Секрет скорости: как гепарду удается бегать так быстро?

Как известно, самые быстрый спринтер в природе – гепард, способный разогнаться свыше 100 км/ч (29 м/с). Он легко обойдет самую быструю борзую, а по скорости разгона посоревнуется с самыми современными спортивными автомобилями. В нашем материале мы ответим на вопрос почему гепард так быстро бегает.

Секрет скорости: как гепарду удается бегать так быстро?

Как бегают гепарды?

Чтобы докопаться до сути, стоит взглянуть на скелет. Гепарды относятся к семейству кошачьих, следовательно, структура его позвоночника полая. В этом и кроется часть разгадки. За счет такого строения спинной хребет гепарда очень подвижный, он позволяет сжимать и растягивать тело. Не стоит забывать и о ногах. Мышца на них сильно развиты, а сами конечности очень длинные. Все это позволяет гепарду очень быстро бегать.

Но как быстро бегают гепарды? Они могу развивать скорость до 70 км/ч. Более того, перед решительным броском на добычу была фиксируется скорость около 115 км/ч.

Давайте рассмотрим и "механику" бега гепардов. Во время бега эти животные опираются не на три конечности, как при обычной ходьбе, а на две. Перемещаются две передние ноги, ими животные отталкиваются. При очень быстром беге гепарды буквально парит над землей — все четыре конечности оказываются в воздухе. Таким прыжком животные преодолевают семь метров разом.

Борзые и гепарды. Собаки бегают быстрее?

Но вот британский исследователь Алан Уилсон (Alan Wilson) заметил, что физические, механические основы таких невероятных способностей гепардов долго оставались совершенно неизвестными. Теперь мы в деталях знаем как бегают гепарды. Интересно другое — сравнение способностей гепардов и борзых. По словам исследователя, гепарды и борзые собаки очень близки по размерам, весу и способу бега — галопу. Однако гепардам удается набирать скорость едва ли не вдвое большую, чем борзым. В чем же их секрет? Уилсон с коллегами решили разобраться, в чем тут дело.

Эксперименты проводились в зоопарке ZSL Whipsnade, крупнейшем в Великобритании, где была смонтирована специальная установка: под почву на предстоящей траектории движения кошек устанавливались датчики давления. Для съемок использовались параллельно четыре камеры, способные делать до 1000 кадров в секунду. Осталось раздразнить хищника приманкой — свежей курятиной, прикрепленной к движущейся платформе — и фиксировать информацию о том, как гепард бегает за добычей. Аналогичные опыты ученые поставили и с борзыми собаками.

Отдельного интереса заслуживает время, в течение которого хотя бы одна из конечностей гепарда или собаки касается земли. Как ни удивительно, но у гепарда оно больше — скорее всего, затем, чтобы снизить пиковые нагрузки на лапы, возникающие при слишком резких толчках, и позволяет им постепенно, более гладко наращивать силу отталкивания. Это еще один ответ на вопрос почему гепарды такие быстрые.

Сразу обнаружилось, что специально тренированные борзые сумели развить даже большую скорость, чем гепарды — до 19 м/с против 17,8 м/с. Само по себе это не слишком странно, ведь борзые были хорошо тренированы, а гепарды были уже не первым поколением, рожденным и выращенным в неволе. Главное — что эксперименты позволили ясно увидеть различия в механике бега между этими хищными кошками и борзыми и объяснить, почему гепарды так быстро бегают.

При равной скорости бега длина шага гепарда немного больше, чем у борзой, хотя это компенсируется несколько более низкой частотой шага. Набирая скорость, гепард ускоряет шаги, от 2,4 шага в секунду при 9 м/с до 3,2 шага при 17 м/с. Борзая поступает ровно наоборот: сохраняя частоту шагов постоянной (3,5 шага в секунду), она, ускоряясь, увеличивает их длину. По мнению ученых, в дикой природе гепард способен ускориться частоту до 4 шагов в секунду, что при небольшом удлинении шага и позволяет им набирать поразительные 29 м/с.

По сообщению The Journal of Experimental Biology