Палеонтологи в очередной раз пришли к выводу, что тираннозавр вряд ли мог догнать Усейна Болта или любого другого быстрого бегуна и съесть их, раскрыв необычную связь между размерами и скоростью движения животных, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Ecology & Evolution.
"Открытый нами закон универсален и работает для всех животных, начиная с клеща и заканчивая синими китами. Мы проверили его в деле, вычислив скорость движения вымерших животных, чья манера движения уже была изучена при помощи сложных биомеханических симуляций", — рассказывает Мириам Хирт (Miriam Hirt) из университета Йены (Германия).
За последние несколько десятилетий ученые узнали многое об образе жизни и повадках "иконы" мезозойской эры — тираннозавра (Tyrannosaurus rex). Так, изучение черепа этого ящера подсказало палеонтологам, что они обладали прекрасным нюхом, и его челюсти могли легко дробить самые толстые кости. Пока не понятно, были ли эти ящеры "чистыми" хищниками или же в их диету могла входить не только свежая дичь, но и падаль.
Однозначный ответ на этот вопрос может дать скорость движения "королей" мезозоя – если тираннозавры бегали достаточно быстро, то тогда они должны были быть хищниками, а если они передвигались медленно, то они, скорее всего, были падальщиками или "санитарами" доисторического леса, добивавшими больных и старых животных.
Хирт и ее коллеги приблизили нас к ответу на этот вопрос, раскрыв необычную зависимость между скоростью движения животных и их размерами.
Как рассказывают палеонтологи, ученые достаточно давно считали, что максимальная скорость бега, плавания или полета животного или птицы должна расти с увеличением массы их мускулов и их способности запасать в себе энергию. Тем не менее, современные гепарды, самые быстрые млекопитающие, рыбы-мечи, и вымершие велоцирапторы, быстрейшие динозавры, обладают или же обладали достаточно средними размерами.
Пытаясь понять, почему это так, немецкие натуралисты создали компьютерную модель бегущего четвероного или двуногого существа, которая учитывала не только запасы имеющейся у него энергии, но и физические законы, влияющие на движение тела в пространстве, в том числе и силу инерции.
Оказалось, что существует некий предел массы, после достижения которого максимальная скорость бега или полета не растет, а падает из-за растущей инерции. Иными словами, инерция тела "тормозит" крупных животных при разгоне и заставляет их сжигать лишнюю энергию на ее преодоление, в результате чего максимальная скорость их движения будет заметно ниже, чем у существ средних размеров.
Руководствуясь этими идеями, ученые просчитали скорости движения некоторых вымерших существ, о диете и экологической нише которых палеонтологи давно спорят. В их число попало несколько хищных динозавров, таких как велоцирапторы и тираннозавры, их предположительные травоядные жертвы, и предположительно плотоядная гигантская "птица ужаса" Patagornis, жившая в Южной Америке 15-20 миллионов лет назад.
Как оказалось, тираннозавры были достаточно неторопливыми существами – они бегали с максимальной скоростью в 28 километров в час, что заметно меньше рекорда в 44,7 километра час, поставленного Усейном Болтом в 2009 году. Велоцирапторы и патагорнисы, существа средних размеров, бегали заметно быстрее – 38 и 50 километров в час.
Что интересно, высокие скорости движения, скорее всего, не были нужны тираннозаврам для добывания пищи – все их потенциальные жертвы, начиная с трицератопсов и заканчивая апатозаврами, бегали медленнее. Для относительно небольших цератопсид этот показатель составлял 26 километров в час, а для крупных апатозавров – всего 12 километров в час. Соответственно, пока ученые не могут говорить о том, что "короли мезозоя" были падальщиками, так как скорости их движения вполне хватало для того, чтобы охотиться на крупную добычу.
