Los mejores ‘sprinters’ están ya muy cerca de su velocidad óptima
Un equipo interdisciplinario de las universidades de Colonia, Coblenza, Tubinga y Stuttgart ha desarrollado un modelo que tiene en cuenta estas características y puede calcular las velocidades máximas de carrera para animales de cualquier tamaño.
Un modelo basado en las características que determinan la velocidad máxima explica por qué los humanos no pueden seguir el ritmo de los velocistas más rápidos del reino animal.
Siguiendo las reglas de la naturaleza, el modelo establece que los mejores sprinters deportivos humanos están ya muy cerca de su nivel de velocidad óptima.
Muchos mamíferos de cuatro patas pueden alcanzar velocidades de carrera considerablemente más altas que los humanos de dos patas. Los animales perfectamente adaptados al sprint, como los guepardos o los antílopes, se caracterizan por una forma corporal esbelta, patas largas y una columna especialmente móvil para alcanzar velocidades muy altas al correr.
Un equipo interdisciplinario de las universidades de Colonia, Coblenza, Tubinga y Stuttgart ha desarrollado un modelo que tiene en cuenta estas características y puede calcular las velocidades máximas de carrera para animales de cualquier tamaño. Los resultados se publican en el Journal of Theoretical Biology.
En la mítica prueba de los 100 metros lisos que está por disputarse en los Juegos Olímpicos de Tokio, los mejores velocistas pueden alcanzar velocidades de carrera de casi 45 km/h. Eso suena impresionante, pero en realidad no lo es en comparación con el rendimiento en carreras de velocidad en el reino animal. Es solo aproximadamente equivalente a la velocidad máxima de un gato doméstico. Los guepardos pueden correr más del doble de rápido (más de 100 km/h), pero otros animales como los antílopes (90 km/h) o incluso los jabalíes y las liebres (poco menos de 60 km/h) superarían a los velocistas humanos.
El equipo de investigación dirigido por el doctor Michael Günther (Universidad de Stuttgart) investigó los factores físicos y biológicos de los que depende la velocidad máxima de estos animales. En el proceso, los investigadores desarrollaron respuestas integrales a preguntas sobre la importancia del diseño corporal, tales como: «¿Por qué los animales de tamaño mediano alcanzan velocidades máximas naturales?» «¿Qué características principales determinan la velocidad máxima de funcionamiento?» y «¿Qué características establecen límites a la velocidad?»
El núcleo de su trabajo teórico es el equilibrio físico de la fuerza propulsora de la pierna y la resistencia del aire a superar, así como la inercia de los músculos propulsores. Muestran una especie de vía principal para cambiar la forma estructural de los cuerpos de los animales en función del tamaño corporal (alometría) en adaptación a la locomoción rápida impulsada por las piernas. «Esta vía principal describe cómo la forma de un organismo debe cambiar en función del tamaño corporal para lograr una alta velocidad de carrera, y cómo las formas específicas afectan la velocidad máxima que se puede lograr», dijo el doctor Tom Weihmann de la Universidad. del Instituto de Zoología de Colonia.
El ejemplo clásico es el ratón y el elefante. Un ratón del tamaño de un elefante simplemente no sería viable porque sus huesos se romperían por su propio peso. Los elefantes tienen huesos mucho más gruesos y pesados en relación con su peso, así como patas mucho más largas y estiradas. Estas características hacen posible el enorme tamaño de los animales. Sin embargo, los huesos pesados y las patas rectas limitan su velocidad máxima, que es mucho más baja que la de los guepardos, aunque las patas de los elefantes son mucho más largas.
Sin embargo, las velocidades máximas dependen no solo del tamaño sino también de la construcción, como el número de piernas y la movilidad de la columna. Por ejemplo, muchos mamíferos de cuatro patas pueden alcanzar velocidades de carrera mucho más altas que los diseños bípedos, como los humanos y las aves, porque pueden galopar, utilizando los músculos del tronco para la propulsión.
«Sin embargo, si los animales pesan demasiado, incluso los músculos más poderosos no ayudarán porque los músculos más grandes tardan más en contraerse a la velocidad máxima. En consecuencia, el límite de peso por encima del cual las velocidades de carrera comienzan a disminuir nuevamente es de alrededor de 50 kg, bastante cerca del peso promedio de los guepardos y los antílopes, los velocistas más rápidos de nuestro planeta», explicó Weihmann.
El modelo incluso se puede aplicar a criaturas fantásticas. Por ejemplo, la araña gigante Shelob de «El Señor de los Anillos» de Tolkien podría alcanzar una velocidad máxima de unos 60 km / h. En términos de geometría del cuerpo humano, el modelo muestra que los mejores velocistas deportivos ya están muy cerca de su velocidad óptima. aplicaciones como zapatillas especiales para correr o exoesqueletos, que proporcionan palancas de alargamiento o elasticidad adicional, solo piernas más largas o tendones más elásticos permitirían velocidades aún más altas.
