Цивилизация
Достоверных измерений мгновенной скорости, которую могут развивать самые быстрые в мире животные, науке известно не так много. В научной литературе имеются данные, что гепарды (Acinonyx Jubatus) развивают максимальную в животном мире скорость 29 м/c (104 км/ч), обгоняя борзых (18 м/c) и лошадей (19 м/c). При этом точные измерения скорости гепардов прежде ограничивались изучением живущих в неволе животных, которых заставляли бежать по прямой за приманкой: охотящегося в дикой природе хищника бежать по прямой не заставишь. Заполнить этот пробел в знаниях решил Алан Уилсон из Королевского ветеринарного колледжа (Великобритания).
Чтобы отслеживать скорость хищников, а заодно их ускорения и дневные перемещения, ученые разработали специальный ошейник, оснащенный GPS-модулем, гироскопами и акселерометром.
Прибор был снабжен солнечными батареями, которые заряжали аккумулятор в дневные часы. Биологи наблюдали за жизнью пяти гепардов (трех самок и двух самцов) в течение 17 месяцев в ботсванской саванне. Всего за этот период было проанализировано 367 «забегов» гепардов — резких бросков, начинающихся с состояния покоя или медленного движения. Данные, полученные с ошейника, позволили узнать, какая часть бросков заканчивалась поимкой жертвы: как правило, в таких случаях скорость и ускорение животного после броска обращаются в нуль.
Оказалось, что средняя длина броска у гепардов составляла 173 м, хотя в редких случаях в погоне за жертвой они способны преодолеть и до полукилометра. Пожалуй, самым удивительным для ученых стало то, что максимальная скорость бросков для разных животных в среднем составила всего 15 м/c, в два раза меньше «табличного» значения, и поддерживалась в течение 1–2 секунд.
При этом максимальная зафиксированная скорость составила всего 26 м/c.
Особый интерес для исследователей представляли данные по ускорению, то есть тому, как быстро кошачьи могут менять вектор и направление скорости. Результаты показали, что гепарды развивают в два раза большее ускорение, чем лошади: в одном рывке они могут ускориться на 3 м/c или резко затормозить на 4 м/c.
Известно, что у содержащихся в неволе гепардов масса участвующих в движении мышц (спинных и в конечностях) достигает 45% от общей массы тела. У диких животных этот показатель выше, хотя точно и неизвестен. Такая «заточенность» тела гепардов на стремительные рывки и быстрый бег делает их рекордсменами животного мира еще по одному показателю — максимальной удельной мощности (в пересчете на килограмм веса).
И если Усейн Болт, чемпион мира, на стометровке выдает 25 Вт/кг, то в погоне за антилопой гепарды «снимают» с единицы собственного веса в четыре раза большую мощность — в три раза выше, чем лошади, и почти в два раза больше, чем борзые собаки.
Одним из важнейших факторов, дающих гепардам преимущества на охоте, является их способность к быстрому маневрированию, или, на языке математики — большому центростремительному ускорению. Наблюдения показали, что в погоне за жертвой гепард способен резко разворачиваться, развивая центростремительное ускорение до 13 м/c-2.
Это в несколько раз превышает перегрузки, испытываемые космонавтами при запуске современных ракет.
Такие боковые рывки требуют прочного сцепления с поверхностью, которое обеспечивают острые когти хищников. Наблюдение за охотой гепардов позволило подметить и другие необычные приемы. «Гепарды стараются не развивать одновременно максимальное прямолинейное и центростремительное ускорение. Быстрая остановка разгружает заднюю часть туловища, что приводит к курсовой неустойчивости, так как центр масс оказывается впереди передних конечностей», — говорит автор исследования, опубликованного в нынешний четверг в Nature.