Крупные животные бегают и плавают не так быстро, как могли бы, из-за того что их мышцы слишком быстро устают.

У больших животных больше мышц, потому они и сильнее, чем животные маленькие. Может показаться, что большие животные должны быть не только сильнее, но и быстрее, что они должны быстрее бегать, плавать летать – но вот это уже не совсем так: достаточно вспомнить, как бегает слон и как бегает гепард, как плывет синий кит и как плывет дельфин. В статье в Nature Ecology and Evolution исследователи из Йенского университета объясняют, почему самыми быстрыми оказываются животные средних размеров, а вовсе не самые крупные.

(Фото: fouroaks / Depositphotos.)

Надо сказать, похожие исследования были и раньше, но обычно в таких случаях биологи занимались лишь какой-то определенной группой видов, например, млекопитающими, а имея дело с конкретной таксономической группой, какие-то более общие закономерности можно и не заметить. На сей раз для сравнения выбрали около пятисот самых разных животных, бегающих, летающих и плавающих, размеры которых варьировали от тридцати микрограмм до ста тонн.

Как мы только что сказали, самыми быстрыми оказались виды средних размеров. Конечно, кто-то скажет, что между человеком со средней массой тела в 70 кг и гепардом, который весит около 65 кг – огромная разница: максимум человека – около 44 км/ч, гепард может развивать скорость до 120 км/ч. Но если для сравнения взять горбатого кита, который при своих 30 тоннах движется со скоростью всего 27 км/ч, то становится понятно, о чем говорят авторы работы. И дело здесь не в особенностях биомеханики, не в анатомических подробностях и пр.

Все объясняется особенностями метаболизма. В состав мышц входят сократительные волокна разных типов, быстрого и медленного (про те и другие мы недавно вспоминали в связи с эволюцией человека). Скорость зависит от быстрых волокон, и теоретически максимальная скорость движения должна быть тем больше, чем больше таких волокон в мышцах, а больше всего их у крупных животных.

Проблема в том, что быстрые волокна и устают быстрее – иными словами, они скорее расходуют свои энергетические запасы. Грубо говоря, топливо у слоновьих и китовых мышц заканчивается быстрее, чем они разгонятся до теоретической максимальной скорости.

По такому расчету получается, что один из самых знаменитых хищников в истории земли, тираннозавр, который весил шесть тонн, был довольно медлителен, и вряд ли выжимал из себя больше 27 км/ч. Правда, как отмечают другие специалисты, на скорость движения могут влиять и другие факторы, и особенно это касается небольших животных (скажем, мелкие воробьинообразные птицы, чья масса порой не дотягивает и до десяти грамм, могут лететь со скорость свыше 40 км/ч – то есть почти как очень быстро бегущий человек).

И многое к тому же может зависеть еще от того, какой тип метаболизма у животного в целом и в какой среде обитает конкретный вид. Например, есть известный и до сих пор не вполне понятный парадокс, связанный с наземными и водными холоднокровными и теплокровными животными: при одинаковом размере тела наземные теплокровные обгоняют наземных же холоднокровных, а вот в воде все оказывается наоборот – холоднокровные в целом плавают быстрее теплокровных.