Os animais mais rápidos não são elefantes grandes nem formigas minúsculas, mas sim de tamanho intermediário, como as chitas (Acinonyx jubatus). Por que a velocidade da corrida rompe com os padrões regulares que governam a maioria dos outros aspectos da anatomia e do desempenho animal?
Novas pesquisas sugerem que não há um limite para a velocidade máxima de corrida, como se pensava anteriormente, mas dois: quão rápido e quão longe os músculos se contraem; a velocidade máxima que um animal pode atingir é determinada pelo limite alcançado primeiro – e esse limite é ditado pelo tamanho do animal.
“A chave para o nosso modelo é compreender que a velocidade máxima de corrida é limitada tanto pela rapidez com que os músculos se contraem, como também pelo quanto eles podem encurtar durante uma contração”, disse o professor Christofer Clemente, pesquisador da Universidade de Sunshine Coast e a Universidade de Queensland.
“Animais do tamanho de uma chita existem em um ponto ultimate físico de cerca de 50 kg, onde esses dois limites coincidem. Esses animais são consequentemente os mais rápidos, atingindo velocidades de até 105 km por hora (65 mph).”
O primeiro limite, denominado “limite da capacidade de energia cinética”, sugere que os músculos dos animais mais pequenos são restringidos pela rapidez com que conseguem contrair-se.
Como os animais pequenos geram grandes forças em relação ao seu peso, correr para um animal pequeno é um pouco como tentar acelerar em marcha baixa ao pedalar ladeira abaixo.
O segundo limite, denominado “limite de capacidade de trabalho”, sugere que os músculos dos animais maiores são restringidos pela medida em que os seus músculos conseguem contrair-se.
Como os animais grandes são mais pesados, seus músculos produzem menos força em relação ao seu peso, e correr é mais parecido com tentar acelerar ao subir uma colina em alta velocidade.
“Para animais grandes, como rinocerontes ou elefantes, correr pode parecer como levantar um peso enorme, porque os seus músculos são relativamente mais fracos e a gravidade exige um custo maior”, disse o Dr. Peter Bishop, investigador da Universidade de Harvard.
“Como resultado de ambos, os animais eventualmente têm que desacelerar à medida que crescem.”
Para testar a precisão do seu modelo, os autores compararam as suas previsões com dados sobre a velocidade e o tamanho dos animais terrestres recolhidos em mais de 400 espécies, desde grandes mamíferos, aves e lagartos até pequenas aranhas e insectos.
O modelo previu com precisão como as velocidades máximas de corrida variam com o tamanho do corpo para animais que diferem em mais de 10 ordens de grandeza na massa corporal – desde pequenos ácaros de 0,1 miligrama até elefantes de seis toneladas.
Suas descobertas lançam luz sobre os princípios físicos por trás de como os músculos evoluíram e podem informar projetos futuros de robôs que correspondam à capacidade atlética dos melhores corredores de animais.
Além de explicar a rapidez com que os animais podem correr, o novo modelo também pode fornecer pistas críticas para a compreensão das diferenças entre grupos de animais.
Répteis grandes, como lagartos e crocodilos, são geralmente menores e mais lentos que os grandes mamíferos.
“Uma possível explicação para isso pode ser que os músculos dos membros representam uma porcentagem menor do corpo dos répteis, em termos de peso, o que significa que eles atingem o limite de trabalho com um peso corporal menor e, portanto, precisam permanecer pequenos para se moverem rapidamente”, disse o Dr. Taylor Dick, pesquisador da Universidade de Queensland.
Combinado com dados de espécies modernas, o modelo da equipa também previu que animais terrestres com peso superior a 40 toneladas seriam incapazes de se mover.
O mamífero terrestre mais pesado vivo hoje é o elefante africano, com cerca de 6,6 toneladas – mas alguns dinossauros terrestres, como o Patagotitan, provavelmente pesavam muito mais de 40 toneladas.
“Isso indica que devemos ser cautelosos ao estimar a anatomia muscular de animais extintos a partir de dados de animais não extintos”, disseram os pesquisadores.
“Em vez disso, os dados indicam que gigantes extintos podem ter desenvolvido anatomias musculares únicas, o que justifica mais estudos.”
“Nosso estudo levanta muitas questões interessantes sobre a fisiologia muscular tanto de animais extintos quanto daqueles que estão vivos hoje, incluindo atletas humanos”, disse o Dr. David Labonte, pesquisador do Imperial School London.
“As restrições físicas afetam os animais nadadores e voadores tanto quanto os animais que correm – e desbloquear esses limites é o próximo passo na nossa agenda.”
Um artigo sobre as descobertas foi publicado na revista Nature Communications.
Citação:
D. Labonte et al. 2024. Semelhança dinâmica e alometria peculiar da velocidade máxima de corrida. Nat Commun 15, 2181; doi: 10.1038/s41467-024-46269-w
Esse artigo foi publicado pela primeira vez pela Sci-Information em 12 de março de 2024. Imagem principal: A chita (Acinonyx jubatus).
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