Hoe ontloop je een dinosaurus

Een volgroeide Tyrannosaurus rex was absurd groot en absurd krachtig. Hij had rijen tanden waarmee hij door Triceratops-bot heen kon bijten, hij kon met zijn kaken brokken vlees ter grootte van een mens een halve meter de lucht in slingeren, hij was zo groot als een giraffe en met zijn negen ton was hij zo zwaar als een olifant. En toch, als je er een ziet, zou je slechts lichtjes bezorgd moeten zijn. Tyrannosaurus rex had verhoudingsgewijs meer spieren voor zijn beweging dan bijna elk dier dat ooit heeft geleefd, vertelt Eric Snively, een bioloog aan Oklahoma State die de biomechanica van dinosaurussen bestudeert. En toch kon je er waarschijnlijk aan ontsnappen, omdat een Tyrannosaurus niet kon rennen.

Ik vroeg John R. Hutchinson, hoofdauteur van een artikel in Nature getiteld “Tyrannosaurus Was Not a Fast Runner,” hoe de prestaties van een Tyrannosaurus in een race eruit zouden zien. “Een korte afstand joggen is ongeveer het beste wat we zouden verwachten,” zei hij. “En ook niet met een snelle start.”

De ongelooflijk krachtige, langbenige Tyrannosaurus was traag om dezelfde mathematische reden waarom zijn ondergang in de mijnschacht zo uitbarstend was. Net als oppervlakte, kwadrateert botsterkte enkel in kracht als volumekubussen. Het resultaat is dat als een dier groter wordt, het proportioneel meer spieren en beenderen nodig heeft om te staan, te bewegen en te lopen. Boven een bepaalde grootte, wordt dit laatste fysiek onmogelijk. Ondanks zijn gespierde massa zouden de beenderen van de Tyrannosaurus rex verbrijzeld zijn bij meer dan de druk van een stevige jogging. Te oordelen naar zijn massa, spieren, en beenderen, gelooft Snively niet dat een volwassen Tyrannosaurus rex zich sneller dan 12 of 13 mijl per uur kon voortbewegen. (Hoewel 12 mijl per uur de topsnelheid van een doorsnee mens benadert, afhankelijk van de conditie – het komt overeen met een sprint van 100 meter in 20 seconden of een mijl van 5 minuten – zouden de langzame acceleratie en de inspirerende tanden van de T. rex de gemiddelde hardloper een redelijke kans geven om het logge roofdier te slim af te zijn.)1

Natuurlijk zou de Tyrannosaurus rex niet je enige zorg zijn. Tal van vleesetende dinosaurussen van verschillende grootte zouden interesse kunnen hebben om je op te peuzelen, en of je ze weer zou kunnen ontlopen hangt af van hun gewicht.

Drie jaar geleden stelde de biologe Myriam Hirt, die dierlijke bewegingen bestudeert aan het Duitse Centrum voor Onderzoek naar Biodiversiteit, een schijnbaar eenvoudige vraag: Hoe komt het dat de grootste, machtigste dieren – walvissen, olifanten en neushoorns – niet de snelste zijn, terwijl de kleinste – muizen, minnows en miljoenpoten – tot de langzaamste behoren? Is de implicatie dat er een optimale grootte is voor snelheid?

Het antwoord, zo vond Hirt, is ja. Als je een dier zou ontwerpen voor snelheid, zou dat dier ongeveer 200 pond moeten wegen. Een beetje zwaarder voor een zwemmer, en een beetje lichter voor een vlieger.

Hirt vond een nauwkeurige parabolische relatie tussen grootte en snelheid die niet alleen suggereert dat je het meest bang moet zijn voor de middelgrote dinosaurussen, maar ook dat je helemaal niet bang hoeft te zijn voor de grootste. De reden, vertelt ze me, is een resultaat van de wisselwerking tussen kracht, versnelling, en het metabolisme dat beide voedt.

De topsnelheid van een dier, vond Hirt, is het ontmoetingspunt van twee factoren. De eerste is de totale spierkracht van een dier, die proportioneel is met zijn massa. Maar de tweede is zijn vermogen om die massa te versnellen, die niet schaalt. De versnelling is afhankelijk van de anaerobe spierkracht of opgeslagen ATP-energie in de spiervezels. Deze zogenaamde fast-twitch spieren produceren de snelle, krachtige contracties die nodig zijn voor versnelling, maar ze raken snel uitgeput. En hun capaciteit wordt bepaald door het metabolisme.

