Создан первый дышащий лёгочный чип из генетически идентичных клеток человека

Учёные из Института Фрэнсиса Крика совместно с биотехнологической компанией AlveoliX разработали первую в мире модель «лёгкого-на-чипе», полностью соз...

О чём говорит моргание: как движения век выдают уровень нашей концентрации

Моргание — привычное и, на первый взгляд, малозаметное действие, которое помогает поддерживать чёткость зрения и увлажнять глаза. Однако современные и...

Социальная изоляция ускоряет старение мозга: учёные нашли прямую связь

Учёные из Университета Сент-Эндрюс в Шотландии пришли к выводу, что социальная изоляция напрямую влияет на ускоренное снижение когнитивных функций в п...

Мини-сердце размером с чечевицу: ученые создали органоид, который воспроизводит фибрилляцию предсердий

Фибрилляция предсердий (A-fib) — одно из самых распространенных нарушений сердечного ритма: по оценкам, с ним живут около 60 миллионов человек по всем...

Нанотехнологии усилили действие химиопрепарата в 20 000 раз без побочных эффектов

Учёные из Северо-Западного университета (Northwestern University, США) представили прорыв в лечении рака: они сумели превратить распространённый химио...

Почему современные люди — идеальный размер для скорости

Почему современные люди — идеальный размер для скоростиСамое быстрое животное на суше — гепард, способный развивать скорость до 104 км/ч. В воде лидируют желтоперый тунец и вау, достигая 75 и 77 км/ч, соответственно. В воздухе титул самой быстрой птицы в горизонтальном полете (не считая пикирования) принадлежит стрижам-белогорлым иглохвостам, которые могут лететь со скоростью более 112 км/ч.

Что объединяет этих быстрых животных? Все они имеют средний размер для своего класса — ни слишком большие, ни слишком маленькие. Это кажется парадоксом: чем больше масса животного, тем длиннее его конечности, но даже самые длинные ноги, как у слонов, не делают их быстрыми.

Мои коллеги и я сделали важный шаг к разгадке этого феномена. С помощью виртуальной модели тела человека мы исследовали движения конечностей и мышц, чтобы понять, что ограничивает скорость. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

От человека размером с мышь до гиганта

С начала 2000-х ученые разрабатывают OpenSim — виртуальную модель тела человека с точной анатомией костей, мышц и сухожилий. Этот проект используется для изучения движений человека, моделирования эффекта упражнений и оценки последствий хирургических операций на мягких тканях.

В 2019 году бельгийские исследователи создали симуляцию, основанную на физике, где модели было дано задание двигаться с определенной скоростью. Модель сама определяла, какие мышцы активировать для ходьбы или бега с заданной скоростью.

Мы пошли дальше и уменьшили модель до размера мыши, а затем увеличили до размеров слона. Это позволило выяснить, при каком весе модель может двигаться быстрее всего.

Оптимальная масса для скорости

Наши исследования дали интересные результаты. Модель весом 2000 кг не могла двигаться, как и модель весом 1000 кг. Самая большая движущаяся модель весила 900 кг, что предполагает, что для передвижения человеческому телу нужен предел массы. Самой быстрой же оказалась модель весом около 47 кг — как у среднего гепарда.

Причина кроется в мышечной силе. Для увеличения скорости требуется более сильное отталкивание от земли. Однако у крупных моделей мышцы были ограничены своей способностью создавать усилие: их рост по массе превышал рост по площади поперечного сечения, что делало мышцы относительно слабее. В итоге, чем крупнее модель, тем меньше её мышцы могли разгоняться, что и замедляло её.

Эти выводы помогают понять, почему современные люди, находясь в среднем диапазоне массы, идеально приспособлены для скорости.


Комментарии:

Оставить комментарий

Как сделать дружеские отношения романтич..

Так получилось, что ваш друг считает ваши взаимоотношения чисто приятельскими, а вам он небезразличен как мужчина, и вы хотели бы перевести подробнее

Вороны знают язык жестов..

Ученые-биологи выяснили, что черные вороны могут общаться не только посредством звуковых сигналов, но и с помощью жестов. Эта способность ... подробнее

Найдены причины возникновения нарушений ..

В процессе своей эволюции человек получил много “наград” от природы. Одной из них является прямохождение, что кардинально отличает человека подробнее

Все замечания и пожелания присылайте на info@greenrussia.ru.
Зеленая Россия – портал для дачников России. Все права защищены и охраняются законом. © 2007 - 2026.

При использовании материалов сайта, активная ссылка на www.greenrussia.ru обязательна.