Muskler kan ikke blive hurtigere end dette ...
Når fugle synger og tudsefisk nynner, bruger de superhurtige muskler. Nu viser ny forskning, at dyrerigets superhurtige muskler har nået en øvre grænse for, hvor hurtig en muskelsammentrækning kan være.
Alle dyr har udviklet forskellige muskeltyper, som de bruger til at udføre vidt forskellige opgaver med.
Skildpaddens muskler bevæger sig f. eks langsomt, og det tager flere sekunder at flytte et ben, mens kolibriens flyvemuskler bevæger sig snesevis af gange i sekundet.
De absolut hurtigste muskler blandt hvirveldyr er de såkaldte superhurtige muskler, der kan bevæge sig op til 250 gange i sekundet.
Sangfugle har superhurtige muskler. Foto: Coen Elemans/SDU.
Bruges typisk til at kontrollere lyd
- Disse ikoniske superhurtige muskler står bl.a. bag produktionen af klapperslangens advarende klaprelyde og fisks parringskald, men i de seneste år har vi også opdaget, at de driver flagermus’ hurtige ekkolokaliserende kald, som de bruger til at fange bytte med. Vi har også opdaget, at superhurtige muskler er på spil, når sangfugle fremtryller deres sofistikerede sang, siger ledende forfatter til et nyt videnskabeligt studie, postdoc Andrew Mead fra University of Vermont, USA.
Forskningslederen bag studiet, Coen Elemans fra SDU, siger:
- Vi troede i lang tid, at disse ekstremt superhurtige muskler var et sjældent fænomen, men det viser sig, at de findes mange steder omkring os, og at de typisk bliver brugt til at kontrollere lydproduktionen.
Fælles forfader?
Coen Elemans er lektor på Institut for Biologi og leder af instituttets forskningsgruppe Lyd & Adfærd.
Forskernes studie er offentliggjort i eLife.
Forskerne har undersøgt, om hvirveldyrenes superhurtige muskler bruger de samme mekanismer til at opnå deres ekstreme hurtighed, og om de mon stammer fra en fælles forfader.
Tudsefisk, sangfugle og flagermus har de hurtigste muskler
- Vi har fundet ud af, at alle superhurtige muskler deler visse specifikke tilpasninger, der gør dem i stand til at foretage superhurtige muskelsammentrækninger, siger Andrew Mead.
Tudsefisk. Foto: Wikipedia.
Ydermere har de tre hurtigste muskler - tudsefiskenes, sangfuglenes og flagermusenes – næsten samme tophastighed, og det støtter også teorien om, at de har en fælles forfader.
- Men det er faktisk ikke tilfældet, siger Coen Elemans og fortsætter: - Vi har kigget på molekylære motorer og fundet ud af, at hver af disse tre tilsyneladende ens superhurtige muskler har forskellige molekylære motorer. Det taler imod en fælles forfader og for, at de tre dyr har udviklet superhurtige muskler uafhængigt af hinanden.
Programmeret udvikling eller træning?
Eftersom superhurtige muskler har samme ydeevne og mekanisme, er det nærliggende at konkludere, at de repræsenterer den maksimale hastighed, der kan opnås i et hvirveldyrs muskel.
- Vi viser også, at sangfugles superhurtige muskler bliver hurtigere i takt med at de som unge lærer at synge, men vi ved ikke om det skyldes den unge fugls udvikling eller om det skyldes træning.
- Dyr, der udvikler ekstreme fysiologiske præstationer, kan lære os meget om generelle mekanismer, siger Elemans.
Vi kan lære mere om almindelige muskler
- Et teknisk svigt i en finjusteret racerbil vil sandsynligvis gøre den betydeligt langsommere, mens det samme svigt i en robust konstrueret familiebil måske ikke opleves så voldsomt.
Superhurtige muskler er interessante fordi de giver os mulighed for bedre at forstå, hvordan normale muskelsammentrækninger foregår.
Topfoto: Flagermus bruger superhurtige muskler til ekkolokalisering. Foto: Lasse Jakobsen og Coen Elemans/SDU.