Источник: РИА Новости
Способы охоты гепардов не перестают интриговать зоологов. Совсем недавно сообщалось о том, что эти сверхскоростные кошки во время погони вовсе не страдают от перегрева, как считалось ранее, и вот вдогонку этому в журнале Biology Letters выходит другая статья, в которой исследователи из Университета Королевы в Белфасте (Великобритания) заявляют, что гепарды могут предсказывать поведение своих жертв.
Вам кажется, что гепарды просто берут скоростью, пытаясь догнать любую добычу, какая им попадётся? Но их добыча не столь глупа, чтобы бежать всё время по прямой, и гепарду приходится поворачиваться, крутиться, маневрировать вслед за несомненным будущим обедом. И всё это ему надо как-то совмещать с огромной скоростью бега.
Майкл Скэнтлбери вместе с коллегами из США, Германии и ЮАР выяснил, что погоня гепарда состоит из двух фаз. Вначале хищник сильно разгоняется, как бы в попытке как можно быстрее поймать добычу, но потом внезапно начинает притормаживать. «Фаза торможения» длится 5–8 секунд, и она позволяет гепарду сманеврировать вслед за добычей, когда та вдруг бросится в сторону. Наконец, после второй фазы следует последний рывок, во время которого хищнику либо везёт, либо нет.
То есть гепард сначала будто пугает добычу, резко сокращая расстояние между собой и ней и проверяя, повернёт ли она. Сам он при этом точно выбирает момент, чтобы притормозить до того, как жертва, возможно, начнёт манёвр. Здесь от хищника требуется точно рассчитать время первой и второй фазы. И, что самое любопытное, гепард подбирает разное время для разных жертв.
То есть получается, что гепард знает особенности поведения тех, на кого он охотится, и использует для разных целей разную стратегию. Так, страусы и антилопы стенбок склонны быстро и внезапно менять направление, тогда как антилопы гну, антилопы-прыгуны и сернобыки предпочитают бежать более или менее по прямой, то есть резких поворотов и отклонений от курса от них можно не ждать. Следовательно, и гепарды отводят разное время на фазу разгона и торможение, в зависимости от того, ждут ли они от добычи резкого манёвра.
Всё это удалось выяснить, разумеется, не только с помощью обычного наблюдения за охотящимися животными, но и посредством GPS-датчиков и акселерометров, фиксировавших скорость кошки и её путь во время погони.
Вот так гепардам пришлось дождаться развития высоких технологий, чтобы доказать, что их охотничьи навыки не ограничиваются одним лишь бегом, пусть и очень-очень быстрым.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Рекорд по продолжительности непрерывного бега или супермарафона поставил канадский спортсмен Дин Карназис. Он смог непрерывно бежать трое суток, по окончанию третьих суток ему пришолсь остановиться из-за того, что он начал засыпать на бегу.
У всех есть свой предел — и у любителей побегать на выходных, и у олимпийцев. По-научному этот предел называется лактатным порогом: как только вы его перешагнули, начинаются неприятные ощущения. Наверное, каждому знакомо это чувство: сердце бешено колотится, вы хватаете ртом воздух, усталость в мышцах нарастает снежным комом, а потом они просто отключаются. Тем не менее на свете есть по крайней мере один человек, который избежал этой участи, несмотря на интенсивные тренировки. Его зовут Дин Карназес.
Калифорниец справлялся с самыми тяжёлыми испытаниями: он бегал марафон до Южного полюса при температуре -25 °C и участвовал в знаменитом сахарском Marathon des Sables. И он ни разу не чувствовал ни жжения в мышцах, ни судорог, даже пробежав полторы сотни километров. «На определённой скорости я могу бежать очень долго, не уставая», — признаётся ультраспортсмен. Ему приходится ограничивать себя сознательно.
Во время физической работы организм расщепляет глюкозу, извлекая таким образом необходимую ему энергию. Побочным продуктом этих реакций и дополнительным источником энергии становится молочная кислота (лактат). При достижении определённого порога организм уже не способен расщеплять лактат так быстро, как он производится, и молочная кислота начинает накапливаться в мышцах. Тем самым тело даёт вам знать, что пора остановиться. Г-н Карназес ни разу в жизни не получал такого сигнала.
