سریع ترین حیوان دنیا کدام است؟ رکوردهای شاهین بحری، یوزپلنگ و بادخورک - افق بسطام

دنیای طبیعت همیشه صحنه رقابتی بی رحمانه برای بقاست که در آن، صدم ثانیه ها مرز میان مرگ و زندگی را مشخص می نمایند. دانشمندان علوم زیست شناسی و جانورشناسی در سراسر دنیا شگفت زده تکامل اندام هایی هستند که به بعضی موجودات اجازه می دهد بر محدودیت های فیزیکی آیرودینامیک و هیدرودینامیک غلبه نمایند. همان گونه که شگفتی های زمین شناسی را در عناوینی چون بزرگترین آتشفشان دنیا آنالیز کردیم، در پهنه زیست شناسی نیز رکوردهای ثبت شده به وسیله حیوانات دست کمی از پدیده های کیهانی نظیر شفق قطبی چگونه تشکیل می گردد ندارند.

جدول رده بندی 10 حیوان سریع دنیا در سه قلمرو هوا، خشکی و آب

سرعت حیوانات بر اساس محیط زندگی و نحوه حرکت سنجیده می گردد. جدول زیر رده بندی دقیق سریع ترین موجودات زنده کره زمین را بر پایه داده های رسمی انجمن نشنال جئوگرافیک و رکوردهای گینس به نمایش می گذارد:

شاهین بحری؛ موشک راهنمایی شونده آسمان ها

شاهین بحری نه تنها سریع ترین پرنده، بلکه سریع ترین موجود در تمام رده های حیات است. رکورد سرعت این پرنده شکاری در یک مانور شیرجه با راهنمایی متخصصان دانشگاه بوستون به عدد خیره نماینده 389.2 کیلومتر بر ساعت رسید. در چنین سرعتی، انسان بدون تجهیزات تحت فشار شدید خفگی قرار می گیرد، اما شاهین بحری به لطف سازگاری های فرگشتی منحصر به فرد به راحتی این سرعت را تاب می آورد:

• مخروط های استخوانی سوراخ بینی (Tubercles): در سرعت نزدیک به 400 کیلومتر بر ساعت، فشار دینامیکی هوا به حدی بالاست که می تواند شش های هر جانوری را متلاشی کند. درون سوراخ های بینی شاهین برآمدگی های استخوانی دوکی شکلی وجود دارد که امواج ضربه ای هوا را شکسته و سرعت جریان هوا را قبل از ورود به ریه کاهش می دهند. جالب است بدانید مهندسان نیروی هوایی در طراحی ورودی موتور جنگنده های مافوق صوت نظیر SR-71 بلک برد مستقیماً از این آناتومی بینی شاهین الگوبرداری نموده اند.
• پلک سوم شفاف و ضخیم (غشای چشمک زن): این پرنده مجهز به یک پرده اشکی محافظ است که چشم ها را در سرعت های بالا مرطوب نگه می دارد و دیدی با وضوح بالا برای ردیابی کبوتران در حال پرواز فراهم می سازد بدون آنکه باد شدید چشم او را آزار دهد.
• بال های نوک تیز و ماهیچه های سینه ای بزرگ: زاویه قرارگیری بال ها در حالت شیرجه به فرم یک قطره اشک کامل درمی آید که مقاومت پسا (Drag) را به نزدیک صفر کاهش می دهد.

بیشتر بدانید: شتاب گرانشی مرگبار حین مانور

هنگامی که شاهین بحری پس از برخورد سهمگین با طعمه در اوج سرعت شیرجه خود را متوقف نموده و اوج می گیرد، بدنش فشاری معادل 25 برابر نیروی گرانش زمین (25G) را تحمل می نماید! برای مقایسه، خلبانان زبده جنگنده های پیشرفته تنها تا 9G را می توانند بدون بیهوش شدن تاب بیاورند.

یوزپلنگ؛ پادشاه بلامنازع شتاب روی زمین

در خشکی، هیچ پستانداری توان هماوردی با یوزپلنگ (Acinonyx jubatus) را ندارد. این گربه سان افسانه ای می تواند در مدت زمانی کمتر از 2.8 ثانیه از حالت سکون مطلق به سرعت 100 کیلومتر بر ساعت برسد؛ شتابی که سریع ترین خودروهای سوپراسپرت دنیا را به چالش می کشد. رازهای مهندسی اندام یوزپلنگ عبارتند از:

