一項(xiàng)國際研究近期發(fā)現(xiàn)，陸生動物所能達(dá)到的最大奔跑速度受肌肉收縮速度和幅度這兩個因素限制。而獵豹等中型陸生動物身上，這兩個極限剛好能達(dá)到平衡。這一理論解釋了為什么獵豹等中型動物，而不是大象或螞蟻跑得更快。該成果可能有助于未來設(shè)計(jì)類似奔跑能力的機(jī)器人。
英國帝國理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)組成的國際研究團(tuán)隊(duì)建立了一個物理模型，研究肌肉如何限制陸生動物的最高奔跑速度。根據(jù)這一模型，第一個極限與肌肉收縮速度相關(guān)，被稱為“動能容量極限”。與體重較大的動物相比，小動物奔跑時肌肉產(chǎn)生了相對其體重而言很大的力量，因而收縮速度受限。第二個極限與肌肉收縮幅度相關(guān)，被稱為“做功能力極限”。由于大型動物較重，它們的肌肉相對于體重產(chǎn)生的力量較小，因此肌肉收縮幅度受限。
研究人員舉例稱，對于犀牛或大象等大型動物來說，奔跑就像舉起一個巨大的重物，因?yàn)樗鼈兊募∪庀鄬^弱，而重力又使它們付出更大的代價，因此這類動物最終不得不隨著體重的增大而放慢奔跑速度。而獵豹等相似大小的動物通常體重在50千克左右，這是身材上的一個“甜蜜點(diǎn)”，這一范圍內(nèi)上述兩個極限大致能同時達(dá)到，因此這類動物的奔跑速度最快，時速可達(dá)上百公里。
除了解釋動物如何跑得快，新模型可能還為理解動物群體之間的差異提供重要線索。比如蜥蜴和鱷魚等大型爬行動物通常比大型哺乳動物小、速度慢，一種解釋是，按重量計(jì)算，四肢肌肉在爬行動物體內(nèi)所占的比例較小，這意味著它們在體重較小的時候就達(dá)到了做功極限，因此必須保持較小身材才能快速移動。
該研究已在英國《自然·通訊》雜志發(fā)表。由于當(dāng)前研究數(shù)據(jù)僅涉及約400種不同大小的陸生動物，下一步研究人員還將分析在水中游動和在空中飛翔的動物大小與速度的關(guān)系。（據(jù)新華社）