Wie man einen Dinosaurier überholt

Ein ausgewachsener Tyrannosaurus rex war absurd groß und absurd stark. Er hatte Zahnreihen, mit denen er Triceratops-Knochen durchstoßen konnte, konnte mit seinen Kiefern menschengroße Fleischbrocken 16 Fuß hoch in die Luft schleudern, war so groß wie eine Giraffe und mit neun Tonnen so schwer wie ein Elefant. Und doch sollte man beim Anblick eines solchen Tieres nur wenig beunruhigt sein. Der Tyrannosaurus rex hatte proportional mehr Muskeln für seine Bewegungen als fast jedes andere Tier, das je gelebt hat, erklärt mir Eric Snively, ein Biologe an der Oklahoma State University, der die Biomechanik von Dinosauriern untersucht. Und doch könnte man ihm wahrscheinlich entkommen, denn ein Tyrannosaurus konnte nicht laufen.

Ich fragte John R. Hutchinson, den Hauptautor eines Artikels in Nature mit dem Titel „Tyrannosaurus Was Not a Fast Runner“ (Tyrannosaurus war kein schneller Läufer), wie die Leistung eines Tyrannosaurus bei einem Rennen aussehen würde. „Ein Kurzstrecken-Jogging ist das Beste, was wir erwarten würden“, sagte er. „Und auch nicht mit einem schnellen Start.“

Der unglaublich kräftige, langbeinige Tyrannosaurus war aus demselben mathematischen Grund langsam, aus dem sein Untergang im Minenschacht so eruptiv war. Wie die Oberfläche ist auch die Knochenstärke nur quadratisch, wenn man das Volumen würfelt. Das Ergebnis ist, dass ein Tier mit zunehmender Größe proportional mehr Muskeln und Beinknochen benötigt, um zu stehen, sich zu bewegen und zu laufen. Ab einer bestimmten Größe wird letzteres physisch unmöglich. Trotz seiner enormen Muskelmasse wären die Beinknochen des Tyrannosaurus rex bei mehr als der Belastung eines zügigen Laufs zerbrochen. Nach seiner Masse, seinen Muskeln und Knochen zu urteilen, glaubt Snively nicht, dass sich ein erwachsener Tyrannosaurus rex schneller als 12 oder 13 Meilen pro Stunde hätte bewegen können. (Obwohl 12 Meilen pro Stunde, je nach Kondition, in etwa der Höchstgeschwindigkeit eines typischen Menschen entspricht – das entspricht einem 20-Sekunden-Sprint über 100 Meter oder einer 5-Minuten-Meile -, hätten die langsame Beschleunigung des T. rex und seine beeindruckenden Zähne dem durchschnittlichen Läufer eine vernünftige Chance gegeben, das schwerfällige Raubtier zu überholen oder auszumanövrieren.)1

Natürlich wäre der Tyrannosaurus rex kaum Ihre einzige Sorge. Zahlreiche fleischfressende Dinosaurier unterschiedlicher Größe könnten daran interessiert sein, Sie zu vernaschen, und ob Sie ihnen wieder davonlaufen könnten, hängt von ihrem Gewicht ab.

Vor drei Jahren stellte die Biologin Myriam Hirt, die am Deutschen Zentrum für Biodiversitätsforschung die Bewegungen von Tieren untersucht, eine scheinbar einfache Frage: Wie kommt es, dass die größten und stärksten Tiere – Wale, Elefanten und Nashörner – nicht die schnellsten sind, während die kleinsten – Mäuse, Elritzen und Tausendfüßler – zu den langsamsten gehören? Bedeutet das, dass es eine optimale Größe für Geschwindigkeit gibt?

Die Antwort, so Hirt, lautet ja. Wenn man ein Tier auf Schnelligkeit auslegt, sollte es etwa 200 Pfund wiegen. Ein bisschen schwerer für einen Schwimmer und ein bisschen leichter für einen Flieger.

Hirt fand eine genaue parabolische Beziehung zwischen Größe und Geschwindigkeit, die nicht nur nahelegt, dass man die mittelgroßen Dinosaurier am meisten fürchten muss, sondern auch, dass man die größten überhaupt nicht fürchten sollte. Der Grund dafür, so erklärt sie mir, liegt im Zusammenspiel von Kraft, Beschleunigung und dem Stoffwechsel, der beides antreibt.

