Содержание
почему животное такое быстрое, секрет скорости
Как известно, самые быстрый спринтер в природе – гепард, способный разогнаться свыше 100 км/ч (29 м/с). Он легко обойдет самую быструю борзую, а по скорости разгона посоревнуется с самыми современными спортивными автомобилями. В нашем материале мы ответим на вопрос почему гепард так быстро бегает.
TechInsider
Как бегают гепарды?
Чтобы докопаться до сути, стоит взглянуть на скелет. Гепарды относятся к семейству кошачьих, следовательно, структура его позвоночника полая. В этом и кроется часть разгадки. За счет такого строения спинной хребет гепарда очень подвижный, он позволяет сжимать и растягивать тело. Не стоит забывать и о ногах. Мышца на них сильно развиты, а сами конечности очень длинные. Все это позволяет гепарду очень быстро бегать.
Давайте рассмотрим и «механику» бега гепардов. Во время бега эти животные опираются не на три конечности, как при обычной ходьбе, а на две.
Перемещаются две передние ноги, ими животные отталкиваются. При очень быстром беге гепарды буквально парит над землей — все четыре конечности оказываются в воздухе. Таким прыжком животные преодолевают семь метров разом.
Борзые и гепарды. Собаки бегают быстрее?
Но вот британский исследователь Алан Уилсон (Alan Wilson) заметил, что физические, механические основы таких невероятных способностей гепардов долго оставались совершенно неизвестными. Теперь мы в деталях знаем как бегают гепарды. Интересно другое — сравнение способностей гепардов и борзых. По словам исследователя, гепарды и борзые собаки очень близки по размерам, весу и способу бега — галопу. Однако гепардам удается набирать скорость едва ли не вдвое большую, чем борзым. В чем же их секрет? Уилсон с коллегами решили разобраться, в чем тут дело.
Эксперименты проводились в зоопарке ZSL Whipsnade, крупнейшем в Великобритании, где была смонтирована специальная установка: под почву на предстоящей траектории движения кошек устанавливались датчики давления.
Для съемок использовались параллельно четыре камеры, способные делать до 1000 кадров в секунду. Осталось раздразнить хищника приманкой — свежей курятиной, прикрепленной к движущейся платформе — и фиксировать информацию о том, как гепард бегает за добычей. Аналогичные опыты ученые поставили и с борзыми собаками.
Сразу обнаружилось, что специально тренированные борзые сумели развить даже большую скорость, чем гепарды — до 19 м/с против 17,8 м/с. Само по себе это не слишком странно, ведь борзые были хорошо тренированы, а гепарды были уже не первым поколением, рожденным и выращенным в неволе. Главное — что эксперименты позволили ясно увидеть различия в механике бега между этими хищными кошками и борзыми и объяснить, почему гепарды так быстро бегают.
При равной скорости бега длина шага гепарда немного больше, чем у борзой, хотя это компенсируется несколько более низкой частотой шага. Набирая скорость, гепард ускоряет шаги, от 2,4 шага в секунду при 9 м/с до 3,2 шага при 17 м/с.
Борзая поступает ровно наоборот: сохраняя частоту шагов постоянной (3,5 шага в секунду), она, ускоряясь, увеличивает их длину. По мнению ученых, в дикой природе гепард способен ускориться частоту до 4 шагов в секунду, что при небольшом удлинении шага и позволяет им набирать поразительные 29 м/с.
По сообщению The Journal of Experimental Biology
чемпион мира по торможению – DW – 01.07.2013
Бегущий гепардФото: Fotolia/photobar
Владимир Фрадкин
1 июля 2013 г.
То, что гепард — самое быстрое на Земле животное, известно давно. Считалось, что скорость — главный козырь этого хищника на охоте. Но теперь британские ученые выяснили, что все гораздо сложнее.
https://p.dw.com/p/18xyH
Реклама
Гепард — самое быстрое наземное животное на нашей планете. Этот хищник способен развивать скорость более ста километров в час, причем на то, чтобы разогнаться с 0 до 75 километров в час, ему достаточно двух секунд.
Такими показателями может похвастаться далеко не каждый спортивный автомобиль. Никаким борзым собакам, никаким спортивным лошадям за гепардами не угнаться (и от гепардов не удрать). Поэтому до сих пор зоологи исходили из убеждения, что именно столь невероятная скорость бега и является главным преимуществом гепарда на охоте. Однако строго научной проверке, тем более в условиях дикой природы, эта гипотеза никогда не подвергалась. Да и вообще об атлетических способностях этих представителей семейства кошачьих, за исключением спринтерских, ученые знали мало.