«В конце концов я просто засыпаю, — говорит он. — Однажды я бежал трое суток без сна, и на третью ночь пережил что-то вроде психоза. Бывало, я засыпал прямо на ходу и только силой воли заставлял себя бежать дальше».
Железная сила воли — общая черта всех сверхмарафонцев, но в 2006 году во время подготовки к тому, чтобы пробежать 50 марафонов за 50 дней, г-н Карназес обнаружил, что у него есть не только это. Аэробные тесты не показали ничего экстраординарного: обыкновенный высококвалифицированный спортсмен. Но тест на лактатный порог принёс сенсацию. «Мне сказали, что он займёт 15 минут максимум, — вспоминает атлет. — Но прошёл час, им пришлось остановить тестирование, и они признались, что никогда не видели ничего подобного».
Как поясняет Лоран Мессонье из Савойского университета (Франция), аэробный тест определяет возможности сердечно-сосудистой системы, а лактатный порог (его ещё называют анаэробным) имеет отношение к способности удалять молочную кислоту из крови и преобразовывать её в энергию. «Если взять перспективного бегуна и тренировать его в течение длительного времени, его сердечно-сосудистая система улучшится до определённого момента, после которого добиться прогресса будет уже трудно, — рассказывает специалист. — Этот предел зависит от физиологии сердца и сосудов. Тем не менее дальнейшие тренировки, хотя и не улучшат аэробную способность, заметно повысят спортивные показатели, ибо лактатный порог определяется не состоянием сердечно-сосудистой системы, а качеством мышц».
Организм выводит молочную кислоту из крови путём ряда химических реакций, обусловленных митохондриями в клетках мышц. Эти реакции преобразуют лактат обратно в глюкозу. Процесс ускоряется специфическими ферментами, а также зависит от размеров митохондрий (чем больше их ёмкость, тем активнее они смогут использовать молочную кислоту в качестве топлива).
Годы тренировок приведут к тому, что ваши ферменты и митохондрии станут работать более эффективно. А если к тому же вы унаследовали способность к выработке особенно полезных ферментов и созданию митохондрий особенно большого размера, ваш личный лактатный порог будет намного выше, чем у других.
Г-н Карназес влюблён в бег с раннего детства. Ещё в средней школе он демонстрировал такие успехи, которые намного превосходили показатели сверстников. На одном благотворительном мероприятии лучшие из его товарищей смогли сделать только 15 кругов по стадиону, а он — 105. Вскоре он по какой-то причине перестал бегать, но ближе к тридцати годам его вдруг захлестнуло, и он отправился в ночь.
Большинство из нас, пропустив 15 лет тренировок, не убежали бы далеко, но г-н Карназес остановился только через 50 км! Мозоли болели, как проклятые, но мышцы не выказывали никаких признаков усталости.
«Многие бегуны из спортивной элиты улучшают способность организма к выведению молочной кислоты за счёт долгих лет тренировок, но у всего есть предел, — говорит уникум. — Всё остальное, как мне сказали, это наследственность. Лучшее, что может сделать бегун на длинные дистанции, — это выбрать правильных родителей!»
По-видимому, дело здесь не только в ферментах и митохондриях. Г-н Карназес считает, что определённую роль играют небольшое количество жира, низкая потливость, сильнощелочная диета, слабое воздействие экологических токсинов. Генетика действительно даёт некоторые преимущества, но гены выражаются по-разному в зависимости от окружающей среды и образа жизни. Г-н Мессонье согласен: если вырастить одного близнеца в Африке, а другого — в Северной Европе, их гены будут вести себя неодинаковым образом.
