Manusia VS Hewan, Siapa Tercepat? Begini Sainsnya

Sekolahnews.com – Sekelompok ilmuwan interdisipliner dari universitas Cologne, Koblenz, Tübingen, dan Stuttgart telah mempelajari karakteristik yang menentukan kecepatan lari maksimum pada hewan. Model yang mereka kembangkan menjelaskan mengapa manusia tidak bisa mengikuti pelari tercepat di dunia hewan. Berdasarkan perhitungan ini, laba-laba raksasa Shelob dari “The Lord of the Rings” akan mencapai kecepatan maksimum 60 km/jam.

Banyak mamalia berkaki empat dapat mencapai kecepatan lari yang jauh lebih tinggi daripada manusia berkaki dua. Hewan yang beradaptasi dengan sempurna untuk berlari, seperti cheetah atau antelop, dicirikan oleh bentuk tubuh yang ramping, kaki yang panjang, dan tulang belakang yang sangat gampang bergerak untuk mencapai kecepatan yang sangat tinggi saat berlari. Sebuah tim interdisipliner termasuk peneliti di Institut Zoologi Universitas Cologne kini telah mengembangkan model yang memperhitungkan karakteristik ini dan dapat menghitung kecepatan lari maksimum untuk hewan dari berbagai ukuran. Hasil penelitian mereka telah dipublikasikan dalam artikel “Rules of nature’s Formula Run: Muscle mechanics during late stance is the key to explaining maximum running speed” di Journal of Theoretical Biology.

Olimpiade Tokyo tengah berlangsung dan salah satu yang menarik adalah lari cepat 100 meter putra. Sprinter top dapat mencapai kecepatan lari hampir 45 km/jam. Kedengarannya mengesankan, tetapi sebenarnya tidak jika dibandingkan dengan performa sprint di dunia hewan. Ini hanya kira-kira setara dengan kecepatan tertinggi kucing domestik. Cheetah dapat berlari lebih dari dua kali lebih cepat (lebih dari 100 km/jam), tetapi hewan lain seperti antelop (90 km/jam), atau bahkan babi hutan dan kelinci (sedikit di bawah 60 km/jam) akan berlari lebih cepat dari manusia yang berlari cepat.

Tim peneliti yang dipimpin oleh Dr. Michael Günther (University of Stuttgart) menyelidiki faktor fisik dan biologis di mana kecepatan tertinggi hewan-hewan ini bergantung. Dalam prosesnya, para peneliti mengembangkan jawaban komprehensif atas pertanyaan tentang pentingnya desain tubuh, seperti: “Mengapa kecepatan maksimum alami dicapai oleh hewan berukuran sedang?” “Karakteristik utama apa yang menentukan kecepatan lari maksimum?” dan “Karakteristik apa yang membatasi kecepatan?”

Inti dari pekerjaan teoretis mereka adalah keseimbangan fisik kekuatan kaki pendorong dan hambatan udara yang harus diatasi, serta inersia otot pendorong. Mereka menunjukkan semacam jalur utama untuk mengubah bentuk struktural tubuh hewan sebagai fungsi ukuran tubuh (alometri) dalam mengadaptasi gerak cepat yang digerakkan oleh kaki. 

“Jalur utama ini menjelaskan bagaimana bentuk suatu organisme harus berubah sebagai fungsi dari ukuran tubuh untuk mencapai kecepatan lari yang tinggi, dan bagaimana bentuk tertentu mempengaruhi kecepatan maksimum yang dapat dicapai,” kata Dr. Tom Weihmann dari Institut Zoologi Universitas Cologne.

Contoh klasik adalah tikus dan gajah. Seekor tikus seukuran gajah tidak akan hidup karena tulangnya akan patah karena beratnya sendiri. Gajah memiliki tulang yang jauh lebih tebal dan lebih berat dibandingkan dengan beratnya serta kaki yang lebih panjang dan lebih lurus. Fitur-fitur ini memungkinkan ukuran hewan yang sangat besar. Namun, tulang yang berat dan kaki yang lurus membatasi kecepatan tertinggi mereka, yang jauh lebih rendah daripada cheetah—meskipun kaki gajah jauh lebih panjang.

Namun, kecepatan tertinggi tidak hanya bergantung pada ukuran tetapi juga pada konstruksi, seperti jumlah kaki dan mobilitas tulang belakang. Sebagai contoh, banyak mamalia berkaki empat mampu mencapai kecepatan lari yang jauh lebih tinggi daripada desain bipedal seperti manusia dan burung karena mereka dapat berpacu, menggunakan otot belalai mereka untuk penggerak. 

“Jika hewan menjadi terlalu berat, bagaimanapun, otot yang lebih kuat tidak akan membantu karena otot yang lebih besar membutuhkan lebih banyak waktu untuk berkontraksi pada kecepatan tertinggi. Dengan demikian, batas berat atas kecepatan lari yang mulai kembali menurun adalah sekitar 50 kg, yaitu cukup dekat dengan berat rata-rata cheetah dan pronghorn, pelari tercepat di planet kita,” jelas Weihmann, dikutip dari situs Universitas Cologne, Kamis (29/7/2021).

Modelnya bahkan bisa diterapkan pada makhluk fantasi. Misalnya, laba-laba raksasa Shelob dari J.R.R. “The Lord of the Rings” karya Tolkien akan mampu mencapai kecepatan tertinggi sekitar 60 km/jam. Dari segi geometri tubuh manusia, model tersebut menunjukkan bahwa para sprinter papan atas dalam olahraga sudah sangat dekat dengan kecepatan optimal mereka. Selain dari segi teknis aplikasi seperti sepatu lari khusus atau exoskeletons, memberikan tuas pemanjangan atau elastisitas tambahan, hanya kaki yang lebih panjang atau tendon yang lebih elastis yang memungkinkan kecepatan lebih tinggi.(rri.co.id).