Come superare un dinosauro

Un Tyrannosaurus rex adulto era assurdamente enorme e assurdamente potente. Aveva file di denti che potevano spingere attraverso l’osso del Triceratopo, poteva lanciare in aria con le sue fauci pezzi di carne di dimensioni umane per 16 piedi, era alto come una giraffa e, con le sue nove tonnellate, era pesante come un elefante. Eppure, se ne vedete uno, dovreste essere solo leggermente preoccupati. Il Tyrannosaurus rex aveva proporzionalmente più muscoli dedicati al suo movimento di quasi tutti gli animali mai vissuti, mi dice Eric Snively, un biologo dell’Oklahoma State che studia la biomeccanica dei dinosauri. E tuttavia si potrebbe probabilmente sfuggire, perché un tirannosauro non poteva correre.

Ho chiesto a John R. Hutchinson, autore principale di un articolo su Nature intitolato “Tyrannosaurus Was Not a Fast Runner”, come sarebbero le prestazioni di un tirannosauro in una corsa. “Una corsetta a breve distanza è circa il meglio che ci aspetteremmo”, ha detto. “E nemmeno con una partenza veloce.”

Il tirannosauro incredibilmente potente e con le gambe lunghe era lento per la stessa ragione matematica per cui la sua morte nel pozzo della miniera è stata così eruttiva. Come la superficie, la forza delle ossa si quadra solo come cubi di volume. Il risultato è che quando un animale aumenta di dimensioni, richiede proporzionalmente più muscoli e ossa delle gambe per stare in piedi, muoversi e correre. Oltre una certa dimensione, quest’ultima diventa fisicamente impossibile. Per tutta la sua massa muscolare, le ossa delle gambe del Tyrannosaurus rex si sarebbero frantumate sotto qualcosa di più dello stress di una corsa veloce. A giudicare dalla sua massa, muscoli e ossa, Snively non crede che un Tyrannosaurus rex adulto avrebbe potuto muoversi più velocemente di 12 o 13 miglia all’ora. (Anche se 12 miglia all’ora si avvicinano alla velocità massima di un tipico essere umano, a seconda della condizione – equivale a uno scatto di 20 secondi sui 100 metri o un miglio di 5 minuti – la lenta accelerazione del T. rex e i suoi denti ispiratori darebbero al corridore medio una ragionevole possibilità di superare l’impronta o la manovra dell’ingombrante predatore.)1

Naturalmente, il Tyrannosaurus rex non sarebbe la tua unica preoccupazione. Numerosi dinosauri carnivori di varie dimensioni potrebbero essere interessati a farvi uno spuntino, e la possibilità di superarli di nuovo dipende dal loro peso.

Tre anni fa la biologa Myriam Hirt, che studia il movimento degli animali presso il Centro tedesco per la ricerca sulla biodiversità, ha posto una domanda apparentemente semplice: Perché gli animali più grandi e potenti – balene, elefanti e rinoceronti – non sono i più veloci, mentre i più piccoli – topi, pesciolini e millepiedi – sono tra i più lenti? L’implicazione è che c’è una dimensione ottimale per la velocità?

La risposta, secondo Hirt, è sì. Se si progettasse un animale per la velocità, quell’animale dovrebbe pesare circa 200 libbre. Un po’ più pesante per un nuotatore, e un po’ più leggero per un volatore.

Hirt ha trovato una precisa relazione parabolica tra dimensioni e velocità che non solo suggerisce che bisogna temere di più i dinosauri di medie dimensioni, ma anche che non si dovrebbe temere affatto i più grandi. La ragione, mi dice, è il risultato dell’interazione tra potenza, accelerazione e il metabolismo che alimenta entrambi.

La velocità massima di un animale, ha scoperto Hirt, è il punto di incontro di due fattori. Il primo è la potenza muscolare totale di un animale, che scala proporzionalmente alla sua massa. Ma il secondo è la sua capacità di accelerare quella massa, che non scala. L’accelerazione dipende dalla potenza muscolare anaerobica o dall’energia ATP immagazzinata nelle fibre muscolari. Questi cosiddetti muscoli a contrazione rapida producono le contrazioni rapide e potenti necessarie per l’accelerazione, ma si esauriscono rapidamente. E la loro capacità è determinata dal metabolismo.

