Раскрыт секрет скорости гепарда

Японские исследователи картографировали все мышечные волокна кошки, которая способна, как это известно, достигать самых рекордных скоростей. Команда ученых смогла идентифицировать особенную силу толчка мышц обеих задних конечностей гепарда, при этом анализируя динамику движения его по сравнению с домашней собакой и кошкой. Это первое исследование, которое направлено на изучение распределения по телу гепарда мышечного волокна в контексте способности его к развитию самых высоких скоростей.

Исследование сконцентрировано непосредственно на том, как именно взаимодействуют и распределяются мышечные волокна домашних собак и кошек во время бега по сравнению с самым быстрым млекопитающим в мире.

«Чтобы понять, как именно бежит гепард, необходимо провести обязательно исследование мышц», – сообщает автор исследования, доктор Наоми Уода, профессор в сфере системной физиологии, Университет Ямагучи, Япония.

Доктор Уода объясняет, что разные типы мышечного волокна несут ответственность за разные движения. Исследователи разделяют типы мышц животных на тип I, а также тип II. У животных, которых выбрали ученые для исследования, волокна типа I производят небольшую силу, но к усталости более устойчивы, что их делает подходящими лучше всего для поддержания константного положения медленной ходьбы и равновесия.

Работа волокон IIa типа подходит лучше всего для бега и быстрой ходьбы, когда же тип IIx, либо «быстрые» волокна, способствуют высокой производительности силы, однако имеет тенденцию к невысокой выносливости; тот же тип мышц выступает ключевым для галопа или быстрого бега.
Последовательно картографируя распределение всех мышечных волокон по телу гепарда, ученые получили возможность проникновения в естество удивительной техники спринта этого животного.

«В передних конечностях преобладают мышечные волокна I типа, когда мышцы задних конечностей в основном состоят из волокна IIx типа, – говорит Уода. – Функциональное различие между задней и передней парами конечностей выступает самым удивительным и ощутимым у гепарда в сравнении с прочими исследуемыми животными».

Команда предположила, по результатам исследования, что сила распределяется у гепарда приблизительно так же, как и в заднеприводном автомобиле. Чтоб описать, как движется гепард на высокой скорости, провести можно параллель с автомобилем.

Все пальцы задних конечностей у гепарда не обладают «быстрыми» мышечными волокнами, но пальцы передних лап «оснащены» существенным количеством волокон IIx типа. Доктор Уода пояснил, что за счет этого гепард управляет балансом: применяя передние конечности, он замедляется или поворачивает. Как у заднеприводного автомобиля: колеса сзади позволяют разгоняться быстро вследствие наилучшего сцепления с поверхностью дороги, передние же отвечают только за направление.

Но большинство заднеприводных автомобилей подражать ускорению гепарда не могут: менее чем за 3 секунды от нуля до 100 км/ч! Предыдущие исследования идентифицировали 7-метровую длину шага этот большой кошки как ключ к данной способности. Гибкие и длинные конечности таким образом работают, что больше половины времени гепард во время бега проводит в воздухе.

Самый высокий процент у гепарда быстрых волокон располагается вдоль средней части туловища и его спины, что дает возможность предположить, что позвоночник его во время бега может растягиваться быстро и сокращаться.

Современным технологиям очень далеко еще до этот сбалансированного устройства с самым идеальными сочетаниями скорости и силы, как мышечная система у гепарда, однако попытки ученых изучить все живые механизмы приведут к самым ошеломляющим результатам.