Die Höchstgeschwindigkeit eines Tieres, so fand Hirt heraus, ist der Schnittpunkt zweier Faktoren. Der erste ist die gesamte Muskelkraft eines Tieres, die proportional zu seiner Masse ist. Der zweite Faktor ist die Fähigkeit des Tieres, diese Masse zu beschleunigen, die nicht skaliert. Die Beschleunigung hängt von der anaeroben Muskelkraft oder der gespeicherten ATP-Energie in den Muskelfasern ab. Diese so genannten schnell zuckenden Muskeln erzeugen die schnellen, kraftvollen Kontraktionen, die für die Beschleunigung erforderlich sind, aber sie sind schnell erschöpft. Und ihre Kapazität wird durch den Stoffwechsel bestimmt.

Aus Gründen, die nicht vollständig geklärt sind, nimmt die Energieproduktion (Stoffwechsel) eines Tieres proportional zu seiner Masse ab (genauer gesagt, sie nimmt hoch 0,75 ab). Hätten wir einen Stoffwechsel, der proportional zu dem einer Maus ist, müssten wir etwa 25 Pfund Nahrung pro Tag zu uns nehmen. Stattdessen essen wir nur etwa vier. Größere Tiere sind also stärker und leistungsfähiger, verbrauchen aber proportional weniger Energie, um zu beschleunigen und ihre Trägheit zu überwinden.

Durch die Erstellung einer einfachen Formel, die dieses Gleichgewicht darstellt, konnte Hirt die Geschwindigkeiten von Tieren allein auf der Grundlage ihres Gewichts vorhersagen. Als sie diese Formel in ein Diagramm mit den gemessenen Geschwindigkeiten moderner Tiere eintrug, sah das Ergebnis etwa so aus:

Am interessantesten (zumindest für unsere Zwecke) war, dass Hirts Entdeckung es ihr ermöglichte, die Geschwindigkeiten der größten Dinosaurier vorherzusagen. Als sie die Gewichte der Dinosaurier in ihre Formel einsetzte, fand sie Folgendes heraus:

Dank der Grenzen des Stoffwechsels und der Masse können wir jeden Dinosaurier, der mehr als ungefähr 6.000 Pfund wiegt, als räuberische Gefahr ausschließen. Es gibt wahrscheinlich kein Tier dieser Größe oder größer, weder heute noch zu irgendeinem Zeitpunkt in der Geschichte, das ein junger, gut trainierter Mensch nicht überholen könnte.

Unglücklicherweise gibt es zahlreiche räuberische Bedrohungen, die wesentlich weniger wiegen. Hirts Entdeckung zeigt eine Geschwindigkeitsgrenze für die größten Dinosaurier, aber unterhalb dieser Grenze ist die Größe eines Tieres nicht die einzige Determinante für seine Geschwindigkeit. Es liegt auf der Hand, dass zwei Arten, die ungefähr gleich schwer sind – wie zum Beispiel der Mensch und der Gepard – je nach Körperbau sehr unterschiedlich schnell laufen können. Bevor du deine Laufschuhe schnürst, musst du die genaue Geschwindigkeit deines Gegners kennen. Man muss wissen, ob man den Dinosaurier in der Ferne überholen kann oder ob man sein Leben auf ein Rennen gegen einen reptilienartigen Straßenläufer verwettet.

Aber wie kann man die genaue Geschwindigkeit einer ausgestorbenen Spezies bestimmen, wenn man nur Knochen und ein paar versteinerte Fußabdrücke hat?

Glücklicherweise gelang es einer Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung des Paläontologen Alexander Dececchi in einer Studie, die im Mai in PLOS One veröffentlicht wurde, die Geschwindigkeiten von 71 verschiedenen Dinosauriern zu schätzen, indem sie die Daten von Hirt mit einer Gleichung kombinierten, die von einem britischen Zoologen namens Robert Alexander entwickelt wurde. (1976 machte Alexander die bemerkenswerte Beobachtung, dass alle Tiere, vom Frettchen bis zum Nashorn, mit einem dynamisch ähnlichen Gang laufen. Dies ist ein technischer Begriff, der verwendet wird, wenn Bewegungen einfach dadurch gleich gemacht werden können, dass man ihre schuppenartig schwingenden Pendel unterschiedlicher Größe verändert. Genauso wie man die Schwingungsfrequenz eines Pendels bestimmen kann, wenn man seine Länge und seinen Winkel kennt, ermöglichte Alexanders Entdeckung den Wissenschaftlern, die Laufgeschwindigkeit eines Dinosauriers nur anhand seiner Hüfthöhe und Schrittlänge zu schätzen.)

