Před dlouhými 17 lety, v březnu roku 2007, jsem publikoval jeden ze svých prvních delších příspěvků na DinosaurusBlogu, který předpokládal maximální rychlosti běhu zástupců různých skupin druhohorních dinosaurů. Protože máme právě (k datu publikování článku) v plném běhu atletickou část Olympijských her v Paříži, a protože o rychlosti dinosaurů toho dnes víme ještě podstatně více než v první dekádě tohoto století, rozhodl jsem se článek znovu publikovat, přičemž jsem jej mírně přepracoval, zaktualizoval a opatřil dříve chybějícími referencemi. Co tedy můžeme říci o maximální rychlosti pohybu různých druhů dinosaurů dnes? Kteří z nich by bez problémů předběhli Noaha Lylese (aktuálního olympijského vítěze v běhu na 100 metrů), a kteří by za sebou sotva nechali pomalu kráčejícího člověka? Jako referenční údaj pro lepší porovnání zmiňme maximální dosaženou rychlost v běhu 44,7 km/h (Usain Bolt, 2009)[1] a nejvyšší rychlost běhu, dosaženou běžným netrénovaným člověkem (přibližně 18 až 24 km/h)[2]. A nyní už zpět k původnímu článku…dospělý tyranosaurus honící džíp. Pštrosí dinosauři pádící sprintem po zeleném palouku. Pomalu kráčející obří sauropodi. Takový obrázek dinosauřího pohybu nám nabídly filmy jako dnes již legendární Jurský park. Oproti takové Cestě do pravěku z 50. let minulého století mohl všímavý divák zaznamenat výraznou změnu v chápání dinosaurů jakožto tvorů agilních, pohyblivých a teplokrevných.[3] Taková koncepce je samozřejmě mnohem blíže pravdě než starší pojetí. Neuškodí se ale zaměřit na jeden velmi významný ekologický aspekt – totiž rychlost pohybu dinosaurů – trochu podrobněji. Většina údajů je odvozena buď přímo z jejich kostry (proporcionální délka a rozpětí kroku končetin, celková hmotnost), srovnáváním s podobnými typy živočichů (slony, nosorožci, pštrosi apod.) nebo výpočty z dochovaných sérií fosilních stop (problematické je však to, že stopy se zachovají jen na kluzkém a vlhkém terénu, kde zvíře rozhodně nedosáhne vysoké rychlosti – zde vypočítané z velikosti stop a jejich vzdálenosti). Pro obří sauropody zase v dnešní přírodě neexistuje relevantní srovnání, což ostatně platí i o obřích bipedních teropodech.[4] V posledních letech byl v biomechanických studiích dávno vymřelých zvířat učiněn velmi slušný pokrok, přesto je většina odhadů rychlostí pohybu dinosaurů jen přibližná.[5]
Nejpomalejšími dinosaury byli možná ti největší z nich – obří sauropodi. Pro tuto možnost svědčí nejen jejich často ohromná hmotnost, která prostě nedovoluje rychlé pohyby (osobně bych nechtěl stát pod rozpustile hopsajícím osmdesátitunovým argentinosaurem)[6], ale i fakt, že se ve svém ekosystému téměř nemuseli obávat predace (jejich velikost jim byla dostatečnou ochranou a neměli žádného přirozeného nepřítele)[7]. Zdravý dospělý megasauropod, jakým byl zmiňovaný Argentinosaurus nebo podobně velký Puertasaurus jednoduše nemohli být uloveni ani největšími známými teropody.[8] Dokonce ani smečka velkých teropodů z podčeledi Giganotosaurinae (jako byl argentinský rod Mapusaurus)[9] zřejmě nepreferovala útok na zdravého a plně dorostlého dospělce. Rychlost největších sauropodů tak zřejmě nepřesahovala 8 km/h, tedy zhruba rychlost svižné lidské chůze.[10] Sauropodi totiž velmi pravděpodobně neběhali, byli schopni jen kráčet. Menší sauropodi a prosauropodi mohli s jistotou dosahovat vyšších rychlostí a zřejmě také dokázali „klusat“, nejspíše na krátkou dobu rychlostí kolem 12 až 17 km/h (asi jako zdatný člověk na patnáctistovce při hodině tělocviku).[11] Relativně lehcí sauropodi také možná dokázali nárazově zrychlit až na 20 až 30 km/h, což však nebylo zřejmě příliš často.[12] Mezi velmi pomalé dinosaury patřili logicky i „obrnění“ ankylosauři a stegosauři. Opět zde hraje roli prvek aktivní obrany, který byl těmito dinosaury v dospělosti preferován před ústupem. Dospělý osmitunový Ankylosaurus magniventris se kupříkladu nemusel obávat ani tyranosaura.[13] Stegosaurus je zase znám díky svým kostěným ocasním „bodcům“, kterými si zřejmě držel od těla dotěrné teropody střední velikosti.[14] Podle dochovaných stop se odhaduje průměrná rychlost chůze těchto ptakopánvých dinosaurů na 6 až 8 km/h (asi jako velmi rychlá lidská chůze nebo pomalý běh), v případě samotného rodu Stegosaurus pak některé odhady činí dokonce až 15,3 až 17,9 km/h.[15] Ostatně kam také spěchat, když rostlinky vám neutečou a dravci se (většinou) drží zpátky. Rohatí dinosauři zřejmě také preferovali aktivní obranu (zvláště v případě velkých až obřích rodů jako byl Triceratops nebo Torosaurus), nicméně jejich lokomoční schopnosti nepochybně značně převyšovaly velké sauropody i robustní ankylosauridy a stegosauridy.
