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
تبریک وزیر آموزش و پرورش به قهرمانان المپیاد جهانی فیزیک
روایت ایستادگی ایران در مجلات رشد دانش آموزان
دستورالعمل تداوم برپایی میادین و تجمعات مردمی اعلام شد
پایگاهسازی برای آینده جهان تشیع/ارتباط عاطفی آیت الله بروجردی با مسجد چگونه بود؟
نسب رهبر شهید به کدام امامزادههای ایران میرسد؟
تصویری دیدهنشده از آیت الله سید مجتبی خامنهای در سرپل ذهاب
آخرین تصویر منتشر شده از لیندسی گراهام قبل از مرگش در اوکراین+عکس
نگاهی دقیق به ارزیابی احادیث تحلیلی با تکیه بر روش فهرستی در این کتاب خواندنی
ابراز همدردی الهام پاوه نژاد در واکنش به حملات دشمن به جنوب کشور
چرا غرب از آیتالله خامنهای هراس داشت؟
اینفوگرافیک/در چه صورت از آزمون جامع دکتری معاف میشویم؟
شیاطین در سوگ لیندسی گراهام +عکس
چت جی تی پی از دسترس خارج شد
هشدار سازمان سنجش درباره فعالیت صفحات جعلی در شبکههای اجتماعی
پیام تسلیت وزیر علوم در پی شهادت دانشجوی دانشگاه هرمزگان
تفکیک پذیرش سوابق تحصیلی از آزمون؛ تأکید معاون آموزشی وزارت علوم بر بازه زمانی واحد
گذراندن ۷ واحد درسی از میان دروس ارائه شده معارف اسلامی برای این دانشجویان الزامی شد
معاون علمی رئیس جمهور بر توسعه زیرساختهای کوانتومی تاکید کرد
تیم ملی المپیاد فیزیک ایران در المپیاد ۲۰۲۶ کلمبیا غوغا به پا کرد
گلوله مخصوص ساقط کردن پهپادهای سریع توسط روسیه ساخته شد
پسر استیو جابز به سرطان مبتلا شد
تبریک رئیس فرهنگستان علوم به قهرمانان المپیادهای جهانی ریاضی و فیزیک
تصویری از تبلت جدید سامسونگ لو رفت +عکس
درمان ناباروری مردان با سلولهای بنیادی در آزمایشگاه
ستونهای غلیظ دود در مرزهای مشترک عراق و کویت+عکس
دود از پایگاه آمریکایی بلند شده از خاک عراق قابل مشاهده است +عکس
کشف یک محراب تاریخی در پاسارگاد+عکس
لیندسی گراهام که امروز به درک واصل شد که بود؟ +عکس
اتحادیه اروپا فیس بوک و اینستاگرام را تهدید کرد
ایلان ماسک مالک اوپن ای آی را به سرقت تجاری محکوم کرد
نماز شب اول قبر چگونه خوانده میشود؟ زمان اقامه نماز رهبر شهید
سیره امام سجاد(ع) در کادرسازی فکری و تجدید حیات معنوی جامعه
دستیابی به جامعه قرآنی هدف متعالی رهبر شهید
گسست معرفتی در اندیشه ایرانی از چالشها تا راهکارها
لبنانیها هفته بزرگداشت تشییع امام مستضعفان را برگزار می کنند
آرامگاه ابدی رهبر شهید انقلاب در رواق دارالذکر حرم امام رضا(ع)
تصویر/ما همه خونخواه توییم خامنهای...
پیکر رهبر شهید و خانواده ایشان در این رواق حرم مطهر رضوی به خاک سپرده میشود
برای بابای زهرای کوچک و آزمون سخت او در شهادت زن و فرزند
ریشه انتقام در فرهنگ ایرانی شیعی به کجا برمیگردد؟
روسیه به دنبال مختل کردن استارلینک در اوکراین
تأکید شورای عالی انقلاب فرهنگی: تعیین تاریخ امتحانات نهایی و کنکور بر عهده متولیان اجرایی
کاهش تنوع مدارس با هدف تحقق عدالت آموزشی در دستور کار آموزش و پرورش
شیوهنامه اجرایی طرح حامی ویژه تابستان ۱۴۰۵ ابلاغ شد
درخشش تیم ملی المپیاد فیزیک جمهوری اسلامی ایران در مسابقات جهانی
وداع با معلم یک ملت تجلی سرمایه اجتماعی یک ملت
جایگاه آموزش و پرورش در منظومه فکری رهبر شهید کجا بود؟
رتبه نخست دانشگاه صنعتی امیرکبیر در شاخص نوآوری
توزیع کارت کنکور ارشد از ۲۲ تیر آغاز میشود
اطلاعیه دانشگاه آزاد درباره امتحانات دانشجویان تحصیلات تکمیلی
نسخه جدید چت جی تی پی راه اندازی میشود
رباتها حس لامسه پیدا میکنند
یک خبر ترسناک: ربات انسان نما به همکارانش حمله کرد
زبالههای فضایی در ساحل استرالیا نمایان شدند
