Mengapa Bahkan Manusia Tercepat Tidak Dapat Berlari Lebih Cepat dari Kucing Rumah Anda


Akhir pekan ini, pelari tercepat di planet ini berkumpul di Olimpiade Tokyo untuk bersaing memperebutkan emas di lari 100 meter. Lamont Marcell Jacobs melintasi garis finis dalam 9,80 detik untuk membawa Italia emas pertama di acara tersebut. Di nomor putri, Jamaika meraih emas, perak, dan perunggu—sapu bersih yang dipimpin oleh Elaine Thompson-Herah, yang memecahkan rekor Olimpiade putri berusia 33 tahun dengan catatan waktu 10,61 detik.

Tapi tak satu pun dari mereka bisa menyentuh warisan peraih medali emas Olimpiade delapan kali Jamaika Usain Bolt, yang pensiun pada 2017 tetapi masih membanggakan gelar manusia tercepat yang hidup. Bolt berlari 100 meter dalam waktu 9,58 detik. Memaksimalkan kecepatan sekitar 27 mil per jam, itu hanya di bawah kecepatan tertinggi kucing rumahan. (Ya, kucing rumahan.) Dalam perlombaan melawan cheetah dan pronghorn, hewan tercepat di dunia, Bolt tidak akan punya peluang.

Anda mungkin berpikir seberapa cepat seekor hewan dapat berlari tergantung pada ukuran ototnya: lebih banyak kekuatan, lebih banyak kecepatan. Meskipun itu benar sampai batas tertentu, seekor gajah tidak akan pernah berlari lebih cepat dari seekor kijang. Jadi apa yang sebenarnya menentukan kecepatan maksimum?

Baru-baru ini, sekelompok ilmuwan yang dipimpin oleh ahli biomekanik Michael Günther, yang kemudian berafiliasi dengan Universitas Stuttgart, berangkat untuk menentukan hukum alam yang mengatur kecepatan lari maksimum di dunia hewan. Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan minggu lalu di Jurnal Biologi Teoritis, mereka menghadirkan model kompleks yang mempertimbangkan ukuran, panjang kaki, kepadatan otot, dan banyak lagi untuk menemukan elemen desain tubuh mana yang paling penting untuk mengoptimalkan kecepatan.

Penelitian ini memberikan wawasan tentang evolusi biologis hewan berkaki dan gaya berjalannya, dan dapat digunakan oleh para ahli ekologi untuk memahami bagaimana kendala kecepatan pada pergerakan hewan menginformasikan populasi, pemilihan habitat, dan dinamika komunitas pada spesies yang berbeda. Bagi para ahli robotik dan insinyur biomedis, mempelajari tentang struktur tubuh yang optimal dari alam untuk kecepatan dapat lebih meningkatkan desain mesin berjalan bipedal dan prostetik.

“Ini tentang memahami alasan evolusi, dan mengapa serta bagaimana evolusi membentuk tubuh,” kata Günther tentang tujuan proyek tersebut. “Jika Anda mengajukan pertanyaan ini secara mekanis, maka Anda benar-benar dapat menambah pemahaman tentang bagaimana desain bodi dibentuk oleh persyaratan evolusi—misalnya, menjadi cepat.”

Pekerjaan sebelumnya di bidang ini, yang dipimpin oleh Myriam Hirt dari Pusat Penelitian Keanekaragaman Hayati Integratif Jerman, menemukan bahwa kunci kecepatan berkaitan dengan metabolisme hewan, proses di mana tubuh mengubah nutrisi menjadi bahan bakar, yang jumlahnya terbatas. disimpan dalam serat otot untuk digunakan saat berlari. Tim Hirt menemukan bahwa hewan yang lebih besar kehabisan bahan bakar ini lebih cepat daripada hewan yang lebih kecil, karena mereka membutuhkan lebih banyak waktu untuk mempercepat tubuh mereka yang lebih berat. Ini dikenal sebagai kelelahan otot. Ini menjelaskan mengapa, secara teoritis, manusia bisa berlari lebih cepat dari Tyrannosaurus rex.

Tapi Günther dan rekan-rekannya skeptis. “Saya pikir kita mungkin bisa memberikan penjelasan lain,” katanya, yang hanya menggunakan prinsip-prinsip fisika klasik untuk menjelaskan kendala kecepatan. Jadi mereka membangun model biomekanik yang terdiri dari lebih dari 40 parameter berbeda yang berkaitan dengan desain tubuh, geometri lari, dan keseimbangan gaya bersaing yang bekerja pada tubuh.

“Ide dasarnya adalah bahwa dua hal membatasi kecepatan maksimum,” kata Robert Rockenfeller, seorang matematikawan di Universitas Koblenz-Landau yang ikut menulis penelitian ini. Yang pertama adalah hambatan udara, atau tarikan, gaya berlawanan yang bekerja pada setiap kaki saat mencoba mendorong tubuh ke depan. Karena efek gaya hambat tidak bertambah dengan bertambahnya massa, ini adalah faktor yang mendominasi kecepatan pembatasan pada hewan yang lebih kecil. “Jika Anda sangat berat, Anda akan berlari sangat cepat, menurut hambatan udara,” kata Rockenfeller.

Diposting oleh : joker123