Der Renner
mp | Im Tierreich sind die Größten auch die Stärksten. Aber die Schnellsten sind sie nicht. Hier gilt: Von Insekten über Mäuse bis hin zu mittelgroßen Säugetieren nimmt mit der Größe auch die Geschwindigkeit zu, die sie zu Land erreichen. Dann aber werden sie langsamer, desto massiver die Tiere sind. Welche physikalischen Gesetzmäßigkeiten stecken dahinter? Das klärte nun ein Bioingenieur vom Imperial College in London mit seinem internationalen Team. Für Hunderte an Land lebende Tiere suchten sie Daten zu Gewicht und Höchstgeschwindigkeit. Dabei kam ihnen die zündende Idee, dass zwei Faktoren das Tempo begrenzen müssten: Wie schnell und wie weit sich Muskeln verkürzen, wenn sie kontrahieren. Die Geschwindigkeit bei Mäusen oder Käfern wird von der Schnelligkeit ihrer Muskelkontraktion bestimmt. Wenn sie rennen, ist das in etwa so, als würde man beim Fahrradfahren bergab im ersten Gang beschleunigen. Doch ab einem gewissen Körpergewicht geht ein Großteil der Muskelleistung dabei verloren, die Schwerkraft zu überwinden. Bei Elefanten, Bären und Co. wird die Geschwindigkeit dadurch bestimmt, wie weit sich ihre Muskeln kontrahieren. Für sie ist Rennen so wie bergauf Radfahren in einem hohen Gang. Einen Idealpunkt zwischen beiden Grenzen scheint der Gepard erreicht zu haben: Er, das schnellste lebende Landtier, rennt bis zu 100 Kilometer pro Stunde schnell. Die Forscher entwickelten nun ein Modell, das beides berücksichtigt. Es sagte im Test bei 400 Spezies zuverlässig die Höchstgeschwindigkeit anhand ihrer Masse voraus – angefangen von 100 Mikrogramm schweren Milben bis hin zu Elefanten, die Tonnen wiegen. Das neue Modell erklärt erstmals die Bewegungsapparate lebender Tiere hinsichtlich der Geschwindigkeit. Es könnte für die Entwicklung von Robotern eine Rolle spielen, die die Bewegung von Tieren nachahmen. Im nächsten Schritt wollen die Forscher ihr Modell auf die Wasser- und Luft-Bewohner im Tierreich übertragen. |
Literatur
Brogan C. Cheetahs’ unrivalled speed explained by their ‘sweet spot’ size, finds study. Imperial News vom 12. März 2024, www.imperial.ac.uk
Labonte D et al. Dynamic similarity and the peculiar allometry of maximum running speed. Nat Commun 2024, https://doi.org/10.1038/s41467-024-46269-w
