به وسعت ایران
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعالتر جهاد دانشگاهی صادر میشود
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.