脚部にカタパルト

脊椎動物の筋肉の基本的な特性は、特定の長さ内でのみ最大の力を生成できるということです。40 年以上前、科学者は、収縮する筋肉の力の生成がその長さに応じてどのように変化するかを示しました。この強度と長さの比率によると、筋肉は実際の長さの約半分に達したときに最大の強度を発揮します。さらに伸びたり縮んだりすると、強度は再び低下します。したがって、生物学者は以前、筋骨格系の筋肉は主にこの最適な範囲で機能すると仮定していました。

しかし、これは大きなジャンプをする動物には当てはまらない、とアジジ氏とロバーツ氏率いる研究者らは現在説明している:この種の移動運動に十分な筋力を発達させるには、緊張した筋肉と伸ばされた筋肉の差が非常に大きくなければならない筋肉が必然的に次善の範囲に到達する長さ。

この研究のために、科学者らは、北米産ウシガエル (Rana catesbeiana) のジャンプ中の筋肉の長さと、長さと力の比を測定しました。彼らは、ジャンプの開始時に動物の脚の筋肉が異常に伸びていることを発見しました。しかし、ジャンプ中、筋肉は正確に最大の力を生み出すことができる長さまで収縮しました。これは、動物が比較的低いレベルの筋力にもかかわらず、ジャンプ直前の非常に短い時間で筋肉の最大の力を発揮できることを意味します。研究者らは、カエルの脚の筋肉の異常な伸長性がこの適応を可能にし、その結果筋肉での力の生成を促進すると考えています。