Samedi-science (48) le galop du cheetah Le Club de Mediapart

Улюблений
Рекомендуйте
Для попередження
Друкувати

Пенні Хадсон, Сандра Корр та Алан Вілсон з Королівського ветеринарного коледжу в Лондоні вникли в цю біомеханічну загадку. Це тим більше інтригуюче, що гепард і хорт використовують одну і ту ж ходу, "поворотний галоп": його особливість полягає в тому, що пози ніг виконуються в круговому порядку. У поперечному галопі, у коня, посадка передньої ноги супроводжується посадкою на діагональну задню ногу.

Поворотний галоп - це асиметрична хода з двома повітряними фазами: одна, під час якої спина згинається, а задні ноги проходять перед передніми ногами; інший з витягнутими ногами і витягнутою спиною. Ефективність цієї ходи можна пояснити тим, що вона використовує еластичність структур спини і допомагає зменшити втрати енергії. Якщо гіпотеза вірна, це дозволяє нам зрозуміти, чому гепард біжить швидше, ніж кінь, але не чому він залишає хорта позаду, який користується тією ж перевагою.

Щоб дізнатись більше, Пенні Хадсон та її колеги зняли дев'ять гепардів і шість хортів за допомогою високошвидкісних камер, зроблених швейцарською фірмою AOS technology, які використовуються в автомобільній промисловості, серед іншого, для краш-тестів. Перш ніж знімати їх, вчені ретельно вимірювали тварин. Їх вага варіюється від 30 до 45 кілограмів для гепардів, від 30 до 35 кілограмів для хортів; довжина спини у котячих коливається від 0,63 до 0,83 м, у собак - від 0,68 до 0,71 м; задні лапи мають розмір від 0,58 до 0,60 м для гепардів, від 0,49 до 0,54 м для хортів; і передні ноги, від 0,54 до 0,63 м у гепардів, від 0,56 до 0,61 у хортів (тому передні кінцівки у обох видів трохи довші). Загалом, розміри тіла дуже близькі, хорти в середньому трохи менше.

Щоб змусити тварин бігти, Хадсон та його колеги навчили їх переслідувати приманку. Спорт, для якого хорт, безсумнівно, має перевагу, будучи виведеним для його занять. Гепарди переслідували приманку, але зі швидкістю значно повільнішою, ніж вона досягала в савані. Загалом хорти, зняті британськими вченими, досягали швидкості, близької до максимальної, відомої для їх видів, тоді як гепарди були трохи повільнішими, ніж хорти ...
Пояснення, на думку британських вчених: хоча гепарди, які були виведені в неволі, у хорошій формі, ніколи не знали мотивації дикої тварини до запуску в погоні за здобиччю. Для гепарда приманка, мабуть, менш приваблива, ніж молода антилопа.

Незважаючи на це обмеження, у дослідженні було проведено порівняльне порівняння між моделями бігу двох видів (опубліковано в Журнал експериментальної біології). Обидва види використовували поворотний галоп, як і слід було очікувати. Зверніть увагу, що при використанні цієї ходи тварина має направляючу кінцівку. Фільми показують, що гепард часто змінює напрямні сторони, залежно від відмов приманки.

При скаку з такою ж швидкістю, як хорти, гепарди мають більш повний крок, з меншим каденсом, який вони збільшують для прискорення: з 2,4 кроку в секунду при 32 км/год вони збільшуються до 3,5 кроку в секунду, щоб досягти 60 км/год, і, ймовірно, може досягати 4 кроків в секунду.

Хорти мають постійну швидкість близько 3,5 кроків в секунду, і для прискорення вони повинні подовжувати свій крок більше, ніж гепарди: від 30 до 60 км/год крок гепарда збільшується приблизно на 3, 7 до 5,5 м, ніж у хорта від 2,8 до 5,5 м. Іншими словами, хорт повинен подвоїти довжину свого кроку, тоді як гепард збільшує його лише на 50%. Обидва подовжують крок прискоренням, але це подовження є більш прогресивним у гепарда.

Ще одна відмінність: час, протягом якого направляюча задня нога стикається з землею, у гепарда довший. Це може зменшити максимальне навантаження на котячі лапи.

Однак це навантаження є однією з механічних меж максимальної швидкості, яку може досягти тварина. За словами Вільсона, завдяки своєму довшому часу контакту з землею гепард досягає межі навантаження з більшою швидкістю, ніж хорт.

Нарешті, розподіл сил на тіло не однаковий для двох видів. На великій швидкості нижні кінцівки несуть більшу частину ваги тварини. Але пропорція, виміряна при 65 км/год, становить 70% для гепарда і лише 62% для хорта. Цю різницю можна пояснити тим, що спина гепарда є більш гнучкою і дозволяє їй розміщувати задні лапи далі вперед, а отже, і ближче до центру ваги. Більша вага, розподілена на задні кінцівки, забезпечує кращий зчеп із землею під час розгону та зменшує ризик ковзання. Крім того, це дозволяє коту звільнити передні кінцівки, коли мова йде про здобич.

Всі ці відмінності дають змогу зрозуміти, як гепард наздоганяє хорта: схематично він більш гнучкий, еластичний і оптимізує параметри свого кроку. Наступним кроком для команди Гудзона стане перевірка цих теорій у реальному житті, зйомка диких гепардів, запущених на повній швидкості за справжніми антилопами в полі.

Клуб - це вільний простір для висловлювання передплатників Mediapart. Його зміст не залучає працівників редакції.