Высокотехнологичные ошейники
И вот теперь британские исследователи восполнили этот пробел. Алан Уилсон (Alan Wilson), профессор Королевского ветеринарного колледжа в Хатфилде, и группа его коллег отправились на юг африканского континента, в Ботсвану, отловили к востоку от дельты Окаванго пятерых гепардов и надели на них специальные высокотехнологичные ошейники. «Эти ошейники — результат разработки, на которую у нас ушло десять лет, — поясняет профессор Уилсон.
— Нам удалось интегрировать в них уйму сенсоров. Это и датчики GPS, и измерители момента инерции, и датчики ускорения, и гироскопы, и магнитометры, чтобы отслеживать пространственное положение тела гепарда в режиме реального времени. Все эти параметры мы измеряем 300 раз в секунду, поэтому знаем и местонахождение животного в любой момент, и направление его движения, и скорость. С помощью этих параметров можно вычислить, и какую мощность зверь развивает, и каково сцепление его лап с грунтом, и вообще какие силы там действуют».
Главное — не скорость, а маневренность
Исследователи следили за перемещениями «своих» гепардов из автомобиля и из легкомоторного самолета. Предварительно в этих транспортных средствах были установлены специальные радиоприемники, которые регистрировали сигналы, посылаемые чудо-ошейниками.
Такое наблюдение, продолжавшееся 17 месяцев, позволило узнать о поведении, приемах охоты и физических возможностях гепардов много нового, интересного и даже неожиданного.
Результаты работы опубликованы в журнале Nature. Профессор Уилсон говорит: «К нашему изумлению, оказалось, что в дикой природе гепарды охотятся вовсе не на максимальной скорости. Хоти они действительно развивали иногда скорость свыше 90 километров в час, но лишь на очень коротких дистанциях, в среднем длиной 173 метра, лишь на очень короткое время, в среднем 1-2 секунды, и лишь очень редко, 1-2 раза в день. Средняя же скорость бега гепардов на охоте — чуть больше 50 километров в час. Очевидно, гораздо важнее для них не скорость по прямой, а верткость, маневренность, способность мгновенно менять направление, ускорять движение и тормозить».
Сцепление лап с грунтом лучше, чем у автопокрышек
Действительно, гепарды не только разгоняются быстрее всех прочих наземных животных, но и резче всех тормозят, вдвое превосходя занимающих по этому показателю второе место поло-пони — специально тренированных лошадей для игры в конное поло. Если максимальное ускорение гепарда, измеренное британскими учеными, составляет 5,5 метров в секунду в квадрате, то максимальное торможение — 7,5 метров в секунду в квадрате.
Один из инструментов, обеспечивающих гепардам такую способность — это их когти: они лишь частично втяжные, что для кошачьих не характерно, и обеспечивают надежный контакт с грунтом при резких маневрах.
«Кроме того, гепарды обладают чрезвычайно гибким позвоночником, который позволяет им правильно распределять нагрузку на тело, так что и при самых немыслимых поворотах и виражах земли касаются все четыре лапы, — говорит профессор Уилсон. — Сцепление лап с грунтом у гепардов лучше, чем у любой автомобильной шины. И еще конечно, очень важную роль играет мускулатура: мышцы лап гепарда, составляющие, кстати, 45 процентов массы всего его тела, обладают невероятной силой. Самый быстрый из «наших» гепардов развивал в момент максимального ускорения мощность до 100 ватт на килограмм массы тела. Для сравнения: у ямайского спортсмена Усейна Болта, многократного олимпийского чемпиона и чемпиона мира по бегу на короткие дистанции, этот показатель в четыре раза скромнее».
Лишь четверть погонь приносит успех
Еще одну неожиданность выявило сравнение GPS-данных, полученных с помощью ошейников, с данными геоинформационной системы Google Планета Земля.
Оказалось, что гепарды охотятся не только на открытой местности, как считалось раньше, но и в густом кустарнике. Там уж им точно для успеха нужна не скорость, а верткость. А спринтерские рекорды — это лишь один из элементов их охотничьей стратегии.
Впрочем, не следует забывать, что успех сопутствует гепардам лишь в каждой четвертой погоне за добычей, то есть три раза из четырех хищник остается ни с чем. И это — обратная сторона его спринтерских достижений: при максимальной скорости свыше 90 километров в час минимальный радиус разворота гепарда, при котором центробежная сила не выбросила бы его с виража, составляет 52 метра. И даже при вдвое меньшей скорости этот радиус все еще неприемлемо велик — почти 20 метров. Вот тут-то хищнику и необходимо его умение резко тормозить: всего за три шага он может сбросить скорость настолько, что радиус разворота снижается до одного метра.
Написать в редакцию
Реклама
Пропустить раздел Еще по теме
Еще по теме
Показать еще
Пропустить раздел Топ-тема
1 стр.