1. ستون فقرات فنری با انعطاف پذیری فوق العاده: ستون فقرات یوزپلنگ رفتاری شبیه به یک کمان فولادی دارد. در هنگام جهش جمع می گردد و سپس باز شده و طول هر گام حیوان را به بیش از 7 تا 8 متر می رساند.
2. ناخن های نیمه جمع شونده (استوک های طبیعی): برخلاف سایر گربه سانان که ناخن هایشان را درون غلاف پنجه پنهان می نمایند، ناخن های یوزپلنگ همیشه بیرون می مانند و به عنوان عاج یا استوک ورزشی عمل نموده و مانع از سر خوردن پا روی خاک می شوند.
3. دم بلند به عنوان سکان تعادل: دم عضلانی و پهن یوزپلنگ نقشی حیاتی در مانورهای تند ایفا می نماید. هنگامی که طعمه در سرعت بالا تغییر جهت ناگهانی می دهد، یوزپلنگ دمش را در جهت مخالف می چرخاند تا گشتاور اینرسی را مهار نموده و واژگون نگردد.
4. خط اشک سیاه زیر چشم: نوارهای تیره زیر چشم بازتاب نور خورشید را جذب می نمایند و مانع از خیرگی چشم شکارچی در آفتاب سوزان صحرا می شوند؛ درست مانند شرایط سختی که در بزرگترین بیابان دنیا برای دید دوردست حاکم است.

هشدار فیزیولوژیک: بیش گرمایی شدید پس از 400 متر دویدن!

دویدن با سرعت 120 کیلومتر انرژی گرمایی بزرگی فراوری می نماید. دمای بدن یوزپلنگ ظرف مدت 30 تا 40 ثانیه از مرز خطرناک 40.5 درجه سانتی گراد فراتر می رود. بنابراین، اگر یوزپلنگ نتواند در مسافت 300 تا 400 متری طعمه را شکار کند، ناچار است فوراً دویدن را متوقف نماید؛ در غیر این صورت مغز حیوان بر اثر تب و بیش گرمایی شدید دچار آسیب جبران ناپذیر خواهد شد.

سریع ترین پرواز افقی؛ افتخار بادخورک دم سوزنی

بسیاری از مردم شاهین را سریع ترین پرنده می دانند، اما باید توجه داشت که سرعت استثنایی شاهین حاصل نیروی گرانش زمین در هنگام سقوط آزاد است. اگر معیار را پرواز هم سطح افقی با قدرت بال زدن شخصی قرار دهیم، قهرمان بلامنازع پرندگان بادخورک دم سوزنی (White-throated Needletail) است. این پرنده کوچک می تواند بدون احتیاج به شیرجه و تنها با قدرت آیرودینامیک بال های دوکی شکل خود با سرعت ثابت 170 کیلومتر بر ساعت در خط مستقیم پرواز کند.

در میان پستانداران پرنده نیز، خفاش دم آزاد برزیلی رکوردی معادل 160 کیلومتر بر ساعت در پرواز افقی ثبت نموده که دانشمندان را به بازنگری در ساختار آیرودینامیک بال های پستانداران وادار ساخته است.

سریع ترین دریانوردان دنیا؛ تسخیر اقیانوس ها

آب محیطی با چگالی 800 برابر بیشتر از هواست، بنابراین حرکت با سرعت های بالا در زیر آب احتیاجمند شکستن اصطکاک هیدرودینامیکی فوق العاده سهمگینی است:

• بادبان ماهی (Sailfish): این ماهی با پوزه نیزه مانند خود لایه های آب را می شکافد و با جمع کردن باله بادبانی بزرگ پشتی خود درون شیاری اختصاصی در ستون فقرات، مقاومت آب را به حداقل رسانده و به سرعت 110 کیلومتر بر ساعت دست می یابد.
• مارلین سیاه (Black Marlin): قدرتمندترین شکارچی اقیانوس که ماهیگیران بارها خروج آن از آب را با سرعت نزدیک به 130 کیلومتر بر ساعت با دوربین های سرعت سنج ثبت نموده اند.
• کوسه ماکو (Shortfin Mako): فلس های دندانه مانند میکروسکوپی (Dermal Denticles) روی پوست این کوسه ریزگردابه هایی ایجاد می نمایند که آب را مانند روغن روی سطح بدن به لغزش درآورده و امکان ثبت سرعت های انفجاری بالای 70 تا 100 کیلومتر را پدید می آورند.

