VnReview
Hà Nội

Đã tìm ra công thức tính tốc độ của mọi loài động vật

Nhờ áp dụng một công thức đặc biệt, các nhà nghiên cứu đã có thể tiên đoán được tốc độ tối đa của nhiều loài động vật dựa vào kích thước của chúng.

Chúng ta đều biết, báo Gepa là loài động vật trên cạn nhanh nhất thế giới. Loài báo này có thể đạt tốc độ tối đa lên tới 112,6km/h. Trong khi đó, loài rùa Galápagos có kích thước cũng gần tương đương một con báo, chỉ có tốc độ chạy nhanh nhất đạt 0,273m/h.

Mặc dù nhiều người vẫn lầm tưởng những con vật lớn hơn sẽ di chuyển nhanh hơn do mỗi sải chân đều lớn hơn so với các loài khác. Tuy nhiên các nghiên cứu cứu trước đây đã chỉ ra rằng, loài lớn nhất hoặc nhỏ nhất chưa chắc đã nhanh nhất.

Theo National Geographic, các nhà khoa học đã nghiên cứu nhiều cách để dự đoán tốc độ di chuyển một con vật mà không cần theo dõi chúng di chuyển. Nếu tính toán được, chúng ta thậm chí có thể biết được tốc độ của nhiều loài đã tuyệt chủng như khủng long, thậm chí có thể so sánh tốc độ của những loài bay trên không, chạy trên mặt đất hay bơi dưới nước.

Myriam Hirt, một nhà sinh thái học tại Trung tâm nghiên cứu đa dạng sinh học tại Đức đã cố gắng tìm lời giải cho câu hỏi đó bằng những công thức tính toán.

Hirt cho biết: "Giả định những con voi có tốc độ tối đa lên tới 600km/h, đương nhiên điều đó là phi thực tế". Thực tế một con voi Châu Phi có tốc độ tối đa chỉ 40km/h. Hay loài hươu cao cổ chỉ có thể đạt tốc độ tối đa 60km/h và gấu nâu hay Bắc Cực chỉ có thể chạy tối đa 45km/h.

Sau khi tìm hiểu nhiều dữ liệu về cách di chuyển của các loài động vật, Hirt và các đồng nghiệp, trong đó có Ulrich Brose, một nhà sinh thái học tại ĐH. Göttingen, Đức đã xây dựng mô hình toán học dự đoán tốc độ của các loài động vật.

Công thức toán học là: k=cMd-1

Trong đó: k: là hằng số gia tốc và M: khối lượng cơ thể

Hirt khẳng định: "Tôi đã nhìn thấy một số ví dụ giống nhau, do vậy tôi biết giữa các loài động vật đều có một số điểm chung rất cơ bản". Những điều cơ bản đó hóa chỉ là cách một con vật mất bao lâu để tăng tốc.

Thời gian tăng tốc phụ thuộc vào khối lượng cơ thể của loài động vật, phương thức di chuyển như chạy, bơi hay bay. Động vật thường đạt tốc độ tối đa khi chạy trên những quãng nước rút ngắn, rất ít loài có thể duy trì được trên một quãng đường dài.

Những loài động vật lớn hơn sẽ dễ kiệt sức nhanh hơn trong lúc tăng tốc. Do đó, mặc dù loài lớn hơn đạt tốc độ cao nhất nhanh hơn so với các loài có kích thước nhỏ và nhẹ hơn. Nhưng cũng bởi sớm đạt tốc độ cao nhất trong thời gian ngắn nên những loài động vật to dễ thua và kiệt sức trong các cuộc đua đường dài.

Hai yếu tố này giải thích tới gần 90% sự thay đổi về tốc độ của các loài vật. Đồng thời, kết luận từ nghiên cứu chỉ ra, những loài to nhất không bao giờ đạt được tốc độ chạy lý thuyết, và chúng chưa chắc đã nhanh nhất.

Theo trang Livescience, Hirt đã thử nghiệm mô hình toán học với dữ liệu từ 474 loài động vật có trọng lượng từ 1 gram đến 10 tấn. Kết quả cho thấy độ chính đạt khá cao, lên tới 90%. Trong đó, 10% sai sót có thể do các vấn đề như lỗi đo lường hay nguồn nhiệt cơ thể động vật.

Thực tế, các loài động vật máu nóng thường nhanh hơn một chút so với các loài động vật máu lạnh. Đơn giản bởi chúng có thể hoạt động liên tục bất kể nhiệt độ ngoài trời như thế nào. Tuy vậy mô hình thể hiện sự trái ngược khi áp dụng ở môi trường nước. Các loài máu lạnh tỏ ra nhanh hơn các loài máu nóng khi dưới nước.

Sở dĩ con người không đạt được tốc độ đáng nể như muôn loài, bởi lẽ, con người không có những điều kiện thích nghi hoàn hảo, ví dụ các khớp xương cực kỳ linh hoạt giống của loài báo.

Nghiên cứu không chỉ hữu ích với các nhà sinh vật học, mà còn đối với các nhà cổ sinh vật học. Dựa vào công thức liên quan giữa khối lượng và tốc độ, họ có thể xác định được tốc độ tối đa của những loài sinh vật đã tuyệt chủng trước đây, ví như khủng long chỉ bằng dấu vết và bộ xương của chúng.

Hiện nhóm nghiên cứu đang tiếp tục hoàn thiện cơ sở cho các dự đoán của nhóm, bao gồm việc phân tích các yếu tố như nhiệt độ. Ngoài ra, nhóm cũng muốn kiểm tra xem liệu mô hình trên có thể tiên đoán loài vật nhanh nào sẽ đi săn các loài chậm hơn.

Mai Huyền

Chủ đề khác