Unglücklicherweise ist es nicht mehr als eine grobe Formel mit der Möglichkeit eines schwerwiegenden Fehlers, sagt Hutchinson mir. Dececchis Berechnungen legen zum Beispiel nahe, dass der fleischfressende Albertosaurus 22 mph lief. Damit hätten Sie eine gewisse Chance zu entkommen. Aber es besteht die Möglichkeit, dass er eher wie ein Gepard rennt. In diesem Fall … ¯\_(ツ)_/¯

Alles in allem haben Alexanders und Hirts Ergebnisse faszinierende Einblicke in das Verhalten, die Athletik und die Evolution von Dinosauriern gewährt. Durch den Vergleich der Schrittlänge, des Gewichts und der Laufgeschwindigkeit eines Tyrannosaurus ergab die Studie von Dececchi, dass der Tyrannosaurus seine langen Beine nicht entwickelt hat, um seine Geschwindigkeit zu erhöhen. Seine Geschwindigkeit, so fanden sie heraus, war bereits durch seine Fähigkeit, zu beschleunigen, begrenzt. Stattdessen entwickelte der Tyrannosaurus seinen langbeinigen Körperbau, um seine Effizienz und Ausdauer beim Laufen zu verbessern. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Tyrannosaurus Rex bei einer Zeitreise in das Zeitalter der Dinosaurier zwar nicht schneller sein könnte als Sie, aber er könnte sich an Sie heranpirschen wie ein Jason Voorhees aus der späten Kreidezeit. (Obwohl Snively mir sagt, dass er das wahrscheinlich nicht tun würde, einfach weil ein ausgewachsener Tyrannosaurus rex viel größere Beute jagte, wie den Edmontosaurus oder Triceratops.)

Dececchis Schätzungen machen jedoch deutlich, dass es schwieriger wäre, anderen fleischfressenden Bedrohungen zu entkommen. Es gibt zu viele mittelgroße, schnelle und gefährliche Fleischfresser, um ein vollständiges Kompendium zu erstellen. Wir können jedoch einige Arten als Beispiele anführen. Wenn der Dinosaurier, den Sie sehen, ähnliche Körpermaße hat wie einer der unten aufgeführten, erwarten Sie eine ähnliche athletische Leistung.

Dromaeosauridae (auch bekannt als Raptoren) | Mild concerning.2

Albertosaurus | Besorgniserregend.

Deltadromeus | Sehr besorgniserregend.

Wenn Sie nicht gerade um eine Goldmedaille kämpfen oder zumindest ein schneller Amateursprinter sind, sind Ihnen all diese Dinosaurier sportlich überlegen. Dennoch ist nicht alles verloren, wenn einer angreift. Studien über die Verfolgungsjagden zwischen Geparden und Impalas sowie Löwen und Zebras belegen, dass ein Beutetier wie Sie einige entscheidende Vorteile hat.

Alan Wilson, Professor am Royal Veterinary College der Universität London, der sich mit der Biomechanik des Bewegungsapparats befasst, brachte Beschleunigungsmesser an diesen Raubtieren und ihrer Beute an, um ihre genaue Geschwindigkeit, Beweglichkeit und Taktik bei einer Verfolgungsjagd zu berechnen – und kam zu ermutigenden Ergebnissen. Seine Messungen deuten darauf hin, dass der Gepard in der Lage ist, mindestens 53 Meilen pro Stunde zu laufen, während seine Beute, das Impala, nur 40 Meilen pro Stunde erreicht. Ebenso kann der Löwe 46 Meilen pro Stunde erreichen, während das Zebra nur 31 Meilen pro Stunde läuft. Doch trotz ihres erheblichen Geschwindigkeitsdefizits gelingt es sowohl dem Impala als auch dem Zebra in zwei von drei Fällen, ihren Verfolgern zu entkommen. Und obwohl der Löwe schneller ist als das Impala, ist seine Fangquote so gering, dass er nicht einmal versucht, das Impala auf einem offenen Feld zu verfolgen. Wilsons Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein verfolgender Dinosaurier einen nur dann einholen kann, wenn er deutlich schneller ist.

Aber nur, wenn man weiß, wie man rennt. Wenn du nur mit Höchstgeschwindigkeit vor diesen Reptilien fliehst, wirst du das Mesozoikum als Koprolith verlassen. Um einem athletischeren Verfolger erfolgreich zu entkommen, muss man clever rennen. Man muss taktisch vorgehen. Und vor allem muss man unberechenbar sein.