Om redenen die niet helemaal begrepen worden, neemt de energieproductie (het metabolisme) van een dier proportioneel af met zijn massa (meer precies, het neemt af tot de macht van 0,75). Als ons metabolisme evenredig zou zijn aan dat van een muis, zouden we ongeveer 25 pond voedsel per dag moeten eten. In plaats daarvan eten we er slechts ongeveer vier. Grotere dieren zijn dus sterker en efficiënter, maar produceren proportioneel minder energie om te versnellen en hun traagheid te overwinnen.

Door een eenvoudige formule op te stellen die dit evenwicht weergeeft, voorspelde Hirt de snelheden van dieren op basis van niets anders dan hun gewicht. Toen ze deze formule op een grafiek plaatste naast de gemeten snelheden van moderne dieren, zag het resultaat er ongeveer zo uit:

Het meest intrigerende (althans voor onze doeleinden), is dat Hirt’s ontdekking haar in staat stelde om de snelheden van de grootste dinosaurussen te voorspellen. Toen ze het gewicht van dinosaurussen in haar formule invoegde, vond ze het volgende:

Dankzij de grenzen van metabolisme en massa, kunnen we elke dinosaurus boven de 6000 pond als roofdierbedreiging uitsluiten. Er is waarschijnlijk geen dier van die omvang of groter, nu niet en ook niet op enig moment in de geschiedenis, dat een jonge, goed getrainde mens niet zou kunnen verslaan.

Treurig genoeg zijn er talloze roofdieren die aanzienlijk minder wegen. De ontdekking van Hirt onthult een snelheidslimiet voor de grootste dinosaurussen, maar onder die limiet is de grootte van een dier niet de enige bepalende factor voor zijn snelheid. Het is duidelijk dat twee soorten met ongeveer hetzelfde gewicht, zoals bijvoorbeeld de mens en het jachtluipaard, dramatisch verschillende snelheden kunnen halen, afhankelijk van hun lichaamsbouw. Voordat je je loopschoenen aantrekt, moet je de exacte snelheid van je vijand kennen. Je moet weten of je de dinosaurus in de verte kunt ontlopen of dat je je leven inzet op een race tegen een reptielachtige roadrunner.

Maar hoe bepaal je de precieze snelheid van een uitgestorven diersoort op basis van niets anders dan botten en een paar gefossiliseerde voetafdrukken?

Troostbaar genoeg slaagde een groep wetenschappers onder leiding van paleontoloog Alexander Dececchi er in een studie die in mei in PLOS One werd gepubliceerd, in om de snelheden van 71 verschillende dinosaurussen te schatten door de gegevens van Hirt te combineren met een vergelijking die was ontwikkeld door een Britse zoöloog genaamd Robert Alexander. (In 1976 deed Alexander de opmerkelijke waarneming dat elk dier, van fretten tot neushoorns, loopt met een dynamisch gelijksoortige gang, wat een technische term is die wordt gebruikt wanneer bewegingen hetzelfde kunnen worden gemaakt door eenvoudigweg hun schaalachtige slingerbewegingen van verschillende grootte te veranderen. Net zoals je de zwaaifrequentie van een slinger kunt bepalen als je de lengte en de hoek ervan kent, stelde Alexanders ontdekking wetenschappers in staat om de loopsnelheid van een dinosaurus te schatten op basis van niets anders dan zijn heuphoogte en paslengte.)

Helaas is het niet meer dan een grove formule met de mogelijkheid van ernstige fouten, vertelt Hutchinson me. De berekeningen van Dececchi suggereren bijvoorbeeld dat de vleesetende Albertosaurus 22 mijl per uur liep. Dat geeft je een kans om te ontsnappen. Maar er is een kans dat hij meer loopt als een jachtluipaard. In dat geval…

