Cum să depășești un dinozaur

Un Tyrannosaurus rex adult era absurd de mare și absurd de puternic. Avea rânduri de dinți pe care îi putea împinge prin osul de Triceratops, putea arunca cu fălcile sale bucăți de carne de mărimea unui om la 16 picioare în aer, era la fel de înalt ca o girafă și, cu nouă tone, era la fel de greu ca un elefant. Și totuși, dacă vedeți unul, ar trebui să fiți doar puțin îngrijorat. Tyrannosaurus rex avea proporțional mai mulți mușchi dedicați mișcării decât aproape orice alt animal care a trăit vreodată, îmi spune Eric Snively, un biolog de la Oklahoma State care studiază biomecanica dinozaurilor. Și totuși, probabil că ați putea scăpa de el, pentru că un Tyrannosaur nu putea alerga.

L-am întrebat pe John R. Hutchinson, autorul principal al unui articol din Nature intitulat „Tyrannosaurus Was Not a Fast Runner”, cum ar fi arătat performanța unui Tyrannosaurus într-o cursă. „O alergare pe distanțe scurte este cea mai bună performanță la care ne-am aștepta”, a spus el. „Și nici cu un start rapid.”

Tiranozaurul incredibil de puternic și cu picioare lungi a fost lent din același motiv matematic pentru care dispariția sa în puțul de mină a fost atât de eruptivă. La fel ca și suprafața, rezistența osoasă nu se ridică la pătrat în forță decât în cuburi de volum. Rezultatul este că, pe măsură ce un animal crește în dimensiune, are nevoie proporțional de mai mulți mușchi și oase ale picioarelor pentru a sta în picioare, a se mișca și a alerga. Dincolo de o anumită dimensiune, aceasta din urmă devine fizic imposibilă. Cu toată masa sa musculară, oasele picioarelor Tyrannosaurus rex-ului s-ar fi sfărâmat la ceva mai mult decât stresul unei alergări rapide. Judecând după masa, mușchii și oasele sale, Snively nu crede că un Tyrannosaurus rex adult ar fi putut să se deplaseze mai repede de 12 sau 13 mile pe oră. (Deși 12 mile pe oră se apropie de viteza maximă a unui om obișnuit, în funcție de condiționare – echivalează cu o cursă de 100 de metri de 20 de secunde sau cu o milă de 5 minute – accelerația lentă a T. rex-ului și dinții inspirați i-ar da alergătorului mediu o șansă rezonabilă de a depăși sau de a se descurca mai bine decât prădătorul greoi.)1

Desigur, Tyrannosaurus rex nu ar fi singura ta preocupare. Numeroși dinozauri carnivori de diferite mărimi ar putea fi interesați să se înfrupte din tine, iar faptul că ai putea să fugi mai repede decât ei depinde din nou de greutatea lor.

În urmă cu trei ani, biologul Myriam Hirt, care studiază mișcarea animalelor la Centrul German de Cercetare a Biodiversității, a pus o întrebare aparent simplă: De ce oare cele mai mari și mai puternice animale – balenele, elefanții și rinocerii – nu sunt cele mai rapide, în timp ce cele mai mici – șoarecii, peștișorii și miriapodele – sunt unele dintre cele mai lente? Se subînțelege că există o dimensiune optimă pentru viteză?

Răspunsul, a constatat Hirt, este da. Dacă ați proiecta un animal pentru viteză, acel animal ar trebui să cântărească aproximativ 90 de kilograme. Un pic mai greu pentru un înotător și un pic mai ușor pentru un zburător.

Hirt a găsit o relație parabolică precisă între mărime și viteză care nu numai că sugerează că trebuie să vă temeți cel mai mult de dinozaurii de dimensiuni medii, dar și că nu ar trebui să vă temeți deloc de cei mai mari. Motivul, îmi spune ea, este un rezultat al interacțiunii dintre putere, accelerație și metabolismul care le alimentează pe amândouă.

Viteza maximă a unui animal, a descoperit Hirt, este punctul de întâlnire a doi factori. Primul este puterea musculară totală a unui animal, care se scalează proporțional cu masa sa. Dar al doilea este capacitatea sa de a accelera această masă, care nu se scalează. Accelerarea depinde de puterea anaerobă a mușchilor sau de energia ATP stocată în fibrele musculare. Acești așa-numiți mușchi cu contracție rapidă produc contracțiile rapide și puternice necesare pentru accelerare, dar se epuizează rapid. Iar capacitatea lor este determinată de metabolism.