Als Wilsons Beschleunigungsmesser die Geschwindigkeiten von Impalas auf der Flucht vor Geparden maß, stellte er fest, dass sie zwar zu einer rasanten Geschwindigkeit von 40 Meilen pro Stunde fähig sind, aber in einem Rennen um ihr Leben fast nie schneller als 31 rannten. Die Erklärung für dieses überraschende Ergebnis, so die Schlussfolgerung seiner Studie, ist, dass ein Tier bei Höchstgeschwindigkeit seine Manövrierfähigkeit opfert. Bei höheren Geschwindigkeiten vergrößert sich der Wendewinkel, so dass die Flugbahn viel besser vorhersehbar ist. Um einem verfolgenden Geparden – oder in diesem Fall einem Dinosaurier – erfolgreich zu entkommen, müssen Sie sicherstellen, dass Ihr Verfolger Ihren Kurs nicht vorhersagen kann. Das erfordert scharfe, plötzliche Wendungen, die Sie nur bei reduzierter Geschwindigkeit ausführen können.

Als Wilson die sportlichen Parameter von Raubtier und Beute in ein Computermodell einfügte und Simulationen durchführte, fand er zwei einfache Taktiken, die die Gejagten anwenden müssen. Erstens: Wenn der Dinosaurier anfängt, dich zu verfolgen, ändere häufig den Kurs, bremse aber nicht ab. Die hohe Annäherungsgeschwindigkeit des Raubtiers führt zu verspäteten Reaktionen und damit zu ineffizienten Routen. Zweitens: Wenn das Raubtier bis auf zwei oder drei Schritte herankommt, bremsen Sie schnell ab, wenden Sie scharf und beschleunigen Sie. Wenn Sie dieses Manöver richtig timen, führt die höhere Geschwindigkeit Ihres Verfolgers zu einer weiteren Kurve und einem Verlust von ein oder zwei Schritten. Wenn er dich einholt, wiederhole es.

Dein Ziel ist das gleiche wie das des Impalas: Zeit zu gewinnen. Sie werden den Vorteil der Ausdauer haben. Jüngste Studien wie die von Dececchi legen nahe, dass einige Dinosaurierarten für ihre Größe eine bemerkenswerte Ausdauer besaßen – aber Ihre federnden Hüften, dehnbaren Achillessehnen und effizienten Kühlsysteme machen Sie zu einem der besten Ausdauerläufer, die die Natur je geschaffen hat. Je länger das Rennen dauert, desto größer sind Ihre Chancen.

An einem bestimmten Punkt jedoch überschreitet das sportliche Gefälle eine bestimmte Schwelle, und keine noch so gut getimte Runde wird ausreichen. Das wird wahrscheinlich der Fall sein, wenn du gegen das antrittst, was laut Snively dein gefährlichster Verfolger ist – derselbe Tyrannosaurus Rex, über den wir gesprochen haben, aber mit einem bedeutenden Unterschied. Es sind nicht die größten, ausgewachsenen Tyrannosaurus rex, die Sie fürchten sollten, sagt Snively. Es sind die Jungtiere.

Ein 14 Jahre alter Tyrannosaurus rex. | Beängstigend.

Im Gegensatz zu den meisten Tieren ist ein T. rex als Erwachsener nicht am schnellsten. Stattdessen erreicht er seine Höchstgeschwindigkeit in seiner Jugend, bevor er durch seine immense Masse gebremst wird. Mit 14 Jahren ist er mit 2.000 Pfund relativ geschmeidig, hat eine geschätzte Geschwindigkeit von 33 Meilen pro Stunde und hat bereits Kiefer, die stark genug sind, um deine Knochen zu durchbrechen. Der junge T. rex greift auch eher an, denn anders als ein erwachsener Tyrannosaurus, der 7.000 Pfund schwere Entenschnabelsaurier und fünf Tonnen schwere Triceratops gejagt hat, hat ein jugendlicher Tyrannosaurus wahrscheinlich Tiere Ihrer Größe gefressen.

Sofern Sie kein olympischer Sprinter sind – in diesem Fall haben Sie vielleicht eine impala-ähnliche Chance -, müssen Sie vielleicht auf andere Mittel zur Flucht zurückgreifen. Vielleicht brauchst du das Glück einer kleinen Höhle, in die du dich hineinzwängen kannst, oder eines dichten Dornengestrüpps, in das du kopfüber eintauchen kannst. Oder du kannst dein eigenes Glück machen, indem du den Tyrannosaurus in eine Falle lockst. Versuchen Sie, eine Decke aus Gestrüpp über eine Wasserstelle, eine mit Pfählen ausgelegte Grube oder, wenn Sie ein eruptives Ergebnis bevorzugen, über einen sehr tiefen Minenschacht zu legen.

Illustrationen von Cody Cassidy. Charts von Myriam Hirt, Cody Cassidy, Wired Staff

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