Ogromne, mięsożerne dinozaury przedstawione w Parku Jurajskim biegają wystarczająco szybko, by z łatwością ścigać ludzi. Ale w oparciu o nowe badania opublikowane w tym tygodniu w czasopiśmie
Otrzymuj e-maile o nadchodzących programach NOVA i powiązanych treściach, a także raporty o bieżących wydarzeniach przez pryzmat nauki.
Nature Ecology & Ewolucja , T. rex może nie być potworem łapiącym jeepy, którego widzieliśmy w filmach.
W obszernym badaniu międzygatunkowym zespół niemieckich naukowców porównał prawie 500 różnych zwierząt, od maleńkich ślimaków ważących 30 mikrogramów do masywnych wielorybów o wadze do 100 ton metrycznych. Naukowcy stworzyli model matematyczny opisujący sposób poruszania się zwierząt, biorąc pod uwagę ich wagę oraz charakterystykę środowiska – powietrza, lądu lub wody – aby obliczyć, jak szybko mogą przyspieszyć w krótkich sprintach.
Badanie ujawniło podstawowe ograniczenie prędkości zwierząt: większe zwierzęta mają większą liczbę
„szybkoskurczowych” mięśni, które mogą szybko generować siłę, ale te mięśnie również łatwo się męczą. Podczas sprintów, mięśnie szybkorozciągliwe mogą przechowywać tylko ograniczoną ilość energii, więc mniejsze zwierzęta mogą szybko osiągnąć swoją maksymalną prędkość. Kompromis pomiędzy zwiększeniem rozmiaru i masy mięśniowej a zwiększeniem bezwładności oznacza, że gepardy są znacznie szybsze niż niesławne olbrzymie jaszczurki.
W rezultacie prędkość zwierząt wzrasta, do pewnego momentu. Powyżej wagi geparda (na lądzie), marlina (w wodzie) lub sokoła wędrownego (w powietrzu), prędkość maksymalna zwierzęcia zaczyna się zmniejszać. Badacze opisali zależność między masą ciała a prędkością maksymalną za pomocą stosunkowo prostego łuku parabolicznego. Dzięki niemu można przewidzieć prędkość zwierzęcia niezależnie od tego, czy lata, pływa czy biega.
Matt Burgess przeprowadził wywiad z Myriam Hirt, główną autorką pracy dla Wired:
Hirt, z niemieckiego Centrum Integracyjnych Badań nad Bioróżnorodnością, wyjaśnia, że najwyższe prędkości zwierząt – w tym ludzi – sprowadzają się do przyspieszenia. „Podczas gdy największe zwierzęta, w teorii, mogłyby być najszybsze, energia i czas wymagany do przyspieszenia ich większych ciał powstrzymuje je przed kiedykolwiek osiągnięciem tego”.
Teoretycznie, mówi Hirt, gdyby skalowanie wielkości i prędkości było liniowe słoń byłby w stanie osiągnąć maksymalną prędkość . W rzeczywistości maxują one na około . „Większe zwierzęta zabraknie energii dostarczanej przez mięśnie, zanim będą w stanie osiągnąć swoją teoretycznie możliwą maksymalną prędkość”, mówi Hirt.
Model ten sprawdza się również w przypadku wymarłych gatunków. Wcześniej sądzono, że T. rex może biec z prędkością do 45 mph, ale biorąc pod uwagę jego dziewięciotonową ramę, terapod prawdopodobnie osiągał prędkość około 16,5 mph. Przeciętny dorosły człowiek może biegać z prędkością około 15 mph, a Usain Bolt, który jest najszybszym żyjącym człowiekiem, może biegać z imponującą prędkością 27 mph. Podczas gdy Bolt może z łatwością wyprzedzić T. rex, on może mieć do czynienia z poważnym zagrożeniem od Velociraptor, który może uruchomić do 34 mph, według badań.
Inne dinozaury byłyby równie, być może rozczarowująco, powolne. Podobnie jak większe słonie i wieloryby, Brachiozaur tupałby z prędkością mniejszą niż 11 mil na godzinę, a Apatozaur (popularnie znany jako Brontozaur) męczyłby się z prędkością 7,6 mil na godzinę.
Ostatecznie jednak waga nie jest jedynym decydującym czynnikiem. Badanie wykazało, że na lądzie zwierzęta ciepłokrwiste mogą poruszać się szybciej niż porównywalne zwierzęta zimnokrwiste, choć w oceanie jest odwrotnie.
Biomechanika każdego zwierzęcia jest również krytyczna – ludzie w badaniu ważyli tylko 11 funtów więcej niż największy gepard, ale dziki kot może biegać prawie trzy razy szybciej.