US Ads

понедельник

Как гепард опережает борзую

В западном мире гепардов часто сравнивают с высоко эффективными спортивными автомобилями животного царства. Недавно британские биологи провели исследование с целью установить, за счет чего гепарды опережают других элитных бегунов при использовании животными схожей техники бега на короткие дистанции. Биологи сравнили беговые качества содержавшихся в неволе гепардов и английских борзых, и обнаружили, что гепарды обладают увеличенной частотой их шага. Также оказалось, что гепарды больше времени тратят на контакт с землей, вероятно, для защиты своих конечностей от возможного стресса или перелома во время бега на высокой скорости.

Результаты исследования британских биологов были опубликованы в июне 2012 года в британском интернет журнале об экспериментальной биологии The Journal of Experimental Biology и затем перепечатаны другими научными онлайн изданиями.

Руководителем исследования был Алан Уилсон (Alan Wilson) из Королевского ветеринарного колледжа (Лондон, Англия, Соединенное Королевство), в состав его команды так же входили Пенни Хадсон (Penny Hudson) и Сандра Корр (Sandra Corr). Исследование проводилось при содействии Уипснейдского зоопарка (Уипснейд, Данстейбл, Англия), являющегося филиалом Лондонского зоопарка и принадлежащего Зоологическому обществу Лондона. Кроме того, команде исследователей было оказано содействие со стороны центра по разведению гепардов имени Энн ван Дайк, расположенного в предгорьях хребта Магалисберг в Северо-Западной провинции Южной Африки.

Гепард. Автор фото Mark Probst (schani).
Источник http://commons.wikimedia.org
Лицензия Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic

Прежде всего, исследователи пришли к выводу, что при скорости от 0 до 60 миль/час (97 км/час) гепарды легко могли бы утереть нос большинству автомобилей, а при скорости 29 метров/секунду или 65 миль/час (105 км/час) гепарды легко опережают самых быстрых собак из породы борзых. Но так как ученые не увидели явных причин для исключительной эффективности гепардов в беге, ученые решили сравнить, как гепарды и борзые бегают на короткие дистанции, чтобы определить, какие есть различия между механическими движениями двух животных. Как отметил в исследовании Уилсон, гепарды и борзые используют поворотный галоп и физически они удивительно похожи, но их завораживающая разница в максимальной скорости различается почти в два раза.

Британские исследователи были хорошо осведомлены, что большие дикие кошки с удовольствием преследуют приманку, и ученые надеялись получить таких кошек в двух зоопарках, чтобы оснастить корпус животных силовыми пластинами измерительных приборов. Некоторую проблему для ученых представляло получение ценного биомеханического оборудования для работы на открытом воздухе. Как с юмором отметил в статье Уилсон, силовые пластины являются изнеженными датчиками и любят определенное количество измерительного оборудования, которое люди, обычно, не любят таскать за пределы лаборатории, а тем более втыкать в землю в английское лето.

Не смотря на препятствия, команда ученых успешно прикрепила восемь силовых пластин на корпус гепарда и установила четыре видеокамеры с высокой скоростью съемки 1000 кадров/секунду. После этого Пенни Хадсон начала вводить гепардов в искушение погоняться за куском курицы, прикрепленным к катушке со шнуром с приводом стартера от грузовика. Одновременно Хадсон проводила измерение сил, действующих на конечности животного, движение тела и узор шагов. После этого Хадсон повторяла измерения на собака-борзых, бегающих галопом в лабораторных условиях, и фиксировала результаты на видеокамеру в более медленном темпе со скоростью 350 кадров/секунду.

Когда Хадсон сравнила максимальную скорость бега животных, она с удивлением обнаружила, что тренированные борзые галопировали (бежали галопом) быстрее, чем обитающие в неволе гепарды. Разгон борзых до максимальной скорости составлял 19 метров/секунду, в то время как у гепардов эта скорость равнялась 17,8 метров/секунду. Тем не менее, Хадсон удалось выявить четкие различия в моделях шага животных, которые помогли объяснить, как гепарды опережали собак.

Как выяснилось, при работе с той же скоростью, шаг кошек был немного длиннее, чем у борзых, хотя гепарды компенсировали это немного более низкой частотой шага. Например, гепарды могли увеличивать частоту своего шага, как будто они переключали шестереночную коробку передач. Их частота шага менялась с 2,4 шагов/секунду при неторопливом беге со скоростью 9 метров/секунду до 3,2 шагов/секунду при максимальной скорости 17 метров/секунду. В тоже самое время, борзые поддерживали постоянную частоту около 3,5 шагов/секунду на протяжении всего изменения скоростей бега. По мнению Уилсон, дикие кошки этой породы в состоянии достигать частоты бега 4 шага/секунду, что в сочетании с большей длиной шага может позволить им опережать обитающих в неволе сородичей и достигать максимальной скорости 29 метров/секунду.

Кроме этого, Хадсон проанализировала продолжительность времени, когда лапы животного оставались в контакте с землей, т.е. время положения ног (stance time). Она заметила, что для некоторых конечностей гепарда это время было больше, и команда ученых предположила, что это может быть еще одним фактором, способствующим рекордной эффективности диких гепардов. По мнению Уилсон, более длительное время положения ног гепарда в контакте с землей уменьшает пиковую нагрузку на лапы животного при более высокой скорости движения, в сравнении с борзыми.

Размышляя об относительно невысокой эффективности бега гепардов в неволе, Уилсон предположил, что кошкам может не хватать мотивации. По его словам, гепарды жили в зоопарке на протяжении нескольких поколений и им никогда не приходилось быстро бегать для того, чтобы поймать добычу. Вероятно, эти животные никогда не научатся бегать слишком быстро, признался Уилсон и добавил, что на следующем этапе его команда попытается провести измерение бега диких гепардов в надежде увидеть более высокую скорость движения.

Ссылки

Kathryn Knight, How Cheetahs Outpace Greyhounds. The Journal of Experimental Biology. http://jeb.biologists.org/content/215/14/i.1

ZSL Whipsnade Zoo http://www.zsl.org/zsl-whipsnade-zoo/

The Ann van Dyk Cheetah Centre http://www.dewildt.co.za/


YouTube Видео



Название: Cheetah vs Greyhound (Непарды против борзых, на английском)
Канал: Earth Unplugged