De enorme, vleesetende dinosaurussen uit Jurassic Park rennen snel genoeg om met gemak mensen achterna te rennen. Maar op basis van een nieuwe studie die deze week is gepubliceerd in
Ontvang e-mailberichten over aankomende NOVA-programma’s en aanverwante inhoud, evenals berichtgeving over actuele gebeurtenissen door een wetenschappelijke bril.
Nature Ecology & Evolution , T. rex is misschien niet het jeep-vangende monster dat we in de films hebben gezien.
In een uitgebreid soortoverschrijdend onderzoek heeft een team van Duitse wetenschappers bijna 500 verschillende dieren vergeleken, variërend in grootte van piepkleine slakjes met een gewicht van 30 microgram tot enorme walvissen van wel 100 ton. De onderzoekers maakten een wiskundig model om te beschrijven hoe de dieren zich voortbewegen, rekening houdend met hun gewicht en de kenmerken van hun omgeving – lucht, land of water – om te berekenen hoe snel ze kunnen versnellen voor korte sprints.
De studie heeft een fundamentele beperking voor de snelheid van dieren aan het licht gebracht: grotere dieren hebben een groter aantal
“fast-twitch” spieren die snel kracht kunnen opwekken, maar deze spieren worden ook snel moe. Tijdens sprints kunnen snelwerkende spieren slechts een beperkte hoeveelheid energie opslaan, zodat kleinere dieren snel hun maximumsnelheid kunnen bereiken. De afweging tussen toenemende grootte en spiermassa en toenemende traagheid betekent dat cheeta’s veel sneller zijn dan de beruchte reuzenhagedissen.
Als gevolg daarvan neemt de snelheid van dieren toe, tot op zekere hoogte. Boven het gewicht van cheeta’s (op het land), marlijnen (in het water), of slechtvalken (in de lucht), begint de topsnelheid van een dier af te nemen. De onderzoekers beschreven het verband tussen lichaamsmassa en topsnelheid met behulp van een relatief eenvoudige parabolische boog. Hiermee beweren zij de snelheid van een dier te kunnen voorspellen, ongeacht of het vliegt, zwemt of rent.
Matt Burgess interviewde Myriam Hirt, hoofdauteur van het artikel, voor Wired :
Hirt, van het Duitse Centre for Integrative Biodiversity Research, legt uit dat de topsnelheid van een dier – inclusief de mens – neerkomt op versnelling. “Hoewel de grootste dieren in theorie de snelste zouden kunnen zijn, weerhoudt de energie en tijd die nodig zijn om hun grotere lichamen te versnellen, hen ervan dit ooit te bereiken.”
Theoretisch, zegt Hirt, zou een olifant bij een lineaire schaalverdeling tussen grootte en snelheid een topsnelheid kunnen bereiken van . In werkelijkheid bereiken ze een maximum van ongeveer . “Grotere dieren raken uitgeput van de energie die door de spieren wordt geleverd voordat ze hun theoretisch mogelijke maximumsnelheid kunnen bereiken,” zegt Hirt.
Het model geldt ook voor uitgestorven soorten. Van T. rex werd eerder gedacht dat hij tot 45 mijl per uur kon lopen, maar gezien zijn negen ton wegende gestalte, klokte de therapode waarschijnlijk af op ongeveer 16,5 mijl per uur. De gemiddelde volwassen mens kan ongeveer 15 mijl per uur lopen, en Usain Bolt, die bekend staat als de snelste mens ter wereld, kan een indrukwekkende snelheid van 27 mijl per uur halen. Hoewel Bolt de T. rex met gemak kan verslaan, kan hij volgens het onderzoek een serieuze bedreiging hebben gehad van de Velociraptor, die tot 34 mijl per uur kon rennen.
Andere dinosaurussen zouden net zo, misschien teleurstellend, langzaam zijn. Net als grotere olifanten en walvissen zou de Brachiosaurus met minder dan 11 km per uur hebben rondgestampt, en de Apatosaurus (in de volksmond bekend als Brontosaurus) zou met 7,6 km per uur moe worden.
Eindelijk is gewicht echter niet de enige beslissende factor. Uit de studie blijkt dat warmbloedige dieren zich op het land sneller kunnen voortbewegen dan vergelijkbare koudbloedige, maar dat in de oceaan het omgekeerde het geval is.
De biomechanica van elk dier is ook van doorslaggevend belang – de mensen in de studie wogen slechts 11 pond meer dan de grootste cheetah, maar de wilde kat kan bijna drie keer zo snel rennen.