چگونه یک شترمرغ می‌تواند در یک مسابقه، یوزپلنگ را شکست دهد؟

راز بقا – محمد عبادی‌فر: وقتی صحبت از سریع‌ترین حیوان خشکی به میان می‌آید، تقریباً همه یک پاسخ مشترک دارند: یوزپلنگ. نه فقط همه بلکه حتی متخصصان حیوانات نیز همین را می‌گویند.

به گزارش راز بقا، این شکارچی با شتاب‌گیری انفجاری و سرعت فوق‌العاده‌اش، به‌عنوان سریع‌ترین دونده جهان شناخته می‌شود. اما یک نکته شگفت‌انگیز وجود دارد که کمتر کسی از آن اطلاع دارد: در شرایط خاص، شترمرغ می‌تواند در یک مسابقه یوزپلنگ را شکست دهد.

در نگاه اول، این موضوع غیرممکن به نظر می‌رسد. بالاخره یوزپلنگ می‌تواند به سرعتی حدود ۱۰۰ تا ۱۲۰ کیلومتر در ساعت برسد، در حالی که حداکثر سرعت شترمرغ حدود ۷۰ کیلومتر در ساعت است. اما برنده شدن در یک مسابقه، فقط به بیشترین سرعت بستگی ندارد. در واقع، استقامت، مدیریت انرژی و ساختار بدن عوامل تعیین‌کننده اصلی هستند.

یوزپلنگ برای انفجار سرعت ساخته شده، نه برای دویدن‌های طولانی

یوزپلنگ (Cheetah) سریع‌ترین پستاندار خشکی روی زمین است، اما این سرعت خارق‌العاده محدودیت‌های مهمی نیز دارد.

بدن یوزپلنگ مانند یک خودروی مسابقه‌ای بسیار پیشرفته طراحی شده است. ستون فقرات انعطاف‌پذیر آن مانند یک فنر غول‌پیکر عمل می‌کند و به بدن اجازه می‌دهد در هر گام کشیده و جمع شود. دم بلند آن نیز نقش سکان را بازی می‌کند و هنگام تعقیب طعمه، به تغییر جهت‌های سریع کمک می‌کند.

اما این سرعت فوق‌العاده، هزینه انرژی بسیار بالایی دارد.

یوزپلنگ تنها می‌تواند حداکثر سرعت خود را برای حدود ۲۰ تا ۳۰ ثانیه حفظ کند. در طول شکار، دمای بدنش به سرعت افزایش می‌یابد و مواد زائد ناشی از فعالیت عضلات در بدن انباشته می‌شوند. اگر بیش از حد به دویدن ادامه دهد، ممکن است دچار گرمای بیش از حد، خستگی شدید و حتی فروپاشی جسمی شود.

به همین دلیل، بیشتر شکار‌های یوزپلنگ بسیار کوتاه هستند. اگر تعقیب طعمه بیش از یک دقیقه طول بکشد، احتمال موفقیت آن به شدت کاهش می‌یابد.

به عبارت دیگر، یوزپلنگ یک دونده سرعت است، نه یک دونده ماراتن.

شترمرغ؛ قهرمان واقعی استقامت

شترمرغ (ostrich) بزرگ‌ترین پرنده زنده جهان و یکی از کارآمدترین دوندگان طبیعت است.

برخلاف یوزپلنگ، بدن شترمرغ برای پیمودن مسافت‌های طولانی ساخته شده است. پا‌های بلند و قدرتمند آن مانند فنر‌های ذخیره‌کننده انرژی عمل می‌کنند و به این پرنده اجازه می‌دهند با صرف انرژی کم، مسافت‌های زیادی را طی کند.

شترمرغ می‌تواند سرعتی حدود ۵۰ کیلومتر در ساعت را تا ۳۰ دقیقه حفظ کند و در زمان‌های کوتاه به سرعتی نزدیک به ۷۰ کیلومتر در ساعت برسد.

پا‌های آن به شکل خارق‌العاده‌ای تخصصی شده‌اند. هر پا تنها دو انگشت دارد که باعث کاهش وزن و افزایش بهره‌وری حرکتی می‌شود. همچنین تاندون‌های پا با هر قدم انرژی را ذخیره و آزاد می‌کنند؛ مشابه سازوکاری که در حرکت کانگورو‌ها دیده می‌شود.

به همین دلیل، شترمرغ در هنگام دویدن انرژی بسیار کمی مصرف می‌کند. او به جای تکیه بر شتاب انفجاری، روی استقامت حساب می‌کند.

چرا شترمرغ در یک مسابقه طولانی برنده می‌شود؟

حالا یک مسابقه فرضی را تصور کنید که چندین کیلومتر طول دارد، نه فقط چند صد متر.

در لحظه شروع، یوزپلنگ به سرعت از شترمرغ جلو می‌افتد و ظرف چند ثانیه به سرعتی نزدیک به ۱۰۰ کیلومتر در ساعت می‌رسد. اما پس از حدود نیم دقیقه، شرایط شروع به تغییر می‌کند.

یوزپلنگ مجبور می‌شود سرعت خود را به میزان قابل توجهی کاهش دهد تا بدنش بیش از حد داغ نشود. تعداد تنفس‌هایش افزایش پیدا می‌کند و عضلاتش خسته می‌شوند.

در همین زمان، شترمرغ با سرعتی ثابت به دویدن ادامه می‌دهد و عملکردش افت محسوسی پیدا نمی‌کند. پس از چند دقیقه، احتمال زیادی وجود دارد که شترمرغ از یوزپلنگ خسته و فرسوده عبور کند.

دانشمندان این موضوع را نمونه‌ای از معامله تکاملی (Evolutionary Trade-off) می‌دانند. هیچ حیوانی نمی‌تواند همه ویژگی‌ها را به‌طور هم‌زمان بهینه کند. تکامل هر گونه را مجبور می‌کند روی یک توانایی خاص سرمایه‌گذاری کند.

یوزپلنگ روی سرعت انفجاری سرمایه‌گذاری کرده است و شترمرغ روی استقامت طولانی‌مدت. هر دو راهبرد موفق هستند، اما برای اهداف متفاوت.

درس بزرگی از مهندسی طبیعت

این مقایسه یک نکته مهم را به ما یادآوری می‌کند: سریع‌ترین بودن همیشه به معنای بهترین دونده بودن نیست.

انسان‌ها معمولاً عملکرد ورزشی را با حداکثر سرعت می‌سنجند، اما بسیاری از حیوانات به جای سرعت، روی بهره‌وری انرژی تمرکز کرده‌اند.

پژوهشگران حتی از نحوه حرکت شترمرغ برای طراحی ربات‌های کم‌مصرف و اندام‌های مصنوعی الهام گرفته‌اند. تاندون‌های فنری و الگوی گام‌برداری کارآمد این پرنده می‌تواند به مهندسان در ساخت فناوری‌های آینده کمک کند؛ بنابراین در حالت کلی و اگر بخواهیم مطلب را خلاصه کنیم باید بگوییم اگر مسابقه کوتاه باشد، یوزپلنگ تقریباً شکست‌ناپذیر است. اما اگر مسابقه طولانی شود، شترمرغ به قهرمان میدان تبدیل خواهد شد.