Srovnáním s podobně stavěným nosorožcem dospěli biomechanikové k názoru, že při čelním útoku na dravce nebo naopak útěku mohli rohatí dinosauři krátkodobě dosáhnout rychlosti 25 až 40 km/h (rychlejší než sprint netrénovaného člověka), v extrémním případě pak dokonce 56 km/h.[16] I v tomto směru však panovala velká variabilita, největší ceratopsidi se zřejmě do klusu téměř nikdy nepouštěli. Obří mnohatunoví teropodi, jako byl Tyrannosaurus rex, působí biomechanikům a fyziologům největší rozpaky. Na jednu stranu měli mnozí z nich zcela zjevně kurzoriální typ postavy, silné nohy a četné anatomické adaptace pro rychlý běh.[17] Na druhou stranu ale jejich vysoká hmotnost a možnost zakopnutí a pádu hraničícího s jistým smrtelným zraněním tyto adaptace poněkud neguje.[18] Většina nových studií spatřuje v dospělém tyranosaurovi příležitostného mírně klusajícího lovce, který ze své běžné „cestovní“ chodecké rychlosti kolem 8 až 13 km/h (u člověka rychlá chůze až pomalý běh)[19] dokázal v případě potřeby zřejmě zrychlit až na nějakých 25 nebo 30 km/h (podle jiných autorů je nejvyšší teoretickou rychlostí dospělce druhu T. rex dokonce 38,5 km/h)[20]. Nejodvážnější odhady pak hovoří o více než 40 km/h, což je již rychlost nejlepších sprinterů (a netrénovaný člověk by v případě tak rychlého teropodího pronásledovatele neměl šanci).[21] Tyranosaurus dělal při chůzi kroky dlouhé až 4 metry, při běhu by to byl možná i dvojnásobek (netrénovaný člověk dokáže při běhu roztáhnout krok na 1,5 – 1,8 metru, atlet maximálně 2,5 metru). Fantastické cifry paleontologa Roberta T. Bakkera (udávající pro čtyřtunového tyranosaura rozmezí 65 až 72 km/h) však můžeme samozřejmě s klidným svědomím pominout.[22] Pro poněkud lehčeji stavěného (i když celkově většího) giganotosaura byla udávána rychlost dokonce až kolem 50 km/h.[23] Dilophosaurus wetherilli, známý i svojí „rolí“ v Jurském parku, pravděpodobně dokázal vyvinoutnež to umí nejlepší lidští atleti na umělém povrchunež to umí nejlepší lidští atleti na umělém povrchu rychlost kolem 37,8 km/h[24], zatímco větší a později žijící argentinský abelisaurid Carnotaurus sastrei mohl údajně zrychlit na 48 až 56 km/h[25]. Nejrychlejšími z velkých teropodů byli zřejmě mladí tyranosauridi, jako například druh Gorgosaurus libratus, kteří mohli podle teoretických modelů a výpočtů dosáhnout rychlosti asi 58,7 km/h.[26] Jejich nesmírně dlouhé a štíhlé nohy v kombinaci s poměrně lehkou tělesnou stavbou jim tak umožňovaly běžet rychleji, než to umí nejlepší lidští atleti na umělém povrchu (připomeňme si, že dnes stále platí rychlostí rekord Usaina Bolta z roku 2009, činící 12,42 m/s, tedy 44,72 km/h).
Podobných rychlostí mimochodem dosahovali i mnozí menší teropodi, např. dromeosauridi. Například zástupci rodu Velociraptor byli podle autora Jurského parku Michaela Crichtona schopni dosáhnout rychlosti až přes 100 km/h, tedy jako dnešní rekordman mezi obratlovci gepard. To je však stejný nesmysl jako myšlenka, že by tito teropodi dokázali otevírat dveře za kliku a disponovali inteligencí současných šimpanzů.[27] Ve skutečnosti dosahovali dromeosauridi maximálních rychlostí běhu spíše v rozmezí 40 až 50 km/h (což ukázaly i série jejich fosilních stop), stále je to ovšem podstatně víc než u většiny ostatních dinosaurů).[28] Rekordmani podle pravidla zachování eskalace děje přichází vždy až na konec. Prakticky v každé populárně naučné knížce o dinosaurech se dočtete, že nejrychleji běhali tzv. „pštrosí dinosauři“ (ornitomimidi). Tito zajímaví kurzoriální teropodi byli opravdu dokonale přizpůsobeni k běhu celou svou anatomií, protože útěk byl pro ně často jedinou záchranou před velkými dravci, ale i smečkami malých teropodů.
