研究人員報(bào)告了基本的肌肉速度限制
當(dāng)鳥兒唱歌,蝙蝠回聲,響尾蛇撥浪鼓和蟾魚嗡嗡聲時(shí),他們使用所謂的超快肌肉,這是已知最快的脊椎動(dòng)物肌肉。新的研究表明,這些肌肉已達(dá)到任何脊椎動(dòng)物肌肉可達(dá)到的最大速度。
在所有動(dòng)物中,不同的肌肉類型已經(jīng)發(fā)展到以不同的速度執(zhí)行截然不同的任務(wù)。脊椎動(dòng)物中的速度記錄保持者是所謂的超快肌肉,每秒可以移動(dòng)250次。
“標(biāo)志性的超高速肌肉為響尾蛇和求愛魚的驚人嘎嘎聲提供動(dòng)力,但在過去的幾年里,我們發(fā)現(xiàn)它們還能為快速的回聲定位提供動(dòng)力,這對(duì)于捕食蝙蝠和精致的鳴禽聲樂體操至關(guān)重要,”主要作者說。這項(xiàng)研究的來自佛蒙特大學(xué)的Andrew Mead博士。
“因此,盡管以前認(rèn)為這種極端肌肉在我們身邊很常見,但似乎通常用于控制聲音產(chǎn)生,”該研究的高級(jí)作者兼聲音傳播與行為組負(fù)責(zé)人Coen Elemans博士補(bǔ)充說。南丹麥大學(xué)。該研究發(fā)表在eLife上。
在這項(xiàng)工作中,研究小組研究了所有這些超快肌肉是否使用相同的動(dòng)力來達(dá)到極速,如果他們共享一個(gè)共同的祖先超快肌肉。
“我們表明,所有超高速肌肉都有一定的特殊適應(yīng)性,允許超快速收縮,”米德博士說。
此外,在蟾魚,鳴禽和蝙蝠中發(fā)現(xiàn)的三種最快的肌肉具有幾乎相同的最大速度,這有利于共同的祖先。
“有趣的是,這個(gè)故事反過來說,”埃萊曼斯博士說。“通過觀察運(yùn)動(dòng)蛋白的存在,我們發(fā)現(xiàn)這三種超快肌肉中的每一種都表現(xiàn)出不同的肌肉,強(qiáng)烈支持獨(dú)立血統(tǒng)。”
因?yàn)槌咚偌∪庠谛阅芎蜋C(jī)制上會(huì)聚,它們代表了任何脊椎動(dòng)物肌肉都能達(dá)到的最大速度。
“我們還表明,在鳴禽中,超級(jí)快的肌肉會(huì)隨著年輕的動(dòng)物學(xué)會(huì)唱歌而加速,但我們還不知道這是由于發(fā)育計(jì)劃還是訓(xùn)練。進(jìn)化過極端生理表現(xiàn)的動(dòng)物可以教會(huì)我們很多關(guān)于一般機(jī)制,“埃萊曼斯說。“微調(diào)賽車中的任何技術(shù)故障都很可能會(huì)明顯減慢它的速度,而在功能強(qiáng)大的家用車中同樣的失敗可能并不那么明顯。”
超快肌肉是有趣的,因?yàn)闃O快的肌肉使研究人員能夠更好地了解正常肌肉如何收縮。
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