Як швидко може бігати гепард?

Гепард ( Acinonyx jubatus ) — найшвидша наземна тварина на Землі, здатна розвивати швидкість до 75 миль/год або 120 км/год . Гепарди — це хижаки, які підкрадаються до своєї здобичі та біжать на коротку відстань, щоб переслідувати та атакувати.

У той час як максимальна швидкість гепарда коливається від 65 до 75 миль/год (104-120 км/год), його середня швидкість становить лише 40 миль/год (64 км/год), що переривається короткими сплесками на максимальній швидкості. Крім швидкості, гепард досягає великого прискорення . Він може розвивати швидкість 47 миль/год (75 км/год) за дві секунди або розганятися від нуля до 60 миль/год за 3 секунди та три кроки. Гепард розганяється так само швидко, як один із найпотужніших спортивних автомобілів у світі.

Ключові висновки: як швидко може бігати гепард?

• Максимальна швидкість гепарда становить приблизно 69-75 миль/год. Однак кіт може пробігти лише на коротку відстань приблизно 0,28 милі. Гепард приблизно в 2,7 рази швидший за найшвидшого бігуна людини.
• Гепард дуже швидко розганяється, що дозволяє йому наздоганяти здобич на близькій відстані.
• Найшвидший гепард в історії – Сара. Сара живе в зоопарку Циннцинаті в Огайо. Вона пробігла 100-метрівку за 5,95 секунди з максимальною швидкістю 61 миль/год.

Найшвидший гепард на Землі

Вчені підрахували, що максимальна швидкість гепарда становить 75 миль на годину, але найшвидша зареєстрована швидкість дещо нижча. Світовий рекорд як «найшвидша наземна тварина » належить самці гепарда на ім’я Сара, яка живе в зоопарку Цинциннаті в Огайо. Коли Сарі було 11 років, вона пробігла 100-метрівку за 5,95 секунди з максимальною швидкістю 61 миль/год. Натомість найшвидша людина, ямайський спринтер Усейн Болт, пробіг 100 метрів за 9,58 секунди.

Гепард використовує свій хвіст, щоб допомогти змінити напрямок під час погоні. Кожне зображення розповідає історію / Getty Images

Як гепарди так швидко бігають?

Тіло гепарда створене для швидкості. Середній кіт важить лише 125 фунтів. Він має невелику голову, сплощену грудну клітку та худі ноги, щоб мінімізувати опір повітря. Жорсткі подушечки для ніг і тупі, напіввисувні кігті виконують роль шипів, допомагаючи стопам підтримувати зчеплення. Довгий хвіст діє як кермо для керування та стабілізації кішки. У гепарда надзвичайно гнучкий хребет. У поєднанні з гнучкими стегнами і вільно рухомими лопатками скелет тварини є своєрідною пружиною, що накопичує і вивільняє енергію. Коли гепард кидається вперед, він проводить більше половини часу, не відриваючи всі чотири лапи від землі. Довжина кроку кота становить неймовірні 25 футів або 7,6 метра.

Такий швидкий біг вимагає багато кисню. У гепарда великі носові ходи, збільшені легені та серце, які допомагають всмоктувати повітря та збагачувати кров киснем. Коли гепард біжить, його частота дихання збільшується з 60 до 150 вдихів за хвилину в стані спокою.

Вартість швидкого бігу

Бути настільки швидким є недоліки. Спринт різко підвищує температуру тіла і виснажує запаси кисню і глюкози в організмі, тому після погоні гепарду потрібно відпочити. Гепарди відпочивають перед тим, як поїсти, тому кішка стикається з підвищеним ризиком програти їжу конкуренції.

Оскільки тіло кота адаптоване до швидкості, воно худорляве та легке. У гепарда слабші щелепи та менші зуби, ніж у більшості хижаків, і він недостатньо сильний, щоб вести бій. В основному, якщо хижак погрожує вбити гепарда або напасти на його дитинчат, гепард повинен тікати.