Din motive care nu sunt în totalitate înțelese, producția de energie (metabolismul) a unui animal scade proporțional cu masa sa (mai exact, scade la puterea 0,75). Dacă am avea metabolismul proporțional cu cel al unui șoarece, ar trebui să mâncăm în jur de 25 de kilograme de hrană pe zi. În schimb, mâncăm doar în jur de patru. Astfel, animalele mai mari sunt mai puternice și mai eficiente, dar produc proporțional mai puțină energie pentru a accelera și a-și învinge inerția.

Creând o formulă simplă care reprezintă acest echilibru, Hirt a prezis vitezele animalelor bazându-se doar pe greutatea lor. Când a așezat-o pe un grafic alături de vitezele măsurate ale animalelor moderne, rezultatul arăta cam așa:

Cel mai intrigant (cel puțin pentru scopurile noastre), descoperirea lui Hirt i-a permis să prezică vitezele celor mai mari dinozauri. Când a introdus greutățile dinozaurilor în formula sa, iată ce a găsit:

Grație limitelor metabolismului și masei, putem elimina orice dinozaur de peste aproximativ 2.000 de kilograme ca fiind o amenințare de prădător. Probabil că nu există niciun animal de această mărime sau mai mare, nici în prezent, nici în vreun moment al istoriei, pe care un om tânăr și bine pregătit să nu-l poată depăși.

Din păcate, există numeroase amenințări prădătoare care cântăresc substanțial mai puțin. Descoperirea lui Hirt relevă o limită de viteză pentru cei mai mari dinozauri, dar sub această limită mărimea unui animal nu este singurul determinant pentru viteza sa. În mod clar, două specii cu aproximativ aceeași greutate – cum ar fi, de exemplu, omul și ghepardul – pot alerga la viteze extrem de diferite, în funcție de structura corpului lor. Înainte de a vă încălța pantofii de alergare, trebuie să cunoașteți viteza exactă a dușmanului dumneavoastră. Trebuie să știi dacă poți depăși dinozaurul din depărtare sau dacă îți pariezi viața pe o cursă împotriva unui roadrunner reptilian.

Dar cum se poate determina viteza exactă a unei specii dispărute pe baza a nimic altceva decât a unor oase și a câtorva urme fosilizate de pași?

Din fericire, într-un studiu publicat în luna mai în PLOS One, un grup de oameni de știință condus de paleontologul Alexander Dececchi a reușit să estimeze viteza a 71 de dinozauri diferiți prin combinarea datelor lui Hirt cu o ecuație dezvoltată de un zoolog britanic pe nume Robert Alexander. (În 1976, Alexander a făcut remarcabila observație că fiecare animal, de la dihor până la rinocer, aleargă cu un mers similar din punct de vedere dinamic, care este un termen ingineresc folosit atunci când mișcările pot fi făcute la fel prin simpla schimbare a pendulării lor, asemănătoare unor balanțe de dimensiuni diferite. La fel cum poți rezolva frecvența de oscilație a unui pendul dacă îi cunoști lungimea și unghiul, descoperirea lui Alexander le-a permis oamenilor de știință să estimeze viteza de alergare a unui dinozaur bazându-se doar pe înălțimea șoldurilor și lungimea pasului.)

Din păcate, nu este mai mult decât o formulă aproximativă cu posibilitatea unor erori grave, îmi spune Hutchinson. De exemplu, calculele lui Dececchi sugerează că carnivorul Albertosaurus alerga cu 22 mph. Asta v-ar da o oarecare posibilitate de scăpare. Dar există o șansă ca acesta să alerge mai degrabă ca un ghepard. Caz în care… ¯\_(ツ)_/¯

