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霸王龙无法进行冲刺:但移动速度仍然比你快
2019/6/12 0:08:00  来源:  

北京时间8月10日消息,据国外媒体报道,《侏罗纪公园》系列电影给人们留下了这样一种印象,以为霸王龙(学名:Tyrannosaurus rex,又称暴龙)能够全力冲刺地追逐猎物。一项新的模拟研究显示,霸王龙其实并不擅长短跑,甚至都很难进行快步走。对这种重达9吨的恐龙来说,其最高速度约为每小时19千米,已经比普通人类快多了。

在发表于《PeerJ》的论文中,研究者指出,霸王龙的体型和重量使其无法跑动起来,并将运动速度限制在每秒5.4米(或每小时19.3千米)以下。如果运动速度高于这一速度,那霸王龙的腿骨就会无法承受巨大的体重而弯曲,甚至折断。这意味着,霸王龙无法在高速——相对而言——状态下追击猎物。相比之下,人类的冲刺速度约在每小时13到24千米之间,杰出运动员能达到每小时32千米以上。因此,想要跑赢霸王龙,许多动物(包括科幻小说里的人类)仍然需要拼了命地跑。

古生物学家已经就霸王龙的跑动能力争论了数十年。一方面,一些研究指出霸王龙能以惊人的每秒20米(时速72.4千米)的速度跑动;另一方面,时间更近的一些研究则表明,霸王龙的速度并没有那么快,而是在大约每秒5到11米(时速18到29千米)之间。英国曼彻斯特大学地球和环境科学学院的威廉·塞勒斯(William Sellers)领导的此次研究,则为低速说提供了证据,并且通过计算机模拟表明,霸王龙没办法跑起来。恰恰相反的是,研究指出霸王龙的行走方式有点类似鸟类。

威廉·塞勒斯在研究中采用了两种成熟技术对霸王龙的生物力学特征进行分析,分别是多体动力分析(multibody dynamic analysis,MBDA)和骨骼压力分析(skeletal stress analysis,SSA)。这是两种方法首次应用在古生物学上,使恐龙生理学的特征变得更加准确。此前的研究没有考虑到“骨骼载荷”——骨骼在折断之前能承受的压力极限——的影响,因而并不成功。在新研究中,计算机模拟考虑到了霸王龙肢骨受到的所有压力,然后对受到冲击时的骨骼载荷进行了估算。模拟结果表明,霸王龙无论采用什么跑动步态,都无疑会造成“无法承受的高骨骼载荷”。换句话说,任何形式的跑动都会使霸王龙的腿骨折断。

“在它的生存环境中,可被捕捉的食草恐龙……速度上要比一只成年霸王龙慢多了,这就像在慢车道上的杀戮。我认为这项研究意义重大,因为它的建模直接以骨骼本身的物理特征作为基础,很快就限定了这些巨大骨骼能够承受的力量类型,”美国威斯康星州迦太基学院的古生物学家托马斯·卡尔(Thomas Carr)说,“在这项研究中,跑动对霸王龙来说变得不可能,因为载荷会直接折断骨骼;这一推论与之前的工作是一致的,而且鼓励着不同的研究聚焦到相同的答案上。”

虽然研究结果表明霸王龙无法高速追逐猎物,并且生活方式比此前预计的不那么“运动”,但霸王龙依然是令人恐惧的掠食者。“成年霸王龙不能跑其实并没有关系:它只要比猎物移动得更快就行了,”托马斯·卡尔解释道,“在它的生存环境中,可以捕捉到的食草恐龙包括埃德蒙顿龙(属于鸭嘴龙科)、三角龙和甲龙等,速度都比成年霸王龙慢多了——这就像是在慢车道上进行的杀戮。”卡尔并未参与此项研究。

美国堪萨斯大学的古生物学家大卫·A·伯纳姆(David A。Burnham)则表示,这项研究并不全面。“我想要看到对埃德蒙顿龙和三角龙做类似的分析,”他说,“如果数据与这些动物作为猎物的地位吻合,那我们就有了一个合理的解释。换句话说,霸王龙的速度应该超过它们的速度,至少要超过幼年、缓慢和生病个体的速度,因为它们是霸王龙主要的猎物。”

伯纳姆称,研究作者依据的基础假设是霸王龙的跑动姿势,而在不知道“肌骨系统如何协调运作”的情况下,最可能的推测是它们采用类似快步走的步态。

这项研究还对其他两足行走的大型掠食性恐龙——如南方巨兽龙、马普龙和高棘龙等——的研究有所启发。塞勒斯表示,这些大型恐龙可能会受到类似的生理限制,但这还需要更深入的研究才能得到更准确的推论。


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