Per ragioni che non sono totalmente comprese, la produzione di energia di un animale (metabolismo) diminuisce proporzionalmente alla sua massa (più precisamente, diminuisce alla potenza di 0,75). Se avessimo un metabolismo proporzionale a quello di un topo, dovremmo mangiare circa 25 libbre di cibo al giorno. Invece, ne mangiamo solo circa 4. Gli animali più grandi sono quindi più forti ed efficienti, ma producono proporzionalmente meno energia per accelerare e vincere la loro inerzia.

Creando una semplice formula che rappresenta questo equilibrio, Hirt ha previsto le velocità degli animali basandosi solo sul loro peso. Quando la mise su un grafico accanto alle velocità misurate degli animali moderni, il risultato era simile a questo:

La cosa più intrigante (almeno per i nostri scopi), la scoperta di Hirt le permise di prevedere le velocità dei dinosauri più grandi. Quando ha inserito il peso dei dinosauri nella sua formula, questo è ciò che ha trovato:

Grazie ai limiti del metabolismo e della massa, possiamo eliminare ogni dinosauro oltre le 6.000 libbre circa come minaccia predatoria. Non c’è probabilmente nessun animale di quelle dimensioni o più grande, né oggi né in qualsiasi momento della storia, che un giovane umano ben condizionato non potrebbe superare.

Purtroppo, ci sono numerose minacce predatorie che pesano sostanzialmente meno. La scoperta di Hirt rivela un limite di velocità per i dinosauri più grandi, ma al di sotto di questo limite le dimensioni di un animale non sono l’unico fattore determinante per la sua velocità. Chiaramente, due specie di circa lo stesso peso – come, ad esempio, l’uomo e il ghepardo – possono correre a velocità drammaticamente diverse a seconda del design del loro corpo. Prima di allacciare le scarpe da corsa, devi conoscere la velocità precisa del tuo avversario. Devi sapere se puoi superare il dinosauro in lontananza o se ti stai giocando la vita in una corsa contro un rettile roadrunner.

Ma come si fa a determinare la velocità precisa di una specie estinta basandosi solo sulle ossa e su alcune impronte fossili?

Fortunatamente, in uno studio pubblicato a maggio su PLOS One, un gruppo di scienziati guidati dal paleontologo Alexander Dececchi è riuscito a stimare le velocità di 71 diversi dinosauri combinando i dati di Hirt con un’equazione sviluppata da uno zoologo britannico di nome Robert Alexander. (Nel 1976, Alexander fece la notevole osservazione che ogni animale, dai furetti ai rinoceronti, corre con un’andatura dinamicamente simile, che è un termine ingegneristico usato quando i movimenti possono essere resi uguali semplicemente cambiando i loro pendoli oscillanti di dimensioni diverse. Proprio come si può risolvere la frequenza di oscillazione di un pendolo se si conoscono la sua lunghezza e l’angolo, la scoperta di Alexander ha permesso agli scienziati di stimare la velocità di corsa di un dinosauro basandosi solo sull’altezza dell’anca e la lunghezza della falcata)

Purtroppo, non è altro che una formula approssimativa con la possibilità di gravi errori, mi dice Hutchinson. Per esempio, i calcoli di Dececchi suggeriscono che il carnivoro Albertosaurus correva 22 mph. Questo darebbe qualche possibilità di fuga. Ma c’è la possibilità che corra più come un ghepardo. In tal caso … ¯\(ツ)_/¯