نکته مهم: بحران انقراض یوزپلنگ آسیایی در ایران

در حالی که یوزپلنگ آفریقایی همچنان در دشت های تانزانیا و کنیا جولان می دهد، زیرگونه ارزشمند یوزپلنگ آسیایی (ایران) در لبه پرتگاه انقراض مطلق قرار گرفته است. کمتر از 30 قلاده از این گربه سان خارق العاده در زیستگاه های پارک ملی توران و میاندشت به جای مانده است. تخریب زیستگاه، تصادفات جاده ای در محور عباس آباد و کاهش طعمه های طبیعی، ادامه حضور سریع ترین دونده دنیا در خاک ایران را با تهدیدی جدی روبرو نموده است.

نکات پایانی و جمع بندی کاربردی

جستجو در قلمرو سریع ترین حیوانات دنیا نشان می دهد که سرعت در طبیعت نه یک امتیاز تجملاتی، بلکه یک تطابق تکاملی نبوغ آمیز میان فیزیک و زیست شناسی است. شاهین بحری با شاهکار آیرودینامیک شیرجه عمودی، یوزپلنگ با ستون فقرات فنری در دشت ها و بادبان ماهی با هیدرودینامیک اعجاب انگیز در اعماق آب، هر یک تجسمی الهام بخش از مهندسی شگفت انگیز هستی به شمار می روند که فکر بشر را تا ابد مجذوب خویش نگاه خواهند داشت.

سریع ترین حشرات دنیا؛ رکوردهای حیرت انگیز سرعت بر اساس مقیاس جثه

اگر سرعت را نه به صورت کیلومتر مطلق، بلکه بر مبنای طول بدن در هر ثانیه (Body Lengths per Second) محاسبه کنیم، پستانداران و پرندگان در برابر حشرات ناچیز به نظر می رسند:

سوسک ببری (Tiger Beetle)؛ سریع ترین شکارچی مینیاتوری

سوسک ببری استرالیایی می تواند با سرعتی معادل 9 کیلومتر بر ساعت بدود. این رقم شاید در نگاه اول کم به نظر برسد، اما با توجه به طول جثه 1.5 سانتی متری آن، این حشره در هر ثانیه فاصله ای معادل 125 برابر طول بدن خود را طی می نماید! اگر انسانی می توانست با چنین مقیاسی بدود، سرعت او به 770 کیلومتر بر ساعت (نزدیک به سرعت صوت) می رسید. نکته اعجاب انگیز اینکه چشمان سوسک ببری در چنین سرعتی قادر به پردازش فوتون های نوری نیست و حشره در هنگام دویدن عملاً برای چند صدم ثانیه نابینا می گردد؛ به همین علت در فواصل کوتاه چند میلی ثانیه ای می ایستد تا موقعیت طعمه را مجدداً رصد کند.

سنجاقک ها؛ شکارچیان با 97 درصد موفقیت در آسمان

سنجاقک های بزرگ استرالیایی و خاورمیانه می توانند با سرعت 56 کیلومتر بر ساعت به صورت افقی، معکوس و حتی به سمت عقب پرواز نمایند. چهار بال مستقل با قابلیت چرخش 360 درجه ای به سنجاقک اجازه می دهد پیچیده ترین مانورهای آیرودینامیک را در کسری از ثانیه اجرا کند. نرخ موفقیت سنجاقک در صید طعمه حین پرواز بالای 97 درصد است که بالاتر از هر شکارچی دیگر در کل تاریخ حیات وحش به شمار می آید.

بایومیمتیک؛ وقتی مهندسان از سرعت حیوانات الگوبرداری می نمایند

دانشمندان علم بیومیمتیک (زیست تقلید) سال هاست که ساختار فیزیکی شاهین، یوزپلنگ و ماهی های سریع را برای توسعه فناوری های پیشرفته مورد کاوش قرار داده اند:

• قطارهای گلوله ای شینکانسن ژاپن: مهندسان ژاپنی برای کاهش صدای مهیب ناشی از ورود قطار به تونل، پوزه قطار را دقیقاً بر اساس منقار باریک و پوزه آیرودینامیک پرندگان شکارچی آبزی طراحی کردند.
• لباس های شنای المپیک Fastskin: شرکت های بزرگ با الهام از پوست زبر کوسه ماکو لباس هایی فراوری کردند که اصطکاک مولکول های آب با بدن شناگر را به حداقل می رساند و رکوردهای دنیای شنا را جابه جا کرد.
• ربات های چهارپای پرسرعت نظامی: ربات های چیتا طراحی شده در آزمایشگاه های رباتیک پیشرفته، با الگوبرداری مستقیم از ستون فقرات منعطف و سیستم تعلیق فنری یوزپلنگ، قادر به دویدن در ناهموارترین سطوح زمین بدون واژگونی هستند.