Comment dépasser un dinosaure

Un Tyrannosaurus rex adulte était absurdement énorme et absurdement puissant. Il avait des rangées de dents qu’il pouvait enfoncer dans l’os de Triceratops, pouvait lancer des morceaux de viande de taille humaine à 16 pieds dans les airs avec ses mâchoires, était aussi grand qu’une girafe et, avec ses neuf tonnes, était aussi lourd qu’un éléphant. Et pourtant, si vous en voyez un, vous ne devriez être que légèrement inquiet. Le Tyrannosaurus rex avait proportionnellement plus de muscles consacrés à ses mouvements que presque tous les animaux ayant jamais vécu, me dit Eric Snively, un biologiste de l’État d’Oklahoma qui étudie la biomécanique des dinosaures. Et pourtant, vous pourriez probablement y échapper, car un Tyrannosaure ne pouvait pas courir.

J’ai demandé à John R. Hutchinson, auteur principal d’un article dans Nature intitulé « Tyrannosaurus Was Not a Fast Runner », à quoi ressemblerait la performance d’un Tyrannosaure dans une course. « Un jogging sur une courte distance est à peu près le meilleur résultat auquel on puisse s’attendre », a-t-il répondu. « Et pas avec un départ rapide, non plus. »

Le Tyrannosaure incroyablement puissant et long sur pattes était lent pour la même raison mathématique que sa disparition dans le puits de mine a été si éruptive. Comme la surface, la force des os ne s’élève au carré que si le volume est en cube. Il en résulte qu’à mesure qu’un animal augmente en taille, il lui faut proportionnellement plus de muscles et d’os des pattes pour se tenir debout, se déplacer et courir. Au-delà d’une certaine taille, cette dernière devient physiquement impossible. Malgré toute sa masse musculaire, les os des jambes du Tyrannosaurus rex se seraient brisés sous le stress d’un jogging rapide. À en juger par sa masse, ses muscles et ses os, Snively ne pense pas qu’un Tyrannosaurus rex adulte ait pu se déplacer à plus de 30 ou 41 km/h. (Bien que la vitesse de 30 km/h soit proche de celle des autres animaux). (Bien que la vitesse de 30 km/h soit proche de la vitesse maximale d’un être humain typique, selon le conditionnement – elle équivaut à un sprint de 20 secondes sur 100 mètres ou à un mile de 5 minutes – la lenteur de l’accélération du T. rex et ses dents inspirantes donneraient au coureur moyen une chance raisonnable de dépasser ou de déjouer le lourd prédateur.)1

Bien sûr, le Tyrannosaurus rex serait loin d’être votre seule préoccupation. De nombreux dinosaures carnivores de différentes tailles pourraient s’intéresser à vous grignoter, et le fait que vous puissiez les distancer dépend à nouveau de leur poids.

Il y a trois ans, la biologiste Myriam Hirt, qui étudie les mouvements des animaux au Centre allemand de recherche sur la biodiversité, a posé une question apparemment simple : Comment se fait-il que les animaux les plus grands et les plus puissants – baleines, éléphants et rhinocéros – ne soient pas les plus rapides, alors que les plus petits – souris, vairons et mille-pattes – sont parmi les plus lents ? Cela implique-t-il qu’il existe une taille optimale pour la vitesse ?

La réponse, selon Hirt, est oui. Si vous conceviez un animal pour la vitesse, cet animal devrait peser environ 200 livres. Un peu plus lourd pour un nageur, et un peu plus léger pour un voleur.

Hirt a trouvé une relation parabolique précise entre la taille et la vitesse qui suggère non seulement que vous devez craindre le plus les dinosaures de taille moyenne, mais aussi que vous ne devriez pas craindre du tout les plus grands. La raison, me dit-elle, est le résultat de l’interaction entre la puissance, l’accélération et le métabolisme qui alimente les deux.

