En todo el reino animal, los animales más veloces son siempre de tamaño medio. Los guepardos superan a los leones, los delfines superan a las orcas y los halcones peregrinos vuelan más rápido que las águilas calvas.
Los cuerpos más grandes significan músculos más grandes y poderosos, por lo que no había una razón clara para esta regla; después de todo, ¿por qué los animales más grandes no deberían usar su ventaja de poder para la velocidad?
Ahora, los científicos han descubierto una razón matemática: según una nueva investigación, los animales más grandes están limitados por la cantidad de energía que pueden movilizar para acelerar.
"Para cuando los animales grandes alcanzan velocidades más altas mientras corren, sus reservas de energía rápidamente disponibles también se agotan pronto", dijo la líder del estudio Myriam Hirt, zoóloga del Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad, en Leipzig.
Trampa de velocidad
Hirt se interesó en comprender la relación entre tamaño y velocidad mientras trabajaba en un proyecto que requería que ella estimara las velocidades máximas de los animales. Los métodos tradicionales de estimar la velocidad en función del tamaño del cuerpo dieron como resultado números absurdos para los animales más grandes. Para los elefantes, por ejemplo, el cálculo llegó a una velocidad máxima de 373 mph (600 km / h), le dijo a Live Science. Los elefantes realmente corren a una velocidad máxima de 21 mph (34 km / h).
Hirt estuvo lejos de ser el primero en notar que los animales terrestres más grandes no son muy rápidos. Pero a medida que cavaba más, se dio cuenta de que el patrón también era válido para los animales voladores y los nadadores.
"Esto me hizo darme cuenta de que el mecanismo subyacente tenía que ser un principio muy general", dijo.
Hirt construyó un modelo matemático para explicar este mecanismo. Los animales alcanzan su velocidad máxima de carrera en carreras cortas, no largas distancias, dijo. Los sprints cortos funcionan con energía anaeróbica, lo que significa que el combustible que alimenta los músculos proviene del almacenamiento a corto plazo y es limitado. (El metabolismo aeróbico, que reabastece los músculos con combustible producido con la ayuda de oxígeno, impulsa esfuerzos más largos).
La masa tiene que superar la inercia para que un animal se mueva, dijo Hirt, por lo que un elefante no puede estallar en una carrera tan rápido como un ratón. Para cuando el elefante se pone en marcha, ya ha utilizado una buena cantidad de sus reservas de energía anaeróbica. Como resultado, los animales más grandes nunca alcanzan las velocidades teóricas de carrera que su tamaño muscular podría sugerir, Hirt informó hoy (17 de julio) en la revista Nature Ecology & Evolution.
La relación entre la masa corporal y la velocidad tiene forma de joroba: la velocidad aumenta con el tamaño del cuerpo hasta cierto punto, y luego disminuye a medida que el tamaño del cuerpo supera la disponibilidad de energía.
Tamaño y velocidad
Hirt probó su modelo contra una base de datos de 474 especies en todo el reino animal. Ella descubrió que predijo velocidades máximas con una precisión de casi el 90 por ciento en corredores, nadadores y volantes. El 10 por ciento restante para explicar podría atribuirse a una variedad de problemas, como el error de medición, las adaptaciones corporales específicas de la especie y la fuente de calor de un animal, ya sea que un animal sea endotérmico (de sangre caliente) o ectotérmico (de sangre fría), Dijo Hirt.
Los animales endotérmicos en tierra son ligeramente más rápidos que los animales ectotérmicos, simplemente porque los animales endotérmicos pueden estar activos independientemente de la temperatura exterior. Curiosamente, ese patrón se invierte en el agua: las criaturas de sangre fría son en realidad más rápidas que las de sangre caliente. Probablemente esto se deba a que las criaturas de sangre caliente del océano, como los pingüinos y las ballenas, pasan algún tiempo en tierra o tienen un ancestro terrestre, dijo Hirt. Esos animales probablemente han desarrollado algunas compensaciones que los hacen un poco más lentos en el agua, dijo.
Aunque los humanos son un poco más lentos, en promedio, de lo que predice la fórmula de Hirt, Usain Bolt, el poseedor del récord de los sprints de 100 y 200 metros, se ajusta bien a los datos, dijo Hirt. Probablemente sea porque los humanos no tienen los tipos de adaptaciones que ayudan a que los guepardos sean tan rápidos, como las espinas y las articulaciones ultraflexibles.
La nueva fórmula de velocidad podría ser útil para futuras investigaciones que involucren el movimiento y la migración de animales, así como las interacciones depredador-presa, dijo Hirt. También podría usarse para determinar mejor qué tan rápido podrían moverse los animales extintos. Según los cálculos de Hirt, Velociraptor probablemente aceleró a una velocidad máxima de 34 mph (54.5 km / h), Tirano saurio Rex podría ponerlo en marcha a una velocidad de hasta 17 mph (27 km / h) y Braquiosaurio avanzó pesadamente a 7 mph (11.9 km / h) en su momento más rápido.
Artículo original sobre Live Science.
