Perché gli struzzi sono velocisti molto più veloci degli umani?

Ci sono diverse caratteristiche progettuali che permettono agli struzzi di superare qualsiasi essere umano.

Uno struzzo può certamente sprintare più velocemente delle persone, ma sono anche corridori più veloci di noi sulle lunghe distanze. I loro muscoli da corsa sono per lo più del tipo a contrazione lenta, che è il migliore per la corsa di resistenza. Gli esseri umani hanno un mix di muscoli a contrazione rapida per lo sprint e a contrazione lenta per la camminata e la corsa a lunga distanza. Possono batterci in qualsiasi tipo di gara.

Sia gli umani che gli struzzi camminano su due gambe, ma i loro scheletri sono disposti diversamente. Il ginocchio dello struzzo è all'interno del loro corpo. Il ginocchio umano corrisponde approssimativamente all'articolazione della caviglia dello struzzo. Ancora più importante, nota che le persone mantengono i muscoli delle gambe mentre le gambe degli struzzi sono per lo più pelle, tendini e ossa.

Molti animali usano i loro tendini come molle per immagazzinare e riutilizzare energia quando corrono. Quando corri, i tuoi piedi colpiscono e poi rimbalzano sul terreno, più o meno come una palla rimbalza sul terreno. Le palle di gomma rimbalzano più volte perché la gomma immagazzina parte dell'energia prodotta dall'impatto con il terreno e poi la riutilizza.

I tendini degli struzzi sono lunghi, quasi 80 cm o 31 pollici. Pensate di nuovo alla gomma; un elastico lungo è più elastico di uno corto. I tendini lunghi immagazzinano più energia di quelli corti. Una stima suggerisce che i tendini degli struzzi immagazzinano l'83% di lavoro in più rispetto ai tendini degli umani. Questo permette agli struzzi di spendere molta meno energia per far rimbalzare la palla.

I tendini di struzzo forniscono un altro vantaggio. Sono disposti in modo da costringere la gamba ad alzarsi. Ci vogliono circa 14 kg di forza per piegare la gamba. Questo significa che gli struzzi non devono esercitare tanta forza muscolare per stare in piedi come le persone. Questo potrebbe essere un vero svantaggio per uno struzzo che vuole sedersi su una sedia, ma rende più facile stare in piedi.

Le gambe umane permettono una gamma più ampia di movimenti articolari di quelle dello struzzo. Questo è un bene se si vuole salire sugli alberi ma, quando si corre, le persone devono spendere energia per sopprimere il movimento laterale delle articolazioni. Questo è qualcosa che lo struzzo non deve fare e risparmia energia.

Lo struzzo corre sulle dita dei piedi.

Si dà il caso che gli animali veloci corrano spesso sulle dita dei piedi. I cavalli sono l'esempio migliore, ma anche alci e antilopi lo fanno. I ghepardi corrono sulle zampe, ma le loro zampe sono piccole.

Gli umani sono bloccati con un piede grande che è incline all'infiammazione.

Gli struzzi, come altri uccelli, hanno sacche d'aria che mantengono i polmoni sempre gonfi e che rimuovono l'aria morta dai polmoni ad ogni respiro, per assicurare che l'aria fresca vada nei polmoni ogni volta. Gli uccelli possono respirare in modo più efficiente di qualsiasi mammifero. I polmoni e le sacche d'aria degli struzzi sono relativamente grandi in proporzione alla loro dimensione corporea, quindi aspirano tanto ossigeno quanto gli uccelli in volo.

C'è un'altra cosa a cui pensare. Alcuni dinosauri avevano scheletri simili a quelli di uno struzzo. Se dovessi visitare Jurassic Park, potresti non essere in grado di superare quei dinosauri.

Qui ci sono alcuni eccellenti, e leggibili, resoconti di recenti ricerche. La prima è la fonte per la seconda e la terza illustrazione in questa risposta.

Uccelli in fuga: cosa rende gli struzzi così veloci?

Ricerca rivela la primavera nel passo dello struzzo

Se vuoi informazioni più tecniche, leggi queste:

Journal of Experimental Biology

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1691699/pdf/15293864.pdf

http://jeb.biologists.org/content/jexbio/204/13/2313.full.pdf