Nonostante, le scoperte di Alexander e Hirt hanno fornito intuizioni intriganti sul comportamento dei dinosauri, l’atletismo e l’evoluzione. Confrontando la lunghezza del passo di un tirannosauro, il peso e la velocità di corsa, lo studio di Dececchi ha rivelato che il tirannosauro non ha evoluto le sue lunghe gambe per aumentare la sua velocità. La sua velocità, hanno scoperto, era già limitata dalla sua capacità di accelerare. Invece, il tirannosauro ha evoluto la sua statura a gambe lunghe per migliorare la sua efficienza e la sua resistenza nel camminare. I loro risultati suggeriscono che se avete viaggiato nel tempo fino all’era dei dinosauri, il T. rex non potrebbe sorpassarvi, ma potrebbe inseguirvi come un Jason Voorhees del tardo Cretaceo. (Anche se Snively mi dice che probabilmente non lo farebbe, semplicemente perché un Tyrannosaurus rex adulto cacciava prede molto più grandi, come l’Edmontosauro o il Triceratopo.)

Le stime di Dececchi rendono chiaro, tuttavia, che altre minacce carnivore sarebbero più difficili da eludere. Ci sono troppi carnivori di medie dimensioni, veloci e pericolosi per fare un compendio completo. Tuttavia, possiamo usare alcune specie come esempi. Se il dinosauro che vedete ha dimensioni corporee simili a uno di quelli elencati qui sotto, aspettatevi una performance atletica simile.

Dromaeosauridae (alias raptor) | Lievemente preoccupante.2

Albertosaurus | Preoccupante.

Deltadromeus | Molto preoccupante.

A meno che non siate in lizza per una medaglia d’oro o siate, come minimo, un veloce velocista amatoriale, tutti questi dinosauri vi surclassano atleticamente. Eppure non tutto è perduto se uno dovesse attaccare. Gli studi sugli inseguimenti tra ghepardo e impala, e leoni e zebre, dimostrano che un animale da preda come te ha alcuni vantaggi significativi.

Alan Wilson, un professore del Royal Veterinary College dell’Università di Londra che studia la biomeccanica locomotoria, ha attaccato degli accelerometri a questi predatori e alle loro prede per calcolare la loro esatta velocità, agilità e tattica in un inseguimento e ne è uscito con risultati incoraggianti. Le sue misurazioni suggeriscono che il ghepardo è capace di correre ad almeno 53 miglia all’ora, mentre la sua preda, l’impala, raggiunge solo le 40. Allo stesso modo il leone può raggiungere le 46 miglia all’ora, mentre la zebra ne percorre solo 31. Ma nonostante il loro significativo deficit di velocità, sia l’impala che la zebra riescono a sfuggire ai loro inseguitori in due inseguimenti su tre. E anche se il leone è più veloce dell’impala, il suo tasso di cattura è abbastanza basso che non tenterà nemmeno di inseguirne uno in un campo aperto. Le scoperte di Wilson suggeriscono che un dinosauro all’inseguimento non può prenderti se non è significativamente più veloce.

Ma solo se sai correre. Se ti limiti a fuggire alla massima velocità da questi rettili, uscirai dall’era mesozoica come un coprolita. Invece, per sfuggire con successo a un inseguitore più atletico, devi correre in modo intelligente. Devi usare delle tattiche. E soprattutto, devi essere imprevedibile.

Quando l’accelerometro di Wilson ha misurato le velocità degli impala in fuga dai ghepardi, ha scoperto che, mentre sono capaci di un’esplosione di 40 miglia all’ora, in una corsa per la loro vita non hanno quasi mai corso più di 31. La spiegazione di questo risultato sorprendente, conclude il suo studio, è che alla massima velocità un animale sacrifica la manovrabilità. I loro angoli di sterzata si allargano alle alte velocità, e quindi la loro traiettoria è molto più prevedibile. Per sfuggire con successo a un ghepardo che insegue, o in questo caso a un dinosauro, è necessario assicurarsi che il vostro inseguitore non possa prevedere la vostra rotta. Ciò richiede curve brusche e improvvise che si possono eseguire solo a velocità ridotte.

