当鸟儿唱歌,蝙蝠回声,响尾蛇拨浪鼓和蟾鱼嗡嗡声时,他们使用所谓的超快肌肉,这是已知最快的脊椎动物肌肉。新的研究表明,这些肌肉已达到任何脊椎动物肌肉可达到的最大速度。
在所有动物中,不同的肌肉类型已经发展到以不同的速度执行截然不同的任务。脊椎动物中的速度记录保持者是所谓的超快肌肉,每秒可以移动250次。
“标志性的超高速肌肉为响尾蛇和求爱鱼的惊人嘎嘎声提供动力,但在过去的几年里,我们发现它们还能为快速的回声定位提供动力,这对于捕食蝙蝠和精致的鸣禽声乐体操至关重要,”主要作者说。这项研究的来自佛蒙特大学的Andrew Mead博士。
“因此,尽管以前认为这种极端肌肉在我们身边很常见,但似乎通常用于控制声音产生,”该研究的高级作者兼声音传播与行为组负责人Coen Elemans博士补充说。南丹麦大学。该研究发表在eLife上。
在这项工作中,研究小组研究了所有这些超快肌肉是否使用相同的动力来达到极速,如果他们共享一个共同的祖先超快肌肉。
“我们表明,所有超高速肌肉都有一定的特殊适应性,允许超快速收缩,”米德博士说。
此外,在蟾鱼,鸣禽和蝙蝠中发现的三种最快的肌肉具有几乎相同的最大速度,这有利于共同的祖先。
“有趣的是,这个故事反过来说,”埃莱曼斯博士说。“通过观察运动蛋白的存在,我们发现这三种超快肌肉中的每一种都表现出不同的肌肉,强烈支持独立血统。”
因为超高速肌肉在性能和机制上会聚,它们代表了任何脊椎动物肌肉都能达到的最大速度。
“我们还表明,在鸣禽中,超级快的肌肉会随着年轻的动物学会唱歌而加速,但我们还不知道这是由于发育计划还是训练。进化过极端生理表现的动物可以教会我们很多关于一般机制,“埃莱曼斯说。“微调赛车中的任何技术故障都很可能会明显减慢它的速度,而在功能强大的家用车中同样的失败可能并不那么明显。”
超快肌肉是有趣的,因为极快的肌肉使研究人员能够更好地了解正常肌肉如何收缩。