10 найшвидших тварин

Гепард — найшвидша наземна тварина, але не найшвидша тварина на Землі . Хижі птахи пірнають швидше, ніж гепард бігає. Топ-10 найшвидших тварин:

1. Сапсан (242 миль/год)
2. Беркут (200 миль/год)
3. Шипохвостий стриж (106 миль/год)
4. Птах-фрегат (95 миль/год)
5. Шпорокрила гуска (88 миль/год)
6. Гепард (75 миль/год)
7. Риба-вітрильник (68 миль/год)
8. Вилорога антилопа (55 миль/год)
9. Марлін (50 миль/год)
10. Синя гну (50 миль/год)

Вилорог, американська тварина, схожа на антилопу, є найшвидшою наземною твариною Західної півкулі. Він дуже швидко бігає, але не має природних хижаків, які б наближалися до його швидкості. Одна з теорій полягає в тому, що вилорог колись був здобиччю нині вимерлого американського гепарда !

Джерела

• Карвардайн, Марк (2008). Записи тварин . Нью-Йорк: Стерлінг. стор. 11. ISBN 9781402756238.
• Гетем, Р.С.; Мітчелл, Д.; Вітт, Б. А. де; Фік, Л.Г.; Мейєр, LCR; Мелоні, SK; Фуллер, А. (2013). «Гепарди не кидають полювання через те, що вони перегріваються». Літери з біології . 9 (5): 20130472. doi: 10.1098/rsbl.2013.0472
• Гільдебранд, М. (1961). «Подальші дослідження пересування гепарда». Журнал Mammalogy . 42 (1): 84–96. doi: 10.2307/1377246
• Hudson, PE; Corr, SA; Payne-Davis, RC; Clancy, SN; Лейн, Е.; Вілсон, AM (2011). «Функціональна анатомія задньої кінцівки гепарда ( Acinonyx jubatus )». Журнал анатомії . 218 (4): 363–374. doi: 10.1111/j.1469-7580.2010.01310.x
• Вілсон, JW; Міллс, МГЛ; Вілсон, Р.П.; Пітерс, Г.; Міллс, MEJ; Speakman, JR; Дюрант, С.М.; Беннетт, Північна Кароліна; Маркс, Нью-Джерсі; Скантлбері, М. (2013). «Гепарди, Acinonyx jubatus , збалансовують здатність повороту до темпу під час переслідування здобичі». Літери з біології . 9 (5): 20130620. doi: 10.1098/rsbl.2013.0620

Чому гепард так швидко бігає

Британські зоологи з’ясували, в чому саме полягає секрет швидкості гепарда. Оригінальний експеримент дозволив встановити, що під час бігу ця кішка не змінює довжину кроку, проте здатна збільшити частоту стрибків. Інші швидкісні тварини, наприклад, хорти собаки, так не можуть, тому завжди програють гепардам спринтерські змагання.

Як ми знаємо, гепард (Acinonyx jubatus) є найшвидшим сухопутним тваринам нашої планети. Ці витончені і граціозні кішки можуть переслідувати здобич зі швидкістю до 110-115 кілометрів на годину. У той же час гепард – типовий спринтер. Він може розганятися до 75 кілометрів на годину всього за дві секунди, на дистанції пересувається стрибками довжиною шість-вісім метрів, витрачаючи на кожен стрибок менше 0,5 секунди, але при цьому “спікається”, пробігши пару сотень метрів. Тож не дивно, що близько половини його погонь закінчуються невдало для хижака.

Читайте також: Війна ос і мурах: хитрість перемагає силу

Вчені вже давно вивчили, як саме гепард пересувається під час бігу. Під час стрибків його невтяжнимі кігті (вельми не характерні для кішок, крім гепарда, таке є ще у цейлонської кішки-рибалки, а також суматранської і іріомотейской кішок) працюють так само, як шипи на взуття спортсменів-бігунів: вони забезпечують краще зчеплення з поверхнею . Гнучкий хребет цієї кішки дозволяє їй бігти, майже не відриваючи ноги від землі, і утримувати голову на одній висоті. Всупереч поширеним помилкам, навіть їдучи на максимальній швидкості, гепард здатний швидко змінювати напрямок бігу.