Скорее всего, свет на загадку г-на Карназеса смог бы пролить эксперимент с его братом, который никогда не занимался спортом на износ и не знает своих истинных возможностей.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
29-08-2016 Просмотров:6204 Новости Генетики Антоненко Андрей
Согласно мнению большинства современных (и не очень) ученых, жизнь зародилась и первое время развивалась в водной среде. Лишь впоследствии разные группы организмов – от бактерий до растений, моллюсков и позвоночных...
17-06-2010 Просмотров:10128 Новости Зоологии Антоненко Андрей
За прекрасные переливающиеся цвета крыльев бабочек отвечают не пигменты, а особые геометрические образования из клеток крыльев. Впервые энтомологи США изучили их в трёхмерном пространстве и выяснили, что хитин поверхности образует...
19-01-2013 Просмотров:10381 Новости Генетики Антоненко Андрей
Огненные муравьи Solenopsis invicta известны не только своим ядом и высокими завоевательными способностями (это один из самых агрессивных инвазивных видов), но и особенностями социальной жизни. Некоторые колонии у них начинаются...
26-05-2011 Просмотров:14691 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Недавно немецкие ученые открыли, что у морских котиков имеются дополнительные глаза. И находятся они на кончиках их… усов. С помощью этих органов, называемых вибриссами, тюлени могут воспринимать колебания воды, сообщающие...
17-07-2013 Просмотров:8814 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Tyrannosaurus rex, пожалуй, самый известный обывателю динозавр (благодаря фильму «Парк Юрского периода»). Поэтому относящиеся к нему сугубо научные дискуссии активно освещаются прессой самого разного калибра, а некоторые невинные предположения раздуваются...
Орнитологи составили атлас видов птиц европейской части России, в котором собрали 2,5 тысячи фотографий и описания всех 486 видов пернатых, заявил РИА Новости директор Зоологического музея Московского государственного университета имени…
Надтип: Вторичноротые (Deuterostomia) Оглавление 1. Общие сведения о вторичноротых животных (Deuterostomia) 2. Происхождение вторичноротых животных 1. Общие сведения о вторичноротых (Deuterostomia) животных Рис. 1. Представители вторичноротых - хордовые, полухордовые, иглокожие, щетинкочелюстные и ксенотурбеллиды.Вторичноротые (лат. Deuterostomia) — надтип (подраздел) животных относящихся к…
Чтобы увидеть объект в электронный микроскоп, нужно поместить его (объект, не микроскоп) в вакуум. Молекулы газов, составляющие воздух, поглощают поток электронов, направленный на объект, — примерно так же, как грязь…
Команда ученых из Академии наук Китая под руководством Ненга Гонга (Neng Gong) по результатам экспериментов пришла к выводу, что макаки могут различать свое отражение в зеркале, если их предварительно обучить…
Ученые нашли в протерозойских отложениях на юге Африки окаменелость, похожую на мицелий гриба. Находка доказывает, что древнейшие грибы жили на дне моря. Об этом говорится в статье палеонтологов из Швеции и…
Раньше учёные считали, что у амёб секса нет. Оказалось, что есть, просто его не замечали. Амёбы в разгар «брачных игр» (фото авторов исследования) Как выглядит амёба, знают все: бесформенный организм с…
Проведённые биологами из Швеции и Сингапура эксперименты на мышах показали, что микробиота пищеварительного тракта влияет на развитие мозга и поведение млекопитающих. Сравнение результатов, показанных обычными (им соответствуют белые точки и столбцы)…
Палеонтологи обнаружили в куске бирманского янтаря одну из древнейших мух-паразитов. Большие коготки на лапках помогали ей удерживать добычу. Деревняя муха-паразит Zhenia xiai из семейства EremochaetidaeОб этом говорится в статье китайских специалистов…
Американские учёные описали четыре новых вида «зомбифицирующих» грибов. Мёртвый муравей, вцепившийся в лист, и плодовое тело гриба-паразита (фото Harry C. Evans / Simon L. Elliot / David P. Hughes) Грибы рода…