De enorma, köttätande dinosaurierna som porträtteras i Jurassic Park springer tillräckligt fort för att lätt kunna jaga ner människor. Men enligt en ny studie som publicerades denna vecka i
Receive emails about upcoming NOVA programs and related content, as well as featured reporting about current events through a science lens.
Nature Ecology & Evolution , T. rex may not be the Jeep-catching monster we’ve seen in the movies.
I en omfattande artöverskridande studie jämförde ett team av tyska forskare nästan 500 olika djur, i storlek från pyttesmå sniglar som väger 30 mikrogram till massiva valar på upp till 100 ton. Forskarna skapade en matematisk modell för att beskriva hur djuren rör sig. De tog hänsyn till deras vikt och miljöns egenskaper – luft, land eller vatten – för att beräkna hur snabbt de kunde accelerera under korta sprintar.
Studien avslöjade en grundläggande begränsning för djurens snabbhet: större djur har ett större antal
”snabbkopplade” muskler som snabbt kan generera kraft, men dessa muskler tröttnar också lätt. Under sprintar kan snabbkopplade muskler bara lagra en begränsad mängd energi, så mindre djur kan snabbt nå sin maximala hastighet. Avvägningen mellan ökad storlek och muskelmassa och ökad tröghet innebär att geparder är mycket snabbare än de ökända jätteödlorna.
Som ett resultat av detta ökar djurens hastighet, till en viss punkt. Över den vikt som gepardar (på land), marlinar (i vatten) eller pilgrimsfalkar (i luften) har, börjar ett djurs topphastighet att avta. Forskarna beskrev förhållandet mellan kroppsmassa och topphastighet med hjälp av en relativt enkel parabolisk båge. Med hjälp av den hävdar de att de kan förutsäga ett djurs hastighet oavsett om det flyger, simmar eller springer.
Matt Burgess intervjuade Myriam Hirt, huvudförfattare till artikeln för Wired :
Hirt, från det tyska centret för integrativ forskning om biologisk mångfald, förklarar att topphastigheterna hos ett djur – inklusive människor – beror på acceleration. ”Även om de största djuren i teorin skulle kunna vara de snabbaste, hindrar den energi och tid som krävs för att accelerera deras större kroppar dem från att någonsin uppnå detta.”
Hirt säger att om skalning av storlek och hastighet vore linjär skulle en elefant teoretiskt sett kunna nå en topphastighet på . I verkligheten når de sin maxhastighet på ungefär . ”Större djur tar slut på den energi som musklerna levererar innan de kan nå sin teoretiskt möjliga maxhastighet”, säger Hirt.
Modellen gäller även för utdöda arter. T. rex ansågs tidigare kunna springa upp till 45 km/h, men med tanke på dess ram på nio ton klarade terapoden troligen av att springa i ungefär 16,5 km/h. En genomsnittlig vuxen människa kan springa i ungefär 15 km/h, och Usain Bolt, som är den snabbaste människan i livet, kan springa upp till imponerande 27 km/h. Även om Bolt lätt kan överträffa T. rex , kan han ha stått inför ett allvarligt hot från Velociraptor , som enligt forskningen kunde springa upp till 34 mph.
Andra dinosaurier skulle vara lika, kanske besviket, långsamma. I likhet med större elefanter och valar skulle Brachiosaurus ha stampat omkring i mindre än 11 km/h, och Apatosaurus (populärt känd som Brontosaurus ) skulle ha tröttnat i 7,6 km/h.
I slutändan är vikten dock inte den enda avgörande faktorn. Studien visade att på land kan varmblodiga djur röra sig snabbare än jämförbara kallblodiga djur, men i havet är det tvärtom.
Det är också viktigt med varje djurs biomekanik – människorna i studien vägde bara 11 pund mer än den största geparden, men den vilda katten kan springa nästan tre gånger så fort.