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Il ghepardo è notoriamente l'animale terrestre più veloce al mondo. Le stime della velocità massima raggiunta variano dagli 80 ai 128 chilometri orari. Per fare un paragone Marcell Jacobs durante il record mondiale nei 100 metri alle Olimpiadi ha toccato "solo" i 36,72 chilometri orari. Ma come fa questo grande felino ad essere così veloce? Per capirlo dobbiamo studiare la fisiologia di questo incredibile animale e focalizzarci su alcuni aspetti fondamentali.
Iniziamo però a sfatare un mito: contrariamente alla credenza comune, i ghepardi (Acinonyx jubatus) non cacciano semplicemente inseguendo la loro preda ad altissima velocità. I risultati di due studi del 2013 condotti munendo alcuni esemplari di collari GPS mostrano che questi felini cacciano a velocità molto inferiori dei loro record durante la maggior parte dell'inseguimento, per poi effettuare alcuni brevi scatti (della durata di pochi secondi) in cui raggiungono le velocità di punta. Dopotutto chi possiede una Ferrari non tocca sempre i 300 km/h.
In uno dei due studi, la velocità media registrata durante la fase ad alta velocità era di 53,64 km/h, ed il valore più alto registrato è stato di 93,24 km/h. I ricercatori hanno suggerito che la caccia consiste in due fasi: una fase iniziale di accelerazione rapida quando il ghepardo cerca di raggiungere la preda, seguita da un rallentamento mentre si avvicina, la decelerazione varia in base alla preda in questione. Le velocità raggiunte dal ghepardo possono essere solo leggermente superiori a quelle raggiunte dallo springbok (Antidorcas marsupialis) di circa 88 km/h e dalla gazzella di Thomson (Eudorcas thomsoni), ma il ghepardo ha anche un'accelerazione eccezionale.
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L'evoluzione ha plasmato ogni aspetto biologico di questo animale (come d'altronde ha fatto per le sue prede) per permettergli di raggiungere queste velocità vertiginose.
Un passo di un ghepardo al galoppo misura da 4 a 7 metri, e la lunghezza del passo e il numero di salti aumenta con la velocità. Per più della metà della durata dello sprint, il ghepardo ha tutti e quattro gli arti in aria, aumentando la lunghezza del passo. Ciò è possibile grazie ad una colonna vertebrale lunga e flessibile. Il piccolo cranio ha ossa leggere e strette e la cresta sagittale è poco sviluppata, per ridurre il peso e aumentare la velocità.
L'attrito con il terreno durante la spinta delle zampe è garantita dalle unghie non retrattili a differenza di quelle totalmente retrattili degli altri felini, caratteristica analoga alla morfologia delle zampe dei canidi.
Bilanciare il corpo per adattarsi ai cambi di direzione delle prede è un'altra necessità molto importante: è la coda, lunga fino e muscolosa a funzionare come stabilizzatore, che può raggiungere gli 80 centimetri di lunghezza.
Ma passiamo a qualche aspetto più "profondo" come la respirazione. Durante un tipico inseguimento, la loro frequenza respiratoria aumenta da 60 a 150 respiri al minuto. Inoltre, la ridotta viscosità del sangue a temperature più elevate (comune nei muscoli che si muovono frequentemente) facilita il flusso sanguigno ed il trasporto di ossigeno. Gli ampi passaggi nasali, ben alloggiati grazie alle ridotte dimensioni dei canini, assicurano un rapido flusso d'aria, e il cuore e i polmoni ingrossati consentono l'arricchimento del sangue con l'ossigeno in breve tempo. Ciò consente ai ghepardi di riguadagnare rapidamente fiato dopo un inseguimento.
La muscolatura dei ghepardi è composta in prevalenza, fino all'83%, da fibre bianche a rapida contrazione. Le fibre bianche, a differenza delle fibre rosse, sono più adatte alla velocità e utilizzano un meccanismo di contrazione anaerobico, mentre le fibre rosse sono più adatte per attività di lunga durata e utilizzano un meccanismo di contrazione aerobico.
I ghepardi in corsa possono trattenere fino al 90% del calore generato durante l'inseguimento. Uno studio del 1973 ha suggerito che la durata dello sprint è limitata dall'eccessivo accumulo di calore corporeo quando la temperatura corporea raggiunge i 40–41 ° C. Tuttavia, uno studio del 2013 ha registrato che la temperatura media dei ghepardi dopo la caccia era di 38,6 ° C, suggerendo che le alte temperature non devono necessariamente causare l'abbandono della caccia.
Tutti questi adattamenti sarebbero però inutili se non fossero supportati da un sistema nervoso ed organi di senso adatti ad individuare le prede a distanze notevoli: i ghepardi hanno un'alta concentrazione di cellule nervose disposte in una fascia al centro degli occhi. Ciò acuisce notevolmente la visione e consente al ghepardo di individuare rapidamente la preda contro l'orizzonte.
