В то время как скорость является приоритетом для любого животного, пытающегося убежать от хищника или избежать падения, новое исследование ученых Университета Саймона Фрейзера показывает, что даже самые быстрые рефлексы среди всех животных удивительно медленные.
«Животные, такие маленькие, как землеройки, и такие большие, как слоны, состоят из одних и тех же строительных блоков нервов и мышц», - говорит Макс Донелан, профессор биомедицинской физиологии и кинезиологии (BPK) и директор Лаборатории локомоции SFU.. «Мы стремились понять, как эти строительные блоки устроены у животных разного размера и как это ограничивает их производительность."
Исследование опубликовано сегодня в Proceedings of the Royal Society B.
Поскольку жизнь животного может зависеть от того, насколько быстро оно может воспринимать раздражители и реагировать на них, команда исследователей решила количественно оценить скорость самого быстрого рефлекса, связанного с передвижением наземных млекопитающих, у животных размером от крохотной землеройки. массивным слонам.
«Неудивительно, что мы обнаружили, что у крупных животных рефлексы занимают намного больше времени - примерно в 17 раз дольше, чем у их самых маленьких собратьев», - говорит научный сотрудник SFU Хизер Мор. «Что было для нас более интересно, так это то, что эти задержки в основном компенсируются временем движения, которое также увеличивается с ростом размера - относительная задержка у слона всего в два раза больше, чем у землеройки, что ставит крупных животных лишь в небольшое невыгодное положение».
More говорит, что их результаты имеют значение для всех животных, независимо от их размера. «При быстром беге все животные сталкиваются с проблемой длительного времени реакции, которое составляет почти все их доступное время движения - даже самый быстрый рефлекс для контроля бега удивительно медленный. Она добавляет: «Если маленькое животное во время бега засовывает ногу в яму, ему едва хватает времени, чтобы скорректировать движение, пока нога находится на земле, а у крупного животного нет времени вообще - оно должно дождитесь следующего шага."
More рассматривает эти задержки в контексте: «Один компонент времени отклика, задержка нервной проводимости, особенно велик у крупных животных. По сравнению с искусственными системами орбитальному спутнику требуется меньше времени, чтобы отправить сигнал на Землю. чем спинной мозг слона посылает сигнал его голени».
Задержка другого компонента - время прохождения нервным импульсом одного синапса в спинном мозге - относительно велико у мелких животных и относительно коротко у крупных животных. «Эта синаптическая задержка является одним из показателей времени на обдумывание - поэтому у крупных животных есть много времени, чтобы подумать о том, как реагировать на нарушение, в то время как у мелких животных его нет».
Исследователи говорят, что это означает, что маленькие и большие животные, вероятно, по-разному компенсируют свои относительно медленные рефлексы.«Мы подозреваем, что маленькие животные полагаются на префлексивный контроль, когда их тела устроены таким образом, что они могут отвергать такие беспокойства, как шаг в яму, без вмешательства со стороны своей нервной системы», - говорит Донелан..
"С другой стороны, крупные животные могут больше полагаться на предсказания, чтобы заранее обдумать последствия своих движений и соответствующим образом приспособиться."
Лаборатория Донелана уже проводила предыдущие исследования передвижения слонов, жирафов и даже кенгуру. Основатель Bionic Power и один из первых изобретателей бионического сборщика энергии, его исследования на протяжении многих лет привлекали международное внимание.