Король мелового
периода – Тиранозавр (Tyrannosaurus)
стоял на двух мощных задних ногах и убивал
потенциальную добычу с помощью сильного и
смертельного захвата. Этот динозавр был
крупным хищным. Но мог ли он быстро бегать?
Данный вопрос долго оставался темой научных дебатов палеонтологов. Одни предполагали, что тиранозавр мог развивать максимальную скорость до 45 миль в час, а другие утверждали, что не более 25 миль в час. Аспирант Джон Хутчинсон из Стенфорда вместе с Мариано Гарсиа решил проверить правильность этих предположений с помощью принципов биомеханики.
Исследователи создали компьютерную модель, чтобы вычислить, сколько ножных мышц необходимо наземному животному, для быстрого бега. Их модель основана на анатомическом строении животных, но акцентирована больше на биомеханику. Изменяя различные биомеханические параметры – положение тела, центр тяжести, вес ног и суммарный вес - исследователи могут быстро определять количество физических сил, используемых животным во время движения и количество мышц, необходимых для поддержания тела в определенном положении и сохранения скорости. С помощью этой программы можно создавать двумерные контурограммы для демонстрации того, как животные двигаются, и для изучения условий, при которых могут происходить эти перемещения.
В февральском выпуске журнала “Природа” ученые сообщают, что тиранозавр, скорее всего, не мог быстро перемещаться из-за огромных размеров, а возможно и вообще не мог бегать. Но вопрос еще недостаточно изучен и авторы все же предполагают, что предел скорости тиранозавра колебались от 10 до 25 миль в час.
Когда мелкие животные быстро перемещаются, они затрачивают огромные физические силы на преодоление тяжести своего тела. Такие силы биомеханически недоступны для крупных животных. Водные животные, например киты, меньше ограничены, чем наземные животные, например слоны, потому что вода поддерживает их.
Скелетная мышца имеет аналогичное строение у всех позвоночных животных. Сила, с которой животное может ее напрягать, зависит от площади поперечного сечения мышцы, то есть от двух факторов: длины мышцы и ее ширины. Но вес животного, или масса тела, зависит от трех факторов: длины, ширины и высоты. Математика, основанная на этой физической действительности, приводит к ограничениям.
Именно поэтому, чем больше животное, тем больше должны быть его мышцы, поддерживающие тело. Но, с другой стороны, чем больше становится это животное, тем больше оно прибавляет в весе.
Никто никогда не задумывался над тем, сколько мышц должен был иметь огромный тиранозавр, чтобы быстро бегать, могли ли мышцы генерировать достаточно энергии, чтобы поддержать тело во время бега?
Найти ответ на этот вопрос было не так то просто, поскольку исследователи изучали животное, которое они не могли наблюдать непосредственно. Палеонтологи, изучающие исчезнувших животных по их окаменелым остаткам, не имеют прямых доказательств о способе и скорости их перемещений. Существуют определенные доказательства, что динозавры небольших размеров могли перемещаться быстро, но ничто не указывает на то, что и большие динозавры могли делать тот же самое.
