גדול יותר, קטן יותר, איטי יותר

היונק המהיר ביבשה הוא הברדלס. הדג המהיר ביותר בים הוא המפרשן (מרלין). הבז והעקב הם המהירים ביותר באוויר, למרות שאם לא מחשיבים את הצלילות שלהם, שבהן הם נעזרים בכוח הכבידה, אווזים עשויים לעקוף אותם. דבר אחד משותף לבעלי חיים זריזים אלו: הם לא גדולים במיוחד.

היינו עשויים לחשוב שככל שיש ליונק רגליים ארוכות יותר ושרירים גדולים יותר, ככל שיש לציפור כנפיים עוצמתיות יותר ולדג סנפירים רחבים יותר, כך הם ינוע מהר יותר. אך הנתונים מראים שהקשר בין גודל הגוף למהירות אינו קשר ישיר, והמהירים ביותר הם בעלי חיים בגודל בינוני. מחקר חדש מציע הסבר אפשרי לכך, לפיו הכול תלוי בתאוצה.

לכל בעל חיים יש זמן מוגבל בו הוא יכול להאיץ, והמהירות שהוא מגיע אליה בסוף שלב התאוצה היא המהירות המרבית שלו. זמן תאוצה תלוי בסוג מסוים של סיבי שריר, המכונים סיבים מהירים. אלו מכלים במהירות רבה את ה"דלק" שלהם, כלומר את הסוכרים שהם ממירים לאנרגיה, וכשנגמר להם הדלק נגמר גם שלב ההאצה. ככל שיש לבעל החיים יותר סיבים מהירים ויותר דלק, כך ההאצה תמשך זמן רב יותר.

לבעלי חיים גדולים יותר יש שרירים גדולים יותר, ולכן לרוב יהיו להם גם סיבים מהירים רבים יותר. לפי נתונים אלו, בעלי חיים גדולים יאיצו זמן רב יותר ויוכלו להגיע למהירויות גבוהות יותר, וכמו שראינו זה נכון – עד גבול מסוים. מעבר לגבול הזה, המהירות המקסימלית של בעל החיים צונחת שוב. מדוע?

פה נכנס למשוואה המשקל של בעלי החיים. ככל שהגוף כבד יותר, כך ההאצה שלו תהיה איטית יותר. עכבר, למשל, יכול להאיץ רק זמן קצר משום שהשרירים שלו קטנים, אך הוא מאיץ מהר מאוד, ולכן אינו זקוק לזמן ממושך. פיל לעומתו יאיץ במשך זמן רב יותר, אך משום שהוא מאיץ לאט, גם הזמן הממושך שיש לו לא מאפשר לו להגיע למהירות גבוהה במיוחד. הוא עדיין רץ מהר יותר מהעכבר, אך לא מהברדלס, שנמצא בדיוק בנקודת הפשרה: גופו גדול מספיק בשביל שיהיו לו שרירים גדולים וסיבים מהירים רבים, אך קטן מספיק בשביל תאוצה מהירה.

המודל שפיתחו החוקרים ייחודי בכך שהוא עובד על הקרקע, בים ובאוויר: הוא מסביר לא רק מדוע הברדלס מהיר מהפיל, אלא גם למה המרלין מהיר מהכריש והבז מהיר מהנשר. אפשר ליישם אותו אפילו על חיות שנכחדו, ולשער מי היה המהיר מבין הדינוזאורים, למשל. כך הסיקו החוקרים שהוולוסירפטורים הקטנים יחסית היו אכן מהירים יותר (כמשתמע משמם) מהטירנוזואורים הגדולים.

הורג את הטרף בזכות צלילה מהירה לעברו. בז גמדי (Merlin) - אחד העופות המהירים ביותר | צילום: Shutterstock

רצים לאט אבל רחוק

עם זאת, המודל אינו מסביר את ההבדלים במהירות הריצה בין בעלי חיים בגודל דומה. בני אדם אינם שונים בהרבה מברדלס מבחינת המשקל, אבל גם האדם המהיר ביותר לא מגיע ל-45 קמ"ש, בעוד שברדלס ממוצע יכול לעבור את ה-100 קמ"ש. אנו אמנם רצים רק על שתי רגליים, ולא על ארבע, אבל גם היען מסתפק בשתי רגליים וגם הוא עוקף אותנו בקלות.

נראה שאחת הסיבות לכך היא הכמות השונה של סיבים מהירים ואיטיים בשרירים של בעלי חיים שונים. מחקר שהתפרסם לאחרונה הראה שלבני האדם יש כמות גדולה של סיבים איטיים בהשוואה לקרובינו השימפנזים. נראה שבמהלך האבולוציה "ויתרנו" על המהירות תמורת סיבולת טובה יותר: בני אדם אינם מהירים במיוחד, אך הם מסוגלים לרוץ זמן רב, אפילו בתנאים קשים של חום ולחות. אם המרוץ ארוך מספיק, ומזג האוויר חם מספיק, אדם עשוי אפילו לנצח סוס.

כמונו, יש גם בעלי חיים אחרים שהבינו שמהירות היא לא הכול בחיים. הברדלס צד מהמארב, ומסוגל לרוץ במהירות האגדית שלו רק כמה מאות מטרים. טורפים אחרים, כמו הזאבים, נוקטים באסטרטגיה שונה ועשויים לרוץ אחר עדרים במשך ימים לפני שהציד עצמו מתחיל. עבורם, המהירות חשובה פחות מהיכולת לשמור על קצב במשך זמן רב. הדבר נכון גם עבור החיות הניצודות: ארנבים רצים במהירות אך לא מסוגלים לעשות זאת במשך זמן רב, שכן הם מסתמכים על יכולתם לחמוק למאורה בשעת סכנה. צבאים ואנטילופות, לעומתם, לא יכולים לרדת למקום מקלט, והם צריכים לפתח גם סיבולת טובה וגם יכולת לרוץ מהר לטווח קצר, על מנת להתמודד עם שני סוגי הטורפים.

המודל החדש מספק את ההסבר המקיף ביותר שהיה לנו למהירויות השונות של בעלי החיים. הוא בוודאי ישמש כבסיס לחקירות פרטניות יותר, שינסו להבין את התכונות המיוחדות לכל מין, ואת יוצאי הדופן שאינם רצים במהירות "המצופה", כמו המין שלנו עצמנו.