La vitesse maximale d’un animal, a découvert Hirt, est le point de rencontre de deux facteurs. Le premier est la puissance musculaire totale de l’animal, qui est proportionnelle à sa masse. Mais le second est sa capacité à accélérer cette masse, qui n’est pas proportionnelle. L’accélération dépend de la puissance musculaire anaérobie ou de l’énergie ATP stockée dans les fibres musculaires. Ces muscles dits à contraction rapide produisent les contractions rapides et puissantes nécessaires à l’accélération, mais ils s’épuisent rapidement. Et leur capacité est déterminée par le métabolisme.

Pour des raisons qui ne sont pas totalement comprises, la production d’énergie d’un animal (métabolisme) diminue proportionnellement à sa masse (plus précisément, elle diminue à la puissance 0,75). Si nous avions le métabolisme proportionnel à celui d’une souris, nous devrions manger environ 25 livres de nourriture par jour. Au lieu de cela, nous n’en mangeons qu’environ quatre. Les animaux plus grands sont donc plus forts et plus efficaces mais produisent proportionnellement moins d’énergie pour accélérer et vaincre leur inertie.

En créant une formule simple qui représente cet équilibre, Hirt a prédit les vitesses des animaux en se basant uniquement sur leur poids. Lorsqu’elle l’a placée sur un graphique à côté des vitesses mesurées des animaux modernes, le résultat ressemblait à quelque chose comme ceci :

Plus intriguant (du moins pour nos objectifs), la découverte de Hirt lui a permis de prédire les vitesses des plus grands dinosaures. Lorsqu’elle a branché les poids des dinosaures sur sa formule, voici ce qu’elle a trouvé :

Grâce aux limites du métabolisme et de la masse, nous pouvons éliminer tous les dinosaures de plus de 6 000 livres environ comme menace prédatrice. Il n’y a probablement aucun animal de cette taille ou plus, ni aujourd’hui ni à aucun moment de l’histoire, qu’un jeune humain bien conditionné ne pourrait pas dépasser.

Malheureusement, il existe de nombreuses menaces prédatrices qui pèsent nettement moins. La découverte de Hirt révèle une limite de vitesse pour les plus grands dinosaures, mais sous cette limite, la taille d’un animal n’est pas le seul déterminant de sa vitesse. Il est clair que deux espèces ayant à peu près le même poids, comme l’homme et le guépard, peuvent courir à des vitesses très différentes selon la conception de leur corps. Avant de chausser vos chaussures de course, vous devez connaître la vitesse exacte de votre adversaire. Vous devez savoir si vous pouvez dépasser le dinosaure au loin ou si vous pariez votre vie sur une course contre un roadrunner reptilien.

Mais comment déterminer la vitesse précise d’une espèce disparue en se basant sur rien d’autre que des os et quelques empreintes fossilisées ?

Heureusement, dans une étude publiée en mai dans PLOS One, un groupe de scientifiques dirigé par le paléontologue Alexander Dececchi a réussi à estimer les vitesses de 71 dinosaures différents en combinant les données de Hirt avec une équation développée par un zoologiste britannique nommé Robert Alexander. (En 1976, Alexander a fait la remarquable observation que tous les animaux, du furet au rhinocéros, courent avec une démarche dynamiquement similaire, terme d’ingénierie utilisé lorsque des mouvements peuvent être rendus identiques simplement en changeant leurs pendules oscillants de tailles différentes. Tout comme vous pouvez résoudre la fréquence de balancement d’un pendule si vous connaissez sa longueur et son angle, la découverte d’Alexander a permis aux scientifiques d’estimer la vitesse de course d’un dinosaure en se basant uniquement sur la hauteur de ses hanches et la longueur de sa foulée.)