De bevindingen van Alexander en Hirt hebben niettemin intrigerende inzichten verschaft in het gedrag, de atletiek en de evolutie van dinosaurussen. Door de paslengte, het gewicht en de loopsnelheid van een Tyrannosaurus te vergelijken, onthulde Dececchi’s studie dat de Tyrannosaurus zijn lange poten niet had ontwikkeld om zijn snelheid te verhogen. Zijn snelheid, zo ontdekten zij, was al beperkt door zijn vermogen om te versnellen. In plaats daarvan evolueerde de Tyrannosaurus zijn langbenige gestalte om zijn loopefficiëntie en uithoudingsvermogen te verbeteren. Hun resultaten suggereren dat als je door de tijd zou reizen naar het dinosauriërtijdperk, de T. rex je niet zou kunnen ontlopen, maar je wel zou kunnen stalken als een Jason Voorhees uit het late Krijt. (Hoewel Snively me vertelt dat het waarschijnlijk niet zou doen, simpelweg omdat een volwassen Tyrannosaurus rex op veel grotere prooien jaagde, zoals de Edmontosaurus of Triceratops.)

Dececchi’s schattingen maken het duidelijk, echter, dat andere vleesetende bedreigingen moeilijker te ontwijken zouden zijn. Er zijn te veel middelgrote, snelle en gevaarlijke carnivoren om een volledig compendium te maken. We kunnen echter wel een paar soorten als voorbeeld gebruiken. Als de dinosaurus die u ziet soortgelijke lichaamsafmetingen heeft als een van de onderstaande soorten, verwacht dan ook soortgelijke atletische prestaties.

Dromaeosauridae (aka raptors) | Mild concerning.2

Albertosaurus | Verontrustend.

Deltadromeus | Zeer verontrustend.

Tenzij je in de race bent voor een gouden medaille of op zijn minst een snelle amateursprinter bent, overtreffen al deze dinosaurussen je atletisch. Toch is niet alles verloren als er een zou aanvallen. Studies van de achtervolgingen tussen jachtluipaarden en impala’s, en leeuwen en zebra’s, bewijzen dat een prooidier zoals jij een paar belangrijke voordelen heeft.

Alan Wilson, een professor aan het Royal Veterinary College van de Universiteit van Londen die de biomechanica van de voortbeweging bestudeert, bevestigde versnellingsmeters aan deze roofdieren en hun prooi om hun exacte snelheid, behendigheid en tactiek tijdens een achtervolging te berekenen, en kwam met bemoedigende resultaten. Zijn metingen suggereren dat het jachtluipaard in staat is minstens 53 mijl per uur te lopen, terwijl zijn prooi, de impala, een topsnelheid van slechts 40 haalt. Ook de leeuw kan een snelheid bereiken van 46 mijl per uur, terwijl de zebra slechts 31 loopt. Maar ondanks hun aanzienlijke snelheidsachterstand, ontsnappen zowel de impala als de zebra met succes aan hun achtervolgers in twee op de drie achtervolgingen. En hoewel de leeuw sneller is dan de impala, is zijn vangstpercentage laag genoeg dat hij niet eens zal proberen om er een in een open veld te achtervolgen. Wilsons bevindingen suggereren dat een achtervolgende dinosaurus je niet kan vangen, tenzij hij aanzienlijk sneller is.

Maar dat is alleen als je weet hoe je moet rennen. Als je alleen maar op topsnelheid vlucht voor deze reptielen, zul je het Mesozoïcum verlaten als een coproliet. In plaats daarvan, om succesvol te ontsnappen aan een meer atletische achtervolger, moet je slim lopen. Je moet tactieken gebruiken. En bovenal moet je onvoorspelbaar zijn.

Toen Wilsons versnellingsmeter de snelheden mat van impala’s die op de vlucht waren voor jachtluipaarden, ontdekte hij dat ze weliswaar in staat zijn om een verbijsterende 40 mijl per uur te halen, maar dat ze in een race om hun leven bijna nooit harder dan 31 liepen. De verklaring voor dit verrassende resultaat, zo concludeert zijn studie, is dat een dier bij topsnelheid zijn wendbaarheid opoffert. Hun draaihoeken worden groter bij hogere snelheden, en daardoor is hun traject veel voorspelbaarder. Om succesvol te ontsnappen aan een achtervolgend jachtluipaard, of in dit geval een dinosaurus, moet je ervoor zorgen dat je achtervolger je koers niet kan voorspellen. Dat vereist scherpe, plotselinge bochten die je alleen bij lagere snelheden kunt maken.

