Как гепарды обгоняют борзых

Гепарды — это высокопроизводительные спортивные автомобили животного мира, но как они превосходят других элитных спринтеров, используя ту же технику бега? Пенни Хадсон, Сандра Корр и Алан Уилсон из Королевского ветеринарного колледжа (Великобритания) сравнили показатели содержащихся в неволе гепардов и борзых. Они обнаружили, что помимо увеличения частоты шага, гепарды дольше находятся в контакте с землёй, вероятно, чтобы защитить свои конечности от стрессовых переломов на высокой скорости.

При максимальной зарегистрированной скорости 29 м/с (65 миль/ч) гепарды легко обгоняют самых быстрых борзых. Однако, по словам Алана Уилсона, нет очевидного объяснения исключительной скорости гепарда: «Известно, что гепарды и борзые используют вращательный галоп, и физически они очень похожи, но при этом существует завораживающая разница в максимальной скорости почти в два раза». Команда решила сравнить механику спринта двух видов, и результаты опубликованы в The Journal of Experimental Biology.

Исследователи установили восемь силовых платформ и четыре высокоскоростные камеры (1000 кадров/с) в вольере гепардов в ZSL Whipsnade Zoo (Великобритания) и в Центре гепардов Ann van Dyk (ЮАР). Гепардов побуждали бежать по дорожке, используя курицу в качестве приманки. Параллельно были проведены измерения на бегущих борзых в лаборатории (съёмка на 350 кадров/с).

Ключевые различия в механике бега:

• Скорость в неволе: Приручённые борзые показали более высокую максимальную скорость (19 м/с), чем содержащиеся в неволе гепарды (17,8 м/с).
• Длина и частота шага: При одинаковой скорости длина шага у гепардов была немного больше, но частота шага — немного ниже. Однако гепарды увеличивали частоту шага с ростом скорости (с 2,4 шага/с при 9 м/с до 3,2 шага/с при 17 м/с), в то время как борзые сохраняли постоянную частоту (~3,5 шага/с) во всём диапазоне скоростей.
• Время контакта с землёй: У некоторых конечностей гепардов время контакта с землёй («время опоры») было больше. Это снижает пиковую нагрузку на конечности, что, вероятно, позволяет диким гепардам достигать более высоких скоростей, не рискуя получить травму.

Почему дикие гепарды быстрее?

Уилсон предполагает, что дикие гепарды могут достигать частоты шага до 4 шагов/с. В сочетании с большей длиной шага это может позволить им развивать рекордные 29 м/с. Относительно низкие показатели гепардов в неволе могут объясняться отсутствием мотивации и необходимости учиться бегать для добычи пищи. Следующий этап исследований — попытка провести измерения на диких гепардах.