Malheureusement, ce n’est pas plus qu’une formule approximative avec la possibilité d’une erreur grave, me dit Hutchinson. Par exemple, les calculs de Dececchi suggèrent que l’Albertosaurus carnivore courait à 22 mph. Cela vous donnerait une certaine possibilité de vous échapper. Mais il y a une chance qu’il court plus comme un guépard. Dans ce cas… ¯\_(ツ)_/¯

Néanmoins, les découvertes d’Alexander et de Hirt ont fourni des informations intrigantes sur le comportement, l’athlétisme et l’évolution des dinosaures. En comparant la longueur de la foulée, le poids et la vitesse de course d’un Tyrannosaurus, l’étude de Dececchi a révélé que le Tyrannosaurus n’a pas évolué avec ses longues pattes pour augmenter sa vélocité. Sa vitesse, ont-ils constaté, était déjà limitée par sa capacité d’accélération. Au lieu de cela, le Tyrannosaurus a développé sa stature de jambes pour améliorer son efficacité et son endurance à la marche. Leurs résultats suggèrent que si vous voyagez dans le temps à l’époque des dinosaures, le T. rex ne pourrait pas vous dépasser, mais il pourrait vous traquer comme un Jason Voorhees de la fin du Crétacé. (Bien que Snively me dise qu’il ne le ferait probablement pas, simplement parce qu’un Tyrannosaurus rex adulte chassait des proies beaucoup plus grandes, comme l’Edmontosaurus ou le Triceratops.)

Les estimations de Dececchi indiquent clairement, cependant, que d’autres menaces carnivores seraient plus difficiles à éluder. Il y a trop de carnivores de taille moyenne, rapides et dangereux pour en faire un recueil complet. Cependant, nous pouvons utiliser quelques espèces à titre d’exemple. Si le dinosaure que vous voyez a des dimensions corporelles similaires à l’un de ceux énumérés ci-dessous, attendez-vous à des performances athlétiques similaires.

Dromaeosauridae (alias raptors) | Légèrement préoccupant.2

Albertosaurus | Préoccupant.

Deltadromeus | Très préoccupant.

À moins que vous ne soyez en lice pour une médaille d’or ou que vous soyez, à tout le moins, un sprinter amateur rapide, tous ces dinosaures vous surclassent athlétiquement. Pourtant, tout n’est pas perdu si l’un d’eux attaque. Des études sur les courses-poursuites entre guépard et impalas, et lions et zèbres, prouvent qu’un animal proie comme vous a quelques avantages significatifs.

Alan Wilson, professeur au Royal Veterinary College de l’Université de Londres qui étudie la biomécanique locomotrice, a fixé des accéléromètres à ces prédateurs et à leurs proies pour calculer leur vitesse, leur agilité et leur tactique exactes lors d’une course-poursuite – et en est ressorti avec des résultats encourageants. Ses mesures suggèrent que le guépard est capable de courir à une vitesse d’au moins 53 miles par heure, alors que sa proie, l’impala, ne dépasse pas les 40 miles. De même, le lion peut atteindre 46 miles par heure, alors que le zèbre n’en fait que 31. Mais malgré leur retard considérable, l’impala et le zèbre réussissent à échapper à leurs poursuivants dans deux poursuites sur trois. Et même si le lion est plus rapide que l’impala, son taux de capture est suffisamment faible pour qu’il ne tente même pas de le poursuivre dans un champ ouvert. Les résultats de Wilson suggèrent qu’un dinosaure qui vous poursuit ne peut pas vous attraper à moins d’être nettement plus rapide.

Mais c’est seulement si vous savez courir. Si vous vous contentez de fuir à toute vitesse ces reptiles, vous quitterez l’ère mésozoïque en tant que coprolithe. Au lieu de cela, pour réussir à échapper à un poursuivant plus athlétique, vous devez courir intelligemment. Vous devez utiliser des tactiques. Et surtout, vous devez être imprévisible.

