Limitations of animal running speed
প্রাণীদের দৌড়ের গতির সীমাবদ্ধতা কীভাবে বিভিন্ন কারণগুলি সর্বাধিক দৌড়ের গতি নির্ধারণ করে তার একটি সংক্ষিপ্ত বিবরণ প্রদান করে। কিছু স্থলজ প্রাণী অত্যন্ত উচ্চ গতি অর্জনের জন্য তৈরি করা হয়, যেমন চিতা, প্রংহর্ন, রেস হর্স এবং গ্রেহাউন্ড, যেখানে মানুষ উচ্চ স্প্রিন্ট গতি অর্জনের জন্য প্রশিক্ষণ নিতে পারে। সর্বাধিক দৌড়ের গতির কোনও একক নির্ধারক নেইঃ তবে, কিছু কারণ অন্যদের তুলনায় আলাদা এবং প্রাণী ও মানুষ উভয়ের ক্ষেত্রেই তদন্ত করা হয়েছে। এই কারণগুলির মধ্যে রয়েছেঃ পেশী মুহুর্তের বাহু, পায়ের অঙ্গসংস্থান, পেশী স্থাপত্য এবং পেশী তন্তু প্রকার। প্রতিটি কারণ স্থল প্রতিক্রিয়া শক্তি (জিআরএফ) এবং পায়ের যোগাযোগের সময়ে অবদান রাখে যার মধ্যে সর্বাধিক গতি বাড়ানোর পরিবর্তনগুলি সমস্ত প্রজাতি জুড়ে ভালভাবে বোঝা যায় না। গ্রাউন্ড রিঅ্যাকশন ফোর্স এবং পায়ের যোগাযোগের সময় জিআরএফ একটি সাধারণ রূপ যা দৌড়ানোর সময় অধ্যয়ন করা হয়। মানুষের মধ্যে এটি দেখানো হয়েছে যে বেগ বাড়ার সাথে সাথে উল্লম্ব জিআরএফ-এ একটি রৈখিক বৃদ্ধি হয়। দৌড়ের সময় জিআরএফ শরীরের ওজন অতিক্রম করে এবং তাই শরীরকে অবশ্যই অতিরিক্ত শক্তি প্রয়োগ করতে হবে। ওয়েয়ান্ড এবং অন্যান্যদের একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে, দ্রুতগতির মানব দৌড়বিদরা সুইংয়ের সময় বাড়ানোর পরিবর্তে বৃহত্তর উল্লম্ব জিআরএফ প্রয়োগ করে উচ্চ গতি অর্জন করে। চিতাবাঘের ক্ষেত্রে এমন নাও হতে পারে। পায়ের স্পর্শের সময় বা অবস্থানের সময় হল সেই সময় যখন পা মাটির সংস্পর্শে থাকে। এমন প্রমাণ রয়েছে যা দেখায় যে গতি বাড়ার সাথে সাথে মানুষের মধ্যে পায়ের যোগাযোগের সময় উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। এটি দেখানো হয়েছে যে দ্রুততম গতি অর্জন করা হয় যখন পায়ের যোগাযোগের সময় এবং উল্লম্ব জিআরএফ-এর গুণফল সর্বনিম্ন করা হয় যা দোলানো অঙ্গটিকে পরবর্তী ধাপের জন্য অবস্থানে আসার জন্য পর্যাপ্ত সময় প্রদান করে। জিআরএফ এবং পায়ের যোগাযোগের সময় উভয়ই পেশী মুহুর্ত বাহু, পায়ের অঙ্গসংস্থান, পেশী ফ্যাসিকলের দৈর্ঘ্য এবং পেশী তন্তু প্রকারের মতো পরিবর্তনশীল দ্বারা নির্ধারিত হয়। একটি পেশীর মোমেন্ট আর্মকে পেশীর ক্রিয়া রেখা থেকে জয়েন্টের ঘূর্ণন কেন্দ্রের লম্ব দূরত্ব হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। একটি সাধারণ নিয়ম হিসাবে, একটি পেশীর মোমেন্ট আর্ম যত বড় হবে, তত বেশি টর্ক এটি একই পরিমাণে শক্তি দিয়ে তৈরি করতে পারে। একই সময়ে, পেশী একই পরিমাণ দৈর্ঘ্যের পরিবর্তনের জন্য জয়েন্ট কোণে একটি ছোট পরিবর্তন ঘটাবে। উদাহরণস্বরূপ, হ্যান্ডেলের একেবারে শেষে (পয়েন্ট বি) একটি রেঞ্চ ধরে রাখা একটি বোল্টকে আলগা করা সহজ করে তোলে, তবে, রেঞ্চটিকে বোল্টের (পয়েন্ট এ) কাছাকাছি ধরে রাখার তুলনায় আপনার হাতকে আরও বেশি দূরত্ব ভ্রমণ করতে হবে। যদিও চিতা এবং গ্রেহাউন্ড উভয়ই আকারে একই রকম, তবে চিতা গ্রেহাউন্ডের তুলনায় প্রায় দ্বিগুণ দ্রুত গতিতে পৌঁছতে পারে। এটি আংশিকভাবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে এই অনুসন্ধানের মাধ্যমে যে, হাঁটুর পেশী এবং চিতার গোড়ালি জয়েন্টের বাহুগুলি গ্রেহাউন্ডের তুলনায় আনুপাতিকভাবে বড়। দুটি অনুরূপ প্রজাতির গিরগিটির মধ্যে একই ধরনের তুলনা করা যেতে পারে। দেখা গেছে যে আরোহণের জন্য আরও অভিযোজিত গেক্কোগুলির বৃহত্তর নিতম্ব এবং কাঁধের পশ্চাদগামী মুহুর্তের বাহু রয়েছে। অনুভূমিক গতির জন্য অভিযোজিত গেক্কোগুলির হাঁটু এবং গোড়ালি এক্সটেনসর মোমেন্ট বাহু বেশি থাকে। পায়ের অঙ্গসংস্থান এই প্রসঙ্গে পায়ের অঙ্গসংস্থান মূলত সামনের পায়ের (গোড়ালি জয়েন্টের সামনে) এবং পিছনের পায়ের (গোড়ালি জয়েন্টের পিছনে) অনুপাতকে বোঝায়। এই অনুপাতটি কার্যকরী যান্ত্রিক সুবিধার (ই. এম. এ) একটি ইঙ্গিত এবং একটি ভারসাম্যপূর্ণ সিজো দ্বারাও প্রতিনিধিত্ব করা যেতে পারে। মানুষের উপর করা একটি গবেষণায়, এম. আর. আই ব্যবহার করে গোড়ালি-পায়ের কাঠামোর তুলনা করে দেখা গেছে যে স্প্রিন্টারদের লম্বা সামনের পা ছিলঃ নন-স্প্রিন্টারদের তুলনায় হিন্ডফুট অনুপাত। এটি পা-কে দীর্ঘ সময়ের জন্য মাটির সংস্পর্শে থাকতে দেয় এবং মোমেন্ট আর্মকে কমিয়ে দেয়। এটি পেশী সংক্ষিপ্তকরণের হার হ্রাস করে এবং ধাক্কা বন্ধ পর্যায়ে এক্সটেনসর পেশী দ্বারা উত্পন্ন শক্তি বৃদ্ধি করে। পুশ অফ পর্যায়ে এই বৃহত্তর গিয়ার অনুপাতগুলি ত্বরান্বিত মানুষের পাশাপাশি শীর্ষ প্রাণী স্প্রিন্টারদের মধ্যে ঘটতে দেখা গেছে। যদি সামনের পায়ের পাতাও আনুপাতিকভাবে বড় হয় তবে চিতার বড় মুহুর্তের বাহু অর্জন করা যেতে পারে। পেশী কাঠামো এবং তন্তু প্রকার উভয়ই পেশী কাঠামো এবং প্রকার উভয়ই পায়ের সংস্পর্শে আসার সময় এবং জিআরএফ উৎপাদনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। মানুষের মধ্যে, এটি দেখানো হয়েছে যে স্প্রিন্টারদের দীর্ঘতর পেশী ফ্যাসিকল দৈর্ঘ্য এবং নন-স্প্রিন্টারদের তুলনায় ছোট পেনেশন কোণ থাকে। এটি পেশীর সংক্ষিপ্ত বেগ বাড়িয়ে অবদান রাখে। অন্যান্য গবেষণায় দেখা গেছে যে স্প্রিন্টার বনাম নন-স্প্রিন্টারদের পাশাপাশি স্প্রিন্টারদের বিভিন্ন স্তরের মধ্যে নির্দিষ্ট পেশী তন্তু পছন্দ করা হয়। দ্রুতগতিসম্পন্ন ব্যক্তিদের মধ্যে টাইপ 2 (ফাস্ট-টুইচ) পেশী তন্তুগুলির শতাংশ বেশি থাকে। দ্রুত-টানা পেশী তন্তুগুলির উচ্চ শতাংশ বল উৎপাদন ক্ষমতা বৃদ্ধির পাশাপাশি সংকোচনের গতি বৃদ্ধির ফলে যোগাযোগের সময় কম হয়। অন্যান্য কারণগুলিও একটি ভূমিকা পালন করেঃ পেশী শক্তি বড় পেশীগুলি বেশি পরিমাণে শক্তি উৎপন্ন করতে সক্ষম হয় এবং তাই বৃহত্তর জিআরএফ-এর স্থিতিস্থাপক শক্তি সঞ্চয় করতে সক্ষম হয় চিতা পায়ের যোগাযোগের সময় এবং দোলার সময় বাড়িয়ে গতিতে উল্লেখযোগ্য অবদান রাখার জন্য মেরুদণ্ডের নমনীয়তা এবং সম্প্রসারণ ব্যবহার করে। আরও দেখুন ফুটস্পিড স্প্রিন্ট (দৌড়) রেফারেন্স বহিরাগত লিঙ্ক কাইনসিওলজি বিভাগ-এই উইকিপিডিয়া এন্ট্রির জন্য বায়োমেকানিক ল্যাব গবেষণা একটি লোকোমোশন নিউরোমেকানিক কোর্সের (এপিপিএইচ 6232) অংশ হিসাবে পরিচালিত হয়েছিল যা জর্জিয়া টেক টেরেস্ট্রিয়াল লোকোমোশন অ্যানিম্যাল ফিজিওলজির স্কুল অফ অ্যাপ্লায়েড ফিজিওলজিতে দেওয়া হয়েছিল।