У той же час біологів з давніх пір дуже цікавило одне просте запитання: що саме робить гепарда надшвидким спринтером? Чому інші хижі ссавці, також переслідують видобуток на високих швидкостях, не можуть повторити його рекорд? Адже багато хто з них за різними параметрами тіла дуже схожі з гепардом. Наприклад, хорти собаки дуже близькі до цих кішкам за розмірами, вагою і способу бігу – вони також мчать великими стрибками, що нагадують кінський галоп.

І ось недавно британський зоолог Алан Вілсон вирішив розібратися в цій проблемі. Вчений і його колеги провели серію експериментів в найбільшому в Великобританії зоопарку ZSL Whipsnade, розташованому в Бедфордширі. Перед тим як почати досліди, дослідники змонтували спеціальну експериментальний майданчик, обладнану спеціальними датчиками, які показують силу тиску лап на ґрунт. Їх встановили на передбачуваному шляху руху тварин.

Крім того, для зйомок самого процесу погоні використовувалися чотири камери, здатні робити до тисячі кадрів в секунду і підключені паралельно. Ну, а для того, щоб змусити гепардів і хортів почати забіг, їх роздражнили приманкою – шматочками курки, які були закріплені на рухомій платформі.

Коли Вілсон і його колеги проаналізували результати експерименту, то з подивом виявили, що насправді хорти побили рекорд гепардів. Для останніх максимальна зареєстрована швидкість склала 17,8 метра в секунду, в той час як собаки розганялися до 19 метрів в секунду. Однак дослідники пояснили це тим, що брали участь в експерименті хорти були, що називається, “робочими” собаками і чемпіонами багатьох забігів. Протягом багатьох років вони щодня тренувалися.

Гепарди ж були не фаховими бігунами, а “любителями” – в дослідах брали участь тварини, що належать до третього-четвертого покоління гепардів, народжених в неволі. Та й в зоопарку для них не було можливості гарненько побігати. Так що таке “відставання” від хортів було для цих кішок цілком закономірним. Однак, незважаючи на це, біологам все-таки вдалося з’ясувати всі відмінності в механіці бігу гепардів і хортів і пояснити, чому ж перші бігають швидше.

В результаті було виявлено, що при рівній швидкості бігу довжина кроку гепарда трохи більше, ніж у хорта. Втім, ця різниця цілком собі компенсується дещо нижчою частотою кроку. Проте, коли гепард набирає швидкість, він прискорює кроки – від 2,4 кроку в секунду при дев’яти метрах в секунду до 3,2 кроку при швидкості 17 метрів в секунду.

А ось хорт діє із точністю до навпаки – вона зберігає частоту кроків постійною. Вона при будь-якій швидкості дорівнює приблизно 3,5 кроку в секунду. А коли ця “надшвидкісна” собака починає прискоряться, то просто збільшує довжину кроку. Це куди менш вигідний з біомеханічної точки зору спосіб: коли розмір кроку збільшується, м’язи ніг втомлюються сильніше. У випадку ж з гепардом такого не відбувається: збільшення частоти не дає додаткової м’язової навантаження.

На думку Вілсона, результати експерименту все-таки не зовсім “чисті”, оскільки вченим довелося мати справу з гепардами, вирощеними в неволі. На підставі розрахунків і побудови моделі дослідник прийшов до висновку, що в дикій природі гепард здатний довести частоту до чотирьох кроків в секунду. Цікаво, що при невеликому подовженні кроку це дозволяє цим кішкам досягати тих самих 29 метрів в секунду (або 115 кілометрів на годину).

Цікавим виявилося ще й те, що час, протягом якого хоча б одна з кінцівок гепарда або собаки торкалася землі, у двох цих тварин було різним. І у гепарда воно було більше – мабуть, для того, щоб знизити пікові навантаження на лапи, які виникають при занадто різких поштовхах. Однак саме ця особливість і дозволяє найшвидшому сухопутному тварині планети нарощувати силу відштовхування поступово, що, в свою чергу, дає можливість дуже швидкого розгону.

Читайте також: Мавпи воюють “не числом, а вмінням”

Отже, як бачите, вся справа виявилося зовсім не в якихось особливих фізичних параметрах гепарда, а в тому, як ця кішка вміє використовувати наявні у нього дані. Тобто, і гепард перемагає не силою, а хитрістю .

Читайте найцікавіше в рубриці “ Наука і техніка “