När fåglarna sjunger, fladdermöss ekolokaliserar, skallerormar skramlar, och paddfisk hum, de använder så kallade supersnabba muskler, de snabbaste ryggradsdjurens muskler som är kända. Ny forskning visar att dessa muskler har nått en maximal hastighet som kan uppnås i alla ryggradsdjursmuskler.

Över alla djur, olika muskeltyper har utvecklats för att utföra mycket olika uppgifter i olika hastigheter. Hastighetsrekordhållarna bland ryggradsdjur är de så kallade supersnabba musklerna, som kan röra sig upp till 250 gånger per sekund.

"De ikoniska supersnabba musklerna driver det alarmerande skallrandet av skallerormar och uppvaktningsrop hos fiskar, men under de senaste åren har vi upptäckt att de också driver snabba ekolokaliseringsanrop som är nödvändiga för att fånga bytesdjur hos fladdermöss och den utarbetade sånggymnastiken hos sångfåglar, " säger huvudförfattaren till studien, Dr Andrew Mead från University of Vermont.

"Så även om det tidigare ansågs vara sällsynt, dessa extrema muskler finns runt omkring oss och verkar vanligtvis användas för kontroll av ljudproduktion, " tillägger Dr. Coen Elemans, senior författare på studien och chef för gruppen Sound Communication and Behaviour vid Syddansk Universitet. Studien publiceras i eLife .

I det här arbetet, teamet studerade om alla dessa supersnabba muskler använder samma dynamik för att uppnå sin extrema hastighet och om de delar en gemensam förfäders supersnabb muskel.

"Vi visar att alla supersnabba muskler delar vissa specifika anpassningar som tillåter supersnabba sammandragningar, säger Dr Mead.

Vidare, de tre snabbaste musklerna, finns i paddfisk, sångfåglar och fladdermöss, har nästan identisk maxhastighet, som argumenterade för en delad härkomst.

"Intressant nog visade sig historien annorlunda, " säger Dr. Elemans. "Genom att titta på närvaron av motorproteiner fann vi att var och en av dessa tre supersnabba muskler uttrycker en annan, argumenterar starkt för oberoende härkomst."

Eftersom supersnabba muskler konvergerade i prestanda och mekanism, de representerar en maximal hastighet som kan uppnås i alla ryggradsdjursmuskler.

"Vi visar också att hos sångfåglar accelererar de supersnabba musklerna när unga djur lär sig att sjunga, men vi vet ännu inte om detta beror på ett utvecklingsprogram eller kanske träning. Djur som utvecklat någon extrem fysiologisk prestation kan lära oss mycket om allmänna mekanismer, " säger Elemans. "Alla tekniska fel i en finjusterad racerbil kommer troligen att märkbart sakta ner den, medan samma fel i en robust konstruerad familjebil kanske inte är så märkbar."

Supersnabba muskler är intressanta eftersom extremt snabba muskler gör att forskare kan få en bättre förståelse för hur normala muskler drar ihop sig.