из 3
Пропустить раздел Другие публикации DW
На главную страницу
Что делает гепарда таким быстрым?
Написано Thomson Safaris
Зрелище бегущего на полной скорости гепарда — искусство; анатомия и телосложение, обеспечивающие его скорость и ловкость, — это генная инженерия в лучшем виде. Гепард может разгоняться от 0 до 60 миль в час за 3 секунды, что делает его самым быстрым наземным животным на планете. Да, даже быстрее, чем Усэйн Болт. Как и Болт, гепард является спринтером, а не бегуном на длинные дистанции, и может развивать высокую скорость только короткими рывками из-за огромного расхода своих энергетических ресурсов. Гепарду может потребоваться до 30 минут, чтобы прийти в себя после погони.
Так как же эта большая кошка может разогнаться быстрее, чем Феррари? Внешне гепард — самая стройная из больших кошек; его легкое тело (весом около 80-140 фунтов), маленькая голова и длинные ноги рассчитаны на аэродинамику.
Конструктивно гепард имеет уникальный гибкий позвоночник, который позволяет сильно сгибаться и разгибаться при беге на максимальной скорости. При сгибании позвоночника, когда ноги кошки находятся прямо под ее телом, лопатка и бедро могут поворачиваться под таким экстремальным углом, что передние и задние ноги гепарда перекрываются. Чтобы достичь разгибания, позвоночник распрямляется, как пружина, расталкивающая ноги гепарда; именно на этой части походки гепард может достигать шагов до 25 футов. Наконец, гепард оснащен тупыми полуубирающимися когтями, которые функционируют аналогично футбольным бутсам. Поскольку его когти никогда не втягиваются полностью, как у других крупных кошек, они всегда готовы обеспечить мощное сцепление с землей.
Посмотрите это новое видео National Geographic, демонстрирующее чистую, потрясающую красоту гепарда, бегущего на максимальной скорости.
Наблюдение за походкой гепарда в замедленном темпе позволяет легко обнаружить динамику гибкого позвоночника.
Вы заметите, что только одна нога все время соприкасается с землей, а взгляд гепарда неуклонен — он сосредоточен на своей добыче. Когти видишь? В отличие от других больших кошек, они втягиваются лишь частично. Смотрите до конца, чтобы получить дополнительные закулисные кадры.
Создание для скорости имеет свою цену. Их легкие тела и тупые когти не могут сравниться с силой и агрессией других хищников, таких как львы или леопарды. Если ему придется защищать себя или убить, гепард будет использовать защиту от полета, а не сражаться. Это один из многих факторов, бросающих вызов самкам гепардов, которые самостоятельно выращивают своих детенышей. Только 10% детенышей гепарда, выращенных в Серенгети, доживают до зрелости из-за плотной популяции хищников.
Как и другие дикие животные, гепарды сталкиваются с препятствиями, такими как потеря среды обитания и конфликты между людьми. Усилия по сохранению, такие как Инициатива больших кошек и National Geographic, запустили кампанию «Вызовите шум», чтобы помочь большим кошкам во всем мире.
Настройтесь на Nat Geo Wild, чтобы не пропустить начало Недели больших кошек в воскресенье, 9 декабря.
Путеводитель по гепардам: максимальная скорость и другие факты | Журнал BBC Wildlife
Гепарды — это автомобили Формулы-1, созданные природой. Они считаются самыми быстрыми млекопитающими в мире и идеально приспособлены для бега и погони за добычей. Эти плотоядные большие кошки чаще всего встречаются в засушливых саваннах и лугах Африки, но утрата и фрагментация среды обитания, а также сокращение добычи представляют серьезную угрозу для их выживания.
Прочтите наше экспертное руководство, чтобы найти ответы на все вопросы о гепардах, в том числе о том, что они едят, в чем разница между львом и гепардом и где они живут в дикой природе.
Как быстро может бегать гепард?
Гепарды — самые быстрые животные в мире, развивающие скорость до 120 км/ч или 75 миль в час. Они не только быстрые, но и обладают потрясающим ускорением. Исследователи обнаружили, что они могут увеличить свою скорость на 10 км/ч за один шаг.
Подобно гоночной машине млекопитающих, гепарды до предела растянули стандартный кошачий план тела, и они невероятно легки на ноги. Взрослые самцы в среднем весят 41-45 кг, а самки всего 36-37 кг.
В сочетании со способностью менять направление скорость является важной частью их охотничьей стратегии и позволяет им уничтожать газелей, которые извиваются в попытке убежать.
Обратите внимание, что внешние видео могут содержать рекламу:
Как БЫСТРО может бегать гепард Рэйчел? Ⓒ BBC
Как гепарды так быстро бегают?