تولید سوخت جت پایدار از دی اکسیدکربن صنعتی ممکن شد
کاوشگر ژاپنی توانست از یک سیارک تصویر ثبت کند
هوش مصنوعی دیپ سیک به دنبال تراشه سازی رفت
هم اکنون انبوهی از سوخت رسان های آمریکایی درحال پرواز در نزدیکی تنگه هرمز هستند
گلباران پیکر مطهر رهبر شهید انقلاب توسط دانشجویان
اقتدار علمی ایران؛ محور همیشگی رهنمودهای رهبر شهید
رهبر شهید ایران در آغوش ملت ایران
کلاسهای تابستانی دانشگاه آزاد مجازی شد
ضوابط برگزاری امتحانات مجازی و جزئیات ترم تابستان شریف اعلام شد
گروههای امدادی دانشگاه آزاد از نخستین لحظات تشییع رهبر شهید به خدمترسانی زائران پرداختند
محتوای کاربران گوگل برای آموزش هوش مصنوعی به کار میرود
تصویری از مراسم بدرقه رهبر شهید انقلاب
حضرت آیت الله جوادی آملی در جمکران بر پیکر رهبر شهید انقلاب نماز می خواند
هوش مصنوعی وارد عصر امنیت ملی میشود
بسیج همهجانبه دانشگاه آزاد برای خدمت زائران امام شهید
نگاهی به حضور کسب و کارهای مجازی در بدرقه رهبر شهید
هدایتهای روشنگرانه رهبر شهید در حوزه علم و فناوری
شماره جدید مجله دانشمند منتشر شد
چه کسی بر پیکر رهبر کبیر انقلاب نماز اقامه کرد؟
تشییع رهبر شهید انقلاب، صحنهای تاریخی برای نمایش وفاداری ملت ما است
جامعه رستگار، راهبرد رهبر شهید در امت سازی
«آیفون» به تنهایی کسی را مدرن نمیکند/اخلاق ویژه جامعه شبهمدرن شهری!
پویش ختم جمعی قرآن به یاد رهبر شهید
روایتی از نماد و معنا در انیمیشن های متاخر کودکان
کاظمی: ۵ هزار مدرسه برای اسکان زائران آماده شد
دعوت وزیر آموزش و پرورش از دانشآموزان و فرهنگیان برای حضور در آیین وداع و تشییع
رتبه نخست دانشگاه صنعتی امیرکبیر در شاخص نوآوری
تأکید شورای عالی انقلاب فرهنگی: تعیین تاریخ امتحانات نهایی و کنکور بر عهده متولیان اجرایی
توزیع کارت کنکور ارشد از ۲۲ تیر آغاز میشود
اطلاعیه دانشگاه آزاد درباره امتحانات دانشجویان تحصیلات تکمیلی
درخشش تیم ملی المپیاد فیزیک جمهوری اسلامی ایران در مسابقات جهانی
شیوهنامه اجرایی طرح حامی ویژه تابستان ۱۴۰۵ ابلاغ شد
لبنانیها هفته بزرگداشت تشییع امام مستضعفان را برگزار می کنند
آرامگاه ابدی رهبر شهید انقلاب در رواق دارالذکر حرم امام رضا(ع)
پیکر رهبر شهید و خانواده ایشان در این رواق حرم مطهر رضوی به خاک سپرده میشود
تصویر/ما همه خونخواه توییم خامنهای...
ریشه انتقام در فرهنگ ایرانی شیعی به کجا برمیگردد؟
برای بابای زهرای کوچک و آزمون سخت او در شهادت زن و فرزند
نماز شب اول قبر چگونه خوانده میشود؟ زمان اقامه نماز رهبر شهید
روسیه به دنبال مختل کردن استارلینک در اوکراین
سیره امام سجاد(ع) در کادرسازی فکری و تجدید حیات معنوی جامعه
کاهش تنوع مدارس با هدف تحقق عدالت آموزشی در دستور کار آموزش و پرورش
وداع با معلم یک ملت تجلی سرمایه اجتماعی یک ملت
نسخه جدید چت جی تی پی راه اندازی میشود
دستیابی به جامعه قرآنی هدف متعالی رهبر شهید
گسست معرفتی در اندیشه ایرانی از چالشها تا راهکارها
یک خبر ترسناک: ربات انسان نما به همکارانش حمله کرد
زبالههای فضایی در ساحل استرالیا نمایان شدند
تولید سوخت جت پایدار از دی اکسیدکربن صنعتی ممکن شد
کاوشگر ژاپنی توانست از یک سیارک تصویر ثبت کند
جایگاه آموزش و پرورش در منظومه فکری رهبر شهید کجا بود؟
رباتها حس لامسه پیدا میکنند
هوش مصنوعی دیپ سیک به دنبال تراشه سازی رفت
ضوابط برگزاری امتحانات مجازی و جزئیات ترم تابستان شریف اعلام شد
تیم ملی المپیاد فیزیک ایران در المپیاد ۲۰۲۶ کلمبیا غوغا به پا کرد
محتوای کاربران گوگل برای آموزش هوش مصنوعی به کار میرود
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.