Quando Wilson ha inserito i parametri atletici del predatore e della preda in un modello di computer e ha fatto delle simulazioni, ha trovato due semplici tattiche che gli inseguiti devono utilizzare. In primo luogo, quando il dinosauro inizia ad inseguirvi, cambiate spesso rotta ma non decelerate. L’alto tasso di velocità di chiusura del predatore causerà reazioni tardive e risulterà in percorsi inefficienti. In secondo luogo, quando il predatore si avvicina a due o tre passi, decelera rapidamente, gira bruscamente e accelera. Temporizza correttamente questa manovra e la velocità più elevata del tuo inseguitore si tradurrà in una svolta più ampia e in una perdita di una o due falcate rispetto al passo. Quando ti raggiunge, fallo di nuovo.

Il tuo obiettivo è lo stesso dell’impala: guadagnare tempo. Avrete il vantaggio della resistenza. Studi recenti come quello di Dececchi suggeriscono che alcune specie di dinosauri potrebbero aver posseduto una resistenza notevole per le loro dimensioni, ma i tuoi fianchi elastici, i tendini d’Achille elastici e gli efficienti sistemi di raffreddamento ti rendono uno dei più grandi corridori di resistenza che la natura abbia mai creato. Più lunga è la corsa, maggiori sono le tue possibilità.

Ad un certo punto, però, la disparità atletica supera una certa soglia, e nessuna quantità di curve correttamente cronometrate sarà sufficiente. Questo sarà probabilmente il caso se vi troverete contro quello che Snively mi dice essere il vostro inseguitore più pericoloso: lo stesso Tyrannosaurus rex di cui abbiamo parlato, ma con una differenza significativa. Non sono i T. rex più grandi e adulti che dovresti temere, dice Snively. Sono i giovani.

Un Tyrannosaurus rex di 14 anni. | Terrificante.

A differenza della maggior parte degli animali, un T. rex non è il più veloce da adulto. Invece, raggiunge la sua velocità massima in gioventù prima di essere rallentato dalla sua immensa mole. A 14 anni è relativamente agile a 2.000 libbre, ha una velocità stimata di 33 miglia all’ora, e ha già mascelle abbastanza forte per strappare le ossa. Il giovane T. rex è anche più propenso ad attaccare, perché a differenza di un adulto, che cacciava dinosauri ornitorinchi da 7.000 libbre e Triceratopi da cinque tonnellate, un tirannosauro adolescente probabilmente mangiava animali della tua taglia.

A meno che tu non sia un velocista olimpico – nel qual caso potresti avere una possibilità simile all’impala – potresti dover ricorrere ad altri mezzi di fuga. Potresti aver bisogno della fortuna di una piccola grotta in cui infilarti o di un fitto rovo in cui tuffarti a capofitto. Oppure puoi creare la tua fortuna facendo cadere il tirannosauro in una trappola. Prova a stendere una coltre di sterpaglie su una pozza d’acqua, una fossa foderata di pali o, se preferisci un risultato eruttivo, su un pozzo minerario molto profondo.

Illustrazioni di Cody Cassidy. Grafici di Myriam Hirt, Cody Cassidy, Wired Staff

Altre grandi storie di WIRED

• Le magliette diLinkin ParkT- shirt sono di gran moda in Cina

• La guida di un matematico su come si diffonde il contagio

• I mostri dei media nel dialogo nazionale

• Come ottenere le funzioni di privacy di Safari in Chrome e Firefox

• 15 maschere per il viso che in realtà ci piace indossare

• 👁 Preparatevi a che l’AI produca meno magie. Inoltre: Ottieni le ultime notizie sull’AI

• 🎙️ Ascolta Get WIRED, il nostro nuovo podcast su come si realizza il futuro. Guarda gli ultimi episodi e iscriviti alla newsletter 📩 per stare al passo con tutti i nostri spettacoli

• 🎧 Le cose non suonano bene? Dai un’occhiata alle nostre cuffie wireless, soundbar e altoparlanti Bluetooth preferiti

Se acquisti qualcosa usando i link nelle nostre storie, potremmo guadagnare una commissione. Questo aiuta a sostenere il nostro giornalismo. Per saperne di più.