Lorsque l’accéléromètre de Wilson a mesuré la vitesse des impalas fuyant les guépards, il a constaté que, bien qu’ils soient capables d’atteindre une vitesse fulgurante de 40 miles par heure, dans une course pour leur vie, ils ne couraient presque jamais plus vite que 31. L’explication de ce résultat surprenant, conclut son étude, est qu’à vitesse maximale, un animal sacrifie sa maniabilité. Leurs angles de braquage s’élargissent à grande vitesse, et leur trajectoire est donc beaucoup plus prévisible. Pour réussir à échapper à un guépard ou, dans ce cas, à un dinosaure, vous devez faire en sorte que votre poursuivant ne puisse pas prévoir votre trajectoire. Cela nécessite des virages serrés et soudains que vous ne pouvez effectuer qu’à vitesse réduite.

Lorsque Wilson a branché les paramètres athlétiques du prédateur et de la proie dans un modèle informatique et a effectué des simulations, il a découvert deux tactiques simples que les personnes poursuivies doivent employer. Premièrement, lorsque le dinosaure commence à vous poursuivre, changez fréquemment de cap mais ne décélérez pas. La vitesse de rapprochement élevée du prédateur provoquera des réactions tardives et entraînera des parcours inefficaces. Deuxièmement, lorsque le prédateur se rapproche à deux ou trois enjambées, décélérez rapidement, tournez brusquement et accélérez. Chronométrez cette manœuvre correctement et la vitesse plus rapide de votre poursuivant se traduira par un virage plus large et une perte d’une ou deux foulées sur l’allure. Quand il vous rattrape, recommencez.

Votre objectif est le même que celui de l’impala : Gagner du temps. Vous aurez l’avantage de l’endurance. Des études récentes comme celle de Dececchi suggèrent que certaines espèces de dinosaures pouvaient posséder une endurance remarquable pour leur taille – mais vos hanches élastiques, vos tendons d’Achille extensibles et vos systèmes de refroidissement efficaces font de vous l’un des plus grands coureurs d’endurance que la nature ait jamais créés. Plus la course est longue, plus vos chances sont grandes.

À un moment malheureux cependant, la disparité athlétique franchit un certain seuil, et aucune quantité de virages correctement chronométrés ne sera suffisante. Ce sera probablement le cas si vous vous retrouvez contre ce qui, selon Snively, serait votre plus dangereux poursuivant – le même Tyrannosaurus rex dont nous avons parlé, mais avec une différence significative. Ce ne sont pas les plus gros T. rex adultes que vous devez craindre, dit Snively. Ce sont les jeunes.

Un Tyrannosaurus rex de 14 ans. | Terrifiant.

Contrairement à la plupart des animaux, un T. rex n’est pas à sa plus grande vitesse à l’âge adulte. Au contraire, il atteint sa vitesse maximale dans sa jeunesse avant d’être ralenti par son immense masse. À 14 ans, il est relativement léger avec ses 2 000 livres, sa vitesse est estimée à 33 miles par heure et ses mâchoires sont déjà assez fortes pour vous arracher les os. Le jeune T. rex est également plus susceptible d’attaquer, car contrairement à un adulte, qui chassait des dinosaures à bec de canard de 7 000 livres et des Triceratops de cinq tonnes, un Tyrannosaurus adolescent a probablement mangé des animaux de votre taille.

À moins que vous ne soyez un sprinter olympique – auquel cas vous pourriez avoir une chance semblable à celle d’un impala – vous devrez peut-être recourir à d’autres moyens de fuite. Vous aurez peut-être besoin de la chance d’une petite grotte dans laquelle vous pourrez vous faufiler ou d’un roncier épais dans lequel vous pourrez plonger tête baissée. Vous pouvez aussi créer votre propre chance en faisant tomber le Tyrannosaurus dans un piège. Essayez de poser une couverture de broussailles sur un point d’eau, une fosse bordée de piquets ou, si vous préférez un résultat éruptif, sur un puits de mine très profond.

Illustrations de Cody Cassidy. Graphiques par Myriam Hirt, Cody Cassidy, Personnel de Wired

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