Вот пять скоростных телесных приспособлений гепарда:
1. Длинный хвост
При росте 60-90 см мускулистый хвост составляет половину длины головы и тела. Он действует как противовес, помогая маневрировать на высокой скорости.
Гепард преследует газель Томсона. © James Warwick/Getty
2. Гибкий позвоночник
Исключительно длинный позвоночный столб обладает удивительной гибкостью, а при сгибании и выпрямлении увеличивается длина шага.
3. Большие легкие
Для быстрой доставки кислорода к работающим мышцам увеличены все дыхательные пути. Во время спринта кошка делает 150 вдохов в минуту, по сравнению с 60 в состоянии покоя.
4. Лапы и когти
Захват усиливается за счет уменьшения перепонок на пальцах, поэтому пальцы широко расставлены, а также за счет отсутствия когтей, что означает, что они торчат, как шипы для бега, даже если они убраны.
5. Длинные ноги
По сравнению с другими кошками все кости ног вытянуты. Большеберцовая кость и малоберцовая кость также слиты, чтобы обеспечить большую устойчивость на скорости, хотя это мешает лазанию.
Самка гепарда показывает зубы. © Lillian King/Getty
Где живут гепарды?
До 20-го века гепардов можно было встретить на большей части территории Африки и Ближнего Востока, но за последние 100 лет мировая популяция гепардов сократилась на ошеломляющие 90 процентов. Одна треть обитает на юге Африки, а небольшая популяция азиатских гепардов (около 50 особей) обитает в Иране — единственной стране, где этот подвид все еще существует. Ученые, работавшие над их защитой, были обвинены в шпионаже и заключены в тюрьму. По данным Международного союза охраны природы (МСОП), в дикой природе осталось около 6700 гепардов, и этот вид классифицируется как уязвимый.
Обратите внимание, что внешние видео могут содержать рекламу:
Гепарды — невероятные хищники! Дикие файлы с Мэдди Моат Ⓒ BBC Earth
Что едят гепарды?
Гепарды будут охотиться на мелкую добычу, такую как кролики и дикие птицы, а также использовать свою скорость, чтобы поймать более крупную добычу, такую как газель, импала, пуку и бородавочники. Если они охотятся группами, то могут охотиться и на более крупных копытных (копытных).
Еще
Высокий лоб и видоизмененные челюсти позволяют задушить добычу, словно тиски. Короткие острые клыки предназначены для того, чтобы прокалывать мясо, а не перерезать спинной мозг, как у крупных кошек.
Обратите внимание, что внешние видео могут содержать рекламу:
Гепарды охотятся на молодую импалу. Первое убийство Ⓒ BBC Earth
В чем разница между леопардом и гепардом?
Гепарды принадлежат к семейству Acinonyx и являются единственным живым видом в этом семействе, тогда как леопарды принадлежат к семейству Panthera, вместе с тиграми, львами и ягуарами. В отличие от гепардов, которые водятся только в Африке и Иране, леопарды водятся в Африке, Средней Азии, Индии и Китае. Визуально наиболее очевидным отличительным признаком является их рисунок шерсти — хотя на первый взгляд кажется, что у них обоих есть пятна, у леопарда есть «розетки» (розообразные отметины), а у гепарда сплошные круглые пятна. Леопарды также крупнее и не имеют заметных черных «пятен от слез», идущих от уголков глаз вниз по морде.
Самка гепарда и два ее мальчика в Масаи Мара, Кения. Обратите внимание на круглые пятна и черные линии «слезных пятен» под глазами. © Vicki Jauron, Babylon and Beyond Photography/Getty
Леопард хвастается не пятнами, а розетками на своей шерсти в Национальном парке Яла, Шри-Ланка. © Andy Rouse/Getty
Как называется детеныш гепарда?
Детенышей гепарда просто называют детенышами! Самка рожает от двух до восьми детенышей и оставляет их в возрасте 16-24 месяцев. Продолжительность жизни около 7 лет.
Обратите внимание, что внешние видео могут содержать рекламу:
Детеныши гепарда получают ценный урок охоты… Ⓒ BBC
Гепард рождается пятнистым?
Гепарды рождаются с пятнами, и рисунок — такой же уникальный для каждого человека, как отпечатки пальцев для человека — остается неизменным на протяжении всей жизни.
Детеныш при рождении довольно темный, с пучками серебристо-серого меха вдоль спины, помогающими ему сливаться с высокой травой. Эта мантия теряется примерно с трех месяцев.
Первоначально этот вопрос и ответ был опубликован в журнале BBC Wildlife , и на него ответила Сара Макферсон.
Семья гепардов в заповеднике Масаи Мара.