Toen Wilson de atletische parameters van roofdier en prooi in een computermodel invoegde en simulaties uitvoerde, ontdekte hij twee eenvoudige tactieken die de achtervolgers moeten toepassen. Ten eerste, wanneer de dinosaurus je begint te achtervolgen, verander dan regelmatig van koers maar vertraag niet. De hoge naderingssnelheid van het roofdier zal late reacties veroorzaken en resulteren in inefficiënte routes. Ten tweede, wanneer het roofdier binnen twee of drie passen komt, vertraag dan snel, draai scherp, en versnel. Als u deze manoeuvre juist uitvoert, zal de hogere snelheid van uw achtervolger resulteren in een wijdere bocht en een verlies van een pas of twee van het tempo. Als hij je inhaalt, doe je het opnieuw.

Jouw doel is hetzelfde als dat van de impala: Tijd winnen. U zult het voordeel van het uithoudingsvermogen hebben. Recente studies zoals die van Dececchi suggereren dat sommige dinosaurussoorten een opmerkelijk uithoudingsvermogen hadden voor hun grootte, maar uw verende heupen, elastische achillespezen en efficiënte koelsystemen maken van u een van de beste duurlopers die de natuur ooit heeft geschapen. Hoe langer de race, hoe groter je kansen.

Op een bepaald ongelukkig punt echter, overschrijdt het atletisch verschil een bepaalde drempel, en zal geen enkele hoeveelheid correct getimede bochten genoeg zijn. Dat zal waarschijnlijk het geval zijn als je het opneemt tegen wat volgens Snively je gevaarlijkste achtervolger is – dezelfde Tyrannosaurus Rex als die we besproken hebben, maar met één belangrijk verschil. Het zijn niet de grootste, volgroeide T. rexen die je moet vrezen, zegt Snively. Het zijn de jonge exemplaren. Een 14 jaar oude Tyrannosaurus Rex. | Angstaanjagend.

In tegenstelling tot de meeste dieren is een T. rex niet op z’n snelst als hij volwassen is. In plaats daarvan bereikt hij zijn topsnelheid in zijn jeugd voordat hij wordt afgeremd door zijn immense omvang. Op 14 jarige leeftijd is hij relatief lenig met een gewicht van 2.000 pond, heeft een geschatte snelheid van 33 mijl per uur, en heeft al kaken die sterk genoeg zijn om door je botten heen te scheuren. De jonge T. rex zal ook eerder aanvallen, want in tegenstelling tot een volwassen Tyrannosaurus, die op eendenbekdinosaurussen van 7.000 pond en Triceratops van 5 ton jaagt, heeft een tiener waarschijnlijk dieren van jouw formaat opgegeten.

Tenzij je een Olympische sprinter bent – in dat geval maak je misschien een impala-achtige kans – zul je misschien je toevlucht moeten nemen tot andere manieren om te ontsnappen. Je hebt misschien het geluk nodig van een kleine grot waar je je in kunt wurmen of een dikke bramenstruik waar je halsoverkop in kunt duiken. Of je kan je eigen geluk maken door de Tyrannosaurus in een val te laten lopen. Probeer een deken van struikgewas over een drinkplaats te leggen, een kuil omzoomd met palen of, als je een uitbarstend resultaat verkiest, over een zeer diepe mijnschacht.

Illustraties door Cody Cassidy. Kaarten door Myriam Hirt, Cody Cassidy, Wired Staff

More Great WIRED Stories

• Linkin Park T-shirts zijn helemaal in in China

• De gids van een wiskundige over hoe besmetting zich verspreidt

• De mediamonsters in de nationale dialoog

• Hoe om Safari’s privacyfuncties in Chrome en Firefox te krijgen

• 15 gezichtsmaskers die we eigenlijk graag dragen

• 👁 Bereid je voor op AI om minder tovenarij te produceren. Plus: Ontvang het laatste AI-nieuws

• 🎙️ Luister naar Get WIRED, onze nieuwe podcast over hoe de toekomst wordt gerealiseerd. Bekijk de laatste afleveringen en abonneer je op de 📩 nieuwsbrief om op de hoogte te blijven van al onze shows

• 🎧 Klinkt er iets niet goed? Bekijk onze favoriete draadloze hoofdtelefoons, soundbars en Bluetooth-luidsprekers

Als u iets koopt via de links in onze verhalen, verdienen wij mogelijk een commissie. Dit helpt onze journalistiek te ondersteunen. Meer informatie.