【科技前沿】

　　一項(xiàng)國(guó)際研究近期發(fā)現(xiàn)，陸生動(dòng)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(gè)因素限制。而獵豹等中型陸生動(dòng)物身上，這兩個(gè)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(dòng)物，而不是大象或螞蟻跑得更快。該成果可能有助于未來(lái)設(shè)計(jì)類似奔跑能力的機(jī)器人。

　　英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)組成的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)物理模型，研究肌肉如何限制陸生動(dòng)物的最高奔跑速度。根據(jù)這一模型，第一個(gè)極限與肌肉收縮速度相關(guān)，被稱為“動(dòng)能容量極限”。與體重較大的動(dòng)物相比，小動(dòng)物奔跑時(shí)肌肉產(chǎn)生了相對(duì)其體重而言很大的力量，因而收縮速度受限。第二個(gè)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(dòng)物較重，它們的肌肉相對(duì)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(duì)于犀牛或大象等大型動(dòng)物來(lái)說(shuō)，奔跑就像舉起一個(gè)巨大的重物，因?yàn)樗鼈兊募∪庀鄬?duì)較弱，而重力又使它們付出更大的代價(jià)，因此這類動(dòng)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(dòng)物通常體重在50千克左右，這是身材上的一個(gè)“甜蜜點(diǎn)”，這一范圍內(nèi)上述兩個(gè)極限大致能同時(shí)達(dá)到，因此這類動(dòng)物的奔跑速度最快，時(shí)速可達(dá)上百公里。

　　除了解釋動(dòng)物如何跑得快，新模型可能還為理解動(dòng)物群體之間的差異提供重要線索。比如蜥蜴和鱷魚(yú)等大型爬行動(dòng)物通常比大型哺乳動(dòng)物小、速度慢，一種解釋是，按重量計(jì)算，四肢肌肉在爬行動(dòng)物體內(nèi)所占的比例較小，這意味著它們?cè)隗w重較小的時(shí)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(dòng)。

　　該研究已在英國(guó)《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(dòng)物，下一步研究人員還將分析在水中游動(dòng)和在空中飛翔的動(dòng)物大小與速度的關(guān)系。（據(jù)新華社）

　　《光明日?qǐng)?bào)》（2024年03月21日 14版）