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
شهادت یک مامور فراجا در سیستان‌وبلوچستان
رونمایی ناسا از قراردادهای جدید ۱۰ میلیارد دلاری خود
استوری هادی چوپان برای حضرت زهرا(س)+عکس
ابداع یک آبنبات‌چوبی برای معاینه کودکان
نانوپوشش‌ها به کمک افزایش عمر لنت‌های ترمز آمدند
دانشگاه باید از پارادایم «مدرک‌گرایی» به سمت «مهارت‌محوری» حرکت کند
گاهی بزرگترین سرقت، دزدیدن فرصت زندگی دیگران است
تدوین برنامه اجرایی برای ورود با تأخیر نودانشجویان علوم پزشکی
جزئیات ثبت نام ۴ درس مجازی برای دانشجویان علوم پزشکی اعلام شد
شرایط ثبت‌نام پذیرفته‌شدگان نوورود شاهد و ایثارگر
«پرواز ۶۵۵» ده‌نمکی به تدوین رسید
امت پیامبر(ص) چگونه در ستم به دخترش همدست شدند؟
میزبانی محوطه تئاتر شهر از مجلس تعزیه شهادت حضرت زهرا (س)
عامل هوش مصنوعی متا به جای کاربر تماس می‌گیرد
«پروانه الماس» بهترین فیلمنامه به «دختر پری‌خانوم» رسید
برد پیت ۵۰ سال عقب می‌رود؛ بازی در نقش یک فلزکار در آسمان‌ها
مویه حضرت علی (ع) بر پیکر زهرا (س) در نقاشی علی بحرینی
جایزه سزار افتخاری آکادمی فیلم فرانسه به نیکول کیدمن می‌رسد
حضرت زهرا(س) موضوع فدک را به سطح «حق مسلمانان و مشروعیت حکومت» بردند
مدیرعامل انویدیا استعفا کرد
یک کشف جدید از معادلات اینشتین درباره گرانش
۲ دنیای بکر پنهان در اقیانوس آرام کشف شد
این سیاره خورشیدی چرا گم شد؟
زمان اعلام نتایج نهایی آزمون سراسری مشخص شد
عدالت اجتماعی در دیدگاه اسلامی به معنای برابری مطلق نیست
همه عمار و مالک‌اشتر نیستند، اما هرکس در قبال حق مسئول است
برای جلوگیری از عادی شدن حرام، باید قبح اجتماعی آن را زنده کرد
کنش حضرت زهرا(س)، حقیقت را به حافظه تاریخ سپرد
بیش از ۶۰ درصد مدارس کشور را خیرین ساختند
توییت صفحه فرمانده کل سپاه به مناسبت روز هوافضا و بازنشر بخشی از پیام ایشان
روایتی از زندگی و میراث شهید حسن طهرانی‌مقدم در برنامه تلویزیونی «نردبان»
انتشار یک قطعه موسیقایی جدید به مناسبت شهادت حضرت زهرا (س)
تلاش نمایش «کورش» برای بازسازی اسطوره قهرمان و پیوندزدن گذشته با اکنون
آنچه کیهان کلهر درباره کتاب «بهجت الروح» گفت
دست‌نوشته رهبر شهید انقلاب برای تقدیر از شهید حسن طهرانی مقدم
تصویر منتشرشده در رسانه‌ها تحت عنوان تست موشک در آسمان غرب تهران
ساخت نانوذرات دارویی ضدسرطان با نور خورشید در زمانی کوتاه
رقابت ۸ هزار نفر در آزمون پذیرش دانشجوی پزشکی از لیسانس ۱۴۰۵
حمایت ویژه از پژوهشگران پسادکتری در قالب طرح شهید چمران
ضرورت ایجاد فضای امن و با نشاط در مدارس سمپاد
آغاز ثبت‌نام اعتکاف دانش‌آموزی ۱۴۰۵
اپل و سامسونگ برای ورود به بازار چین دست به دامن هوش مصنوعی محلی شدند
روبات جدید گوگل آسیب نرساندن به کودکان را می‌آموزد
سند توسعه متوازن دانشگاه‌های علوم پزشکی در دست بازنگری قرار دارد
ثبت‌نام تک‌دروس دانشگاه علوم پزشکی هوشمند از ۲۳ آبان آغاز می‌شود
کشف سیاره ای که ناگهان ناپدید شد!
آزمون صلاحیت حرفه ای گروه پرستاری دی ماه ۱۴۰۵ برگزار می‌شود
تصویب ساماندهی مراکز تحقیقات و شبکه‌های تحقیقات و فناوری علوم پزشکی
دلایل افت رتبه دانشگاه‌ها در رتبه بندی‌ها چیست؟
مرکز جدید برای برگزاری آزمون الکترونیکی زبان انگلیسی «تولیمو» ایجاد شد
چرا شناخت هوش هیجانی کودکان مهم است؟
زمزمه‌های استعفای مدیر انویدیا آغاز شد
«مواد و ساخت پیشرفته» پیشران اقتدار صنعتی و ارتقای تاب‌آوری فناورانه
سناریوهای ورود با تأخیر دانشجویان نوورود گروه علوم پزشکی بررسی شد
هکرها نهاد ناظر بر امنیت مالی کره جنوبی را هک کردند
دانشگاه آزاد درباره عدم اعتبار بورسیه‌های متفرقه اطلاعیه داد
چرا سهم شیر دانش‌آموزان به ۳۰ نوبت محدود شد؟
خدمات بیمه‌ای فرهنگیان قزوین در مسیر ارتقا و تسهیل دسترسی
نهضت مدرسه‌سازی خوزستان تا مهر ۱۴۰۷ به سرانجام می‌رسد
درخشش دانش‌آموزان البرزی با کسب ۱۵ مدال علمی
مزار پنهان دختر پیامبر(ص)، تناقضی که تاریخ صدر اسلام را به چالش می‌کشد
فارسی در هند فقط زبان شعر نبود
کتاب «کهکشان نیستی» به زبان عربی ترجمه و منتشر شد
زینب طهرانی‌مقدم: شعر ما را به شناخت عمیقی از اسطوره‌های ملی می‌رساند
برای شناخت دختر پیامبر(ص)، این ۱۰ کتاب را بخوانید
شاگردی که تا پای شهادت از مکتب طهرانی‌مقدم جدا نشد
مکرون: هوش مصنوعی خطرناک باید برای کودکان ممنوع شود
تغییرات تکمیل ظرفیت دستیاری فوق تخصصی اعلام شد؛ تمدید مهلت ثبت نام
دانشجویان متأهل ملزم به بازپرداخت یکجای وام ودیعه مسکن شدند
تقویم جدید آزمون زبان انگلیسی MHLE سال ۱۴۰۵ منتشر شد
قبل از خرید قطعات آسانسور این 7 نکته را بدانید
مهلت دانشجویان الزهرا(س) برای ثبت‌نام وام تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی
اعلام نتیجه اولیه آزمون سردفتری اسناد رسمی نوبت سال ۱۴۰۴
مجموعه‌رباعی «دوستش داشته باش» سروده میلاد عرفان‌پور منتشر شد
روایت زندگینامه شهید حاج اسماعیل رضایی منتشر می‌شود
۱۵ درصد مدارس کشور در برنامه بازرسی‌های دوره‌ای قرار می‌گیرند
ارائه ۸۵ طرح دانش‌آموزی در بیست‌وهشتمین جشنواره جوان خوارزمی
تصویر منتشر شده از جاسک
تصویری از عملیات های نیروی هوایی ارتش در شب های اخیر
رژیم چنج در آمریکا رخ داد+عکس
تقویم جدید آزمون زبان انگلیسی MHLE سال ۱۴۰۵ منتشر شد
دانشجویان متأهل ملزم به بازپرداخت یکجای وام ودیعه مسکن شدند
تغییرات تکمیل ظرفیت دستیاری فوق تخصصی اعلام شد؛ تمدید مهلت ثبت نام
قبل از خرید قطعات آسانسور این 7 نکته را بدانید
تصویب ساماندهی مراکز تحقیقات و شبکه‌های تحقیقات و فناوری علوم پزشکی
حمایت ویژه از پژوهشگران پسادکتری در قالب طرح شهید چمران
مکرون: هوش مصنوعی خطرناک باید برای کودکان ممنوع شود
مزار پنهان دختر پیامبر(ص)، تناقضی که تاریخ صدر اسلام را به چالش می‌کشد
درخشش دانش‌آموزان البرزی با کسب ۱۵ مدال علمی
آغاز ثبت‌نام اعتکاف دانش‌آموزی ۱۴۰۵
دلایل افت رتبه دانشگاه‌ها در رتبه بندی‌ها چیست؟
ضرورت ایجاد فضای امن و با نشاط در مدارس سمپاد
مرکز جدید برای برگزاری آزمون الکترونیکی زبان انگلیسی «تولیمو» ایجاد شد
ثبت‌نام تک‌دروس دانشگاه علوم پزشکی هوشمند از ۲۳ آبان آغاز می‌شود
سناریوهای ورود با تأخیر دانشجویان نوورود گروه علوم پزشکی بررسی شد
چرا سهم شیر دانش‌آموزان به ۳۰ نوبت محدود شد؟
نهضت مدرسه‌سازی خوزستان تا مهر ۱۴۰۷ به سرانجام می‌رسد
کشف سیاره ای که ناگهان ناپدید شد!
برای شناخت دختر پیامبر(ص)، این ۱۰ کتاب را بخوانید
اپل و سامسونگ برای ورود به بازار چین دست به دامن هوش مصنوعی محلی شدند
آزمون صلاحیت حرفه ای گروه پرستاری دی ماه ۱۴۰۵ برگزار می‌شود
سند توسعه متوازن دانشگاه‌های علوم پزشکی در دست بازنگری قرار دارد
زمان اعلام نتایج نهایی آزمون سراسری مشخص شد
کتاب «کهکشان نیستی» به زبان عربی ترجمه و منتشر شد
توییت صفحه فرمانده کل سپاه به مناسبت روز هوافضا و بازنشر بخشی از پیام ایشان
دانشگاه آزاد درباره عدم اعتبار بورسیه‌های متفرقه اطلاعیه داد
فارسی در هند فقط زبان شعر نبود
روبات جدید گوگل آسیب نرساندن به کودکان را می‌آموزد
خدمات بیمه‌ای فرهنگیان قزوین در مسیر ارتقا و تسهیل دسترسی
شاگردی که تا پای شهادت از مکتب طهرانی‌مقدم جدا نشد
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.