Cu toate acestea, descoperirile lui Alexander și Hirt au oferit o perspectivă interesantă asupra comportamentului, atletismului și evoluției dinozaurilor. Comparând lungimea pasului, greutatea și viteza de alergare a unui Tyrannosaurus, studiul lui Dececchi a arătat că Tyrannosaurus nu și-a dezvoltat picioarele lungi pentru a-și crește viteza. Aceștia au descoperit că viteza sa era deja limitată de capacitatea sa de a accelera. În schimb, Tyrannosaurus și-a evoluat statura cu picioare lungi pentru a-și îmbunătăți eficiența și rezistența la mers. Rezultatele lor sugerează că, dacă ați călători în timp până în epoca dinozaurilor, T. rex nu v-ar putea depăși, dar v-ar putea urmări ca un Jason Voorhees din perioada cretacică târzie. (Deși Snively îmi spune că probabil nu ar face-o, pur și simplu pentru că un Tyrannosaurus rex adult a vânat prăzi mult mai mari, cum ar fi Edmontosaurus sau Triceratops.)

Sesizările lui Dececchi arată clar, totuși, că alte amenințări carnivore ar fi mai greu de eludat. Există prea multe carnivore de mărime medie, rapide și periculoase pentru a face un compendiu complet. Cu toate acestea, putem folosi câteva specii ca exemple. Dacă dinozaurul pe care îl vedeți are dimensiuni corporale similare cu unul dintre cei enumerați mai jos, așteptați-vă la o performanță atletică similară.

Dromaeosauridae (aka raptors) | Ușor îngrijorător.2

Albertosaurus | Îngrijorător.

Deltadromeus | Foarte îngrijorător.

Dacă nu sunteți în cursă pentru o medalie de aur sau dacă nu sunteți, cel puțin, un sprinter amator rapid, toți acești dinozauri vă depășesc din punct de vedere atletic. Cu toate acestea, nu totul este pierdut dacă unul dintre ei ar trebui să atace. Studiile privind urmăririle dintre ghepard și impala și dintre lei și zebre dovedesc că un animal de pradă ca tine are câteva avantaje semnificative.

Alan Wilson, profesor la Royal Veterinary College din cadrul Universității din Londra, care studiază biomecanica locomotorie, a atașat accelerometre la acești prădători și la prada lor pentru a le calcula exact viteza, agilitatea și tactica în timpul unei urmăriri – și a obținut rezultate încurajatoare. Măsurătorile sale sugerează că ghepardul este capabil să alerge cu cel puțin 53 de mile pe oră, în timp ce prada sa, impala, ajunge la doar 40 de mile pe oră. De asemenea, leul poate atinge 46 de mile pe oră, în timp ce zebra aleargă doar 31. Dar, în ciuda deficitului semnificativ de viteză, atât impala, cât și zebra reușesc să scape de urmăritori în două din trei urmăriri. Și chiar dacă leul este mai rapid decât impala, rata sa de capturare este suficient de scăzută încât nici măcar nu va încerca să o urmărească într-un câmp deschis. Descoperirile lui Wilson sugerează că un dinozaur care vă urmărește nu vă poate prinde decât dacă este semnificativ mai rapid.

Dar asta doar dacă știți să alergați. Dacă vă limitați să fugiți cu viteză maximă de aceste reptile, veți ieși din era mezozoică sub formă de coproliți. În schimb, pentru a scăpa cu succes de un urmăritor mai atletic, trebuie să alergi inteligent. Trebuie să folosești tactici. Și, mai presus de toate, trebuie să fii imprevizibil.

Când accelerometrul lui Wilson a măsurat vitezele impalașilor care fugeau de gheparzi, el a descoperit că, deși sunt capabili să atingă o viteză amețitoare de 40 de mile pe oră, într-o cursă pentru a-și salva viața, aproape niciodată nu au alergat mai repede de 31 de mile. Explicația pentru acest rezultat surprinzător, concluzionează studiul său, este că, la viteză maximă, un animal sacrifică manevrabilitatea. Unghiurile lor de întoarcere se lărgesc la viteze mai mari și, astfel, traiectoria lor este mult mai previzibilă. Pentru a reuși să scăpați cu succes de un ghepard care vă urmărește sau, în acest caz, de un dinozaur, trebuie să vă asigurați că urmăritorul nu vă poate prezice traiectoria. Acest lucru necesită viraje bruște, bruște, pe care le puteți efectua doar la viteze reduse.

Când Wilson a introdus parametrii atletici ai prădătorului și ai prăzii într-un model computerizat și a făcut simulări, a descoperit două tactici simple pe care trebuie să le folosească cei urmăriți. În primul rând, atunci când dinozaurul începe să vă urmărească, schimbați frecvent cursul, dar nu decelerați. Viteza mare de apropiere a prădătorului va provoca reacții târzii și va duce la trasee ineficiente. În al doilea rând, atunci când prădătorul se apropie la două sau trei pași, decelerați rapid, virați brusc și accelerați. Cronometrați corect această manevră și viteza mai mare a urmăritorului dvs. va avea ca rezultat un viraj mai larg și o pierdere de un pas sau două din ritm. Când îl ajunge din urmă, faceți-o din nou.

Obiectivul dumneavoastră este același ca și al impalei: Să câștigi timp. Veți avea avantajul rezistenței. Studii recente, precum cel al lui Dececchi, sugerează că unele specii de dinozauri ar fi putut poseda o rezistență remarcabilă pentru mărimea lor – dar șoldurile voastre elastice, tendoanele lui Ahile întinse și sistemele eficiente de răcire vă fac unul dintre cei mai mari alergători de rezistență pe care natura i-a creat vreodată. Cu cât cursa este mai lungă, cu atât șansele tale sunt mai mari.

La un moment nefericit însă, disparitatea atletică depășește un anumit prag și nicio cantitate de viraje corect cronometrate nu va fi suficientă. Acesta va fi probabil cazul în cazul în care te vei găsi împotriva a ceea ce Snively îmi spune că ar fi cel mai periculos urmăritor al tău – același Tyrannosaurus rex despre care am discutat, dar cu o diferență semnificativă. Nu de cei mai mari T. rex adulți ar trebui să vă temeți, spune Snively. Este vorba de cei tineri.

Un Tyrannosaurus rex de 14 ani. | Înspăimântător.

În comparație cu majoritatea animalelor, un T. rex nu este cel mai rapid la vârsta adultă. În schimb, își atinge viteza maximă în tinerețe, înainte de a fi încetinit de volumul său imens. La vârsta de 14 ani este relativ suplu la 2.000 de kilograme, are o viteză estimată de 33 de mile pe oră și are deja fălci suficient de puternice pentru a vă sfâșia oasele. Tânărul T. rex este, de asemenea, mai probabil să atace, pentru că, spre deosebire de un adult, care vâna dinozauri cu bot de rață de 7.000 de kilograme și Triceratops de cinci tone, un Tyrannosaurus adolescent a mâncat probabil animale de mărimea ta.

Dacă nu ești un sprinter olimpic – caz în care ai șanse asemănătoare cu cele ale unui impala – s-ar putea să trebuiască să recurgi la alte mijloace de scăpare. S-ar putea să ai nevoie de norocul unei mici peșteri în care să te strecori sau de un mărăcine gros în care să te arunci cu capul înainte. Sau vă puteți crea propriul noroc, aruncând tiranozaurul într-o capcană. Încercați să așezați o pătură de tufișuri peste o gaură de adăpare, o groapă căptușită cu țăruși sau, dacă preferați un rezultat eruptiv, peste un puț de mină foarte adânc.

Ilustrații de Cody Cassidy. Grafice de Myriam Hirt, Cody Cassidy, Wired Staff

Mai multe povești grozave din WIRED

• Linkin Park T-shirts sunt la modă în China

• Un ghid al matematicianului despre cum se răspândește contagiunea

• Monștrii media în dialogul național

• Cum să obțineți funcțiile de confidențialitate ale Safari în Chrome și Firefox

• 15 măști de față pe care chiar ne place să le purtăm

• 👁 Pregătiți-vă ca inteligența artificială să producă mai puțină vrăjitorie. Plus: Aflați cele mai recente știri despre IA

• 🎙️ Ascultați Get WIRED, noul nostru podcast despre cum se realizează viitorul. Urmăriți cele mai recente episoade și abonați-vă la newsletter-ul 📩 pentru a fi la curent cu toate emisiunile noastre

• 🎧 Lucrurile nu sună bine? Consultați căștile noastre preferate fără fir, bare de sunet și difuzoare Bluetooth

Dacă cumpărați ceva folosind linkurile din poveștile noastre, este posibil să câștigăm un comision. Acest lucru ajută la susținerea jurnalismului nostru. Aflați mai multe.