كشفت دراسات جديدة السبب في كون الحيوانات متوسطة الحجم الأسرع على الكرة الأرضية، وهي الحيوانات الضخمة جدا، تنفذ منها الطاقة قبل أن تصل إلى أقصى سرعة، مشيرة إلى أن هذا التحليل قد يساعد العلماء على تقدير سرعات جري بعض الديناصورات.
تحليل لـ500 كائن
ذكر تقرير نشرته مجلة «sciencemag» أن «الفيل نظريا لا بد أن يجري بشكل أسرع من الحصان، لأن الكائنات الضخمة تمتلك عددا أكبر من خلايا العضلات المستخدمة للتسارع، ولكن الحيوانات ذات الحجم المتوسط تعتبر الأسرع على الكرة الأرضية، وهذه الحقيقة لطالما صَعُب على الباحثين تفسيرها، ولكن تحليل لحوالي 500 نوع من الكائنات الحية تتراوح بين ذباب الفاكهة، وحتى الحيتان أظهرت السبب، وهو أن خلايا العضلات في الحيوانات الضخمة تخسر طاقتها قبل أن تصل إلى أقصى سرعة افتراضية».
سرعة الحيوانات
أضاف التقرير أن «الدراسات السابقة حول سرعة الحيوانات ركزت على فئات معينة من الحيوانات مثل الثديات، ولكن نطاق هذه الدراسات تطرق لنطاق محدود جدا بالنسبة للحجم».
قالت عالمة الحيوانات في المركز الألماني لأبحاث التنوع البيولوجي التكاملي في لايبزيغ ميريام هيرت التي شاركت في دراسة نشرتها مجلة Nature Ecology and Evolution أن «هذه المنهجية قد تخفي عوامل مهمة، وذلك بالتركيز على الحيوانات المتشابهة»
ولتجاوز أوجه القصور هذه، فحصت ميريام وزملاؤها البيانات المجمعة حول مجموعة واسعة من الكائنات الحية، وشملت الفئات التي أخذوها في عينة الاعتبار الكائنات التي تركض وتسبح وتطير، والتي تراوحت مؤشرات كتلة أجسامها من 30 مايكروجراما إلى 100 طن متري.
الأعلى سرعة
أوضح التقرير أن «العلماء أعدوا رسما بيانيا على شكل حرف U يوضح أقصى سرعة للكائن الحي، ويقابله كل كائن مؤشر كتلة جسمه، وكشف الرسم أن الحيوانات ذات الحجم المتوسط هم الأعلى سرعة، ولم تكن هذه النتيجة مرتبطة بالميكانيكا الحيوية، وكيفية تناسق أعضاء الجسم، وكيفية عمل مفاصله، بالإضافة إلى عوامل أخرى».
وأضاف أن «أسرع الحيوانات على الكرة الأرضية، سواء كانت تجري أم تسبح أم تطير، هم الكائنات الحية ذات الحجم المتوسط، وليسوا بالصغار ولا الكبار حجما، وهذه النتيجة تستند على قيود أيضية في الأنسجة العضلية».
وأشارت الدراسة إلى أن «الحيوانات الضخمة جدا تمتلك أليافا عضلية أسرع في الحركة، وهي ألياف لازمة أثناء الحركة السريعة، والتي بإمكانها افتراضيا أن تزيد من السرعة لفترات أطول، ولكن هذه الأنسجة ينفذ منها الأكسجين في فترة قصيرة، وبذلك تصل إلى أفضل أداء لها قبل أن تصل الكائنات الحية الأخرى إلى أقصى سرعة بفترة طويلة جدا».
نفاد الطاقة
أبان التقرير أن «الأمر مرتبط أكثر بالقيود الأيضية الأساسية، ومدة الفترة المتطلبة للحيوان حتى يصل إلى أقصى سرعة افتراضية له، بناء على عدد خلايا الألياف العضلية سريعة الحركة الموجودة في عضلات الكائن الحي، مقارنة بطول المدة التي تستغرقها الخلايا حتى تكون مستعدة من حيث الطاقة».
ووفقا لفكرة الباحثين، فإن «الألياف العضلية سريعة الحركة في الكائنات الضخمة مثل الفيلة والحيتان تنفذ منها الطاقة قبل أن تصل إلى أقصى سرعة بفترة طويلة بناء على العدد الإجمالي لهذه الألياف».
وقالت هيرت وزملاؤها إن الطريقة لا بد وأن تُطبّق على الديناصورات التي قد انقرضت منذ زمن بعيد.
وأضافت أنه «بغض النظر عن نتائج الدراسة التي اقتصرت على نطاق الحجم، فإن ترتيب تكوين جسم الحيوان له تأثير كبير على أقصى سرعة للكائن الحي، وأفضل مثال على ذلك هم البشر والفهود، فرغم أن الإنسان المذكور في دراسة الفريق كان يزن 70 كجم، وذا متوسط سرعة يبلغ 41 كلم في الساعة، كان الفهد الأسرع والذي يبلغ وزنه أقل من الإنسان بـ5 كجم، يركض أسرع منه بثلاثة أضعاف».