Předpokládá se že ornitomimidi jako byl severoamerický druh Struthiomimus altus dokázali vyvinout rychlost asi 42 až 56 km/h.[29] Dnešní běhavý pták pštros dvouprstý je nejrychlejším nesavčím a zároveň bipedním (po dvou běhajícím) živočichem na souši a jeho rekordní změřená rychlost dosahuje dle různých údajů 56 až 73 km/h (což ještě nutně nemusí být výkonnostním stropem).[30] Je pravděpodobné, že i pštrosí dinosauři dosahovali podobných rychlostí, možná snad jen trochu nižších – podobně jako někteří noasauridi (například východoafrický rod Elaphrosaurus, kterému je přisuzována teoretická maximální rychlost až kolem 68 km/h).[31] V druhohorním světě nejspíš neměli konkurenci a trvalo desítky milionů let, než se objevili někteří jiní rychlí živočichové (kopytníci, kočkovité šelmy a nelétaví ptáci), kteří se jim mohli v tomto směru vyrovnat. Nastíněné údaje, jakkoliv jsou jen přibližné, dobře ilustrují skutečnost, že dinosauři byli často rychlá, aktivní zvířata. Jejich metabolismus fungoval velmi efektivně a teplokrevnost zaručovala alespoň většině z nich dostatek energie pro trvale aktivní pohyb i ve ztížených ekologických podmínkách.[32] Není divu, že právě z malých teropodů se v průběhu jurské periody vyvinuli ptáci, jejichž způsob pohybu – let – je dnes energeticky nejnáročnějším typem obratlovčí lokomoce.[33] A nejrychlejší dinosaurus všech dob? Tím je vlastně dravec sokol stěhovavý (Falco peregrinus), který při střemhlavém letu prokazatelně dosahuje rychlosti až kolem 389 km/h![34]
Napsáno pro weby DinosaurusBlog a OSEL.
Short Summary in English: Scientists have been debating over the speed of dinosaurs for many decades. Estimates of dinosaur running speeds vary because different methods are often used to calculate them. Basic approaches for estimating dinosaur speeds are comparing to known (directly recorded) speeds of modern animals of similar body size and build, and measuring distances between fossil footprints in a trackways and using these to calculate estimated speed (some show results of up to 49 km/h). Modern computer technology also provides new insights into the locomotion capabilities of various dinosaurs.
Odkazy:
https://ucmp.berkeley.edu/diapsids/buzz/locomotion.html
https://www.iflscience.com/what-was-the-fastest-dinosaur-74270
https://pubs.usgs.gov/gip/dinosaurs/speed.html
https://www.nationalgeographic.com/science/article/tyrannosaur-trex-running-speed
https://www.livescience.com/fossil-tracks-speedy-dinosaurs
[1] Graubner, R.; Nixdorf, E. (2011). Biomechanical Analysis of the Sprint and Hurdles events at the 2009 IAAF World Championships in Athletics. New Studies in Athletics. 26 (1/2): 19-53.
[2] Mohler, B. J.; et al. (2007). Visual flow influences gait transition speed and preferred walking speed. Experimental Brain Research. 181 (2): 221–228.
[3] Seymour, R. S.; et al. (2012). Blood flow to long bones indicates activity metabolism in mammals, reptiles and dinosaurs. Proceedings of the Royal Society B. 279 (1728): 451–456.
[4] Farlow, J. O.; et al. (2000). Theropod locomotion. American Zoologist. 40 (4): 640–663.
[5] Hirt, M. R.; et al. (2017). A general scaling law reveals why the largest animals are not the fastest. Nature Ecology & Evolution. 1 (8): 1116–1122.
[6] Paul, G. S. (2019). Determining the largest known land animal: A critical comparison of differing methods for restoring the volume and mass of extinct animals. Annals of the Carnegie Museum. 85 (4): 335–358.
[7] Sander, P. M.; et al. (2011). Biology of the sauropod dinosaurs: the evolution of gigantism. Biological Reviews. 86 (1): 117–155.
[8] Canale, J. I.; et al. (2014). Cranial ontogenetic variation in Mapusaurus roseae (Dinosauria: Theropoda) and the probable role of heterochrony in carcharodontosaurid evolution. Paläontologische Zeitschrift. 89 (4): 983–993.
[9] Coria, R. A.; Currie, P. J. (2006). A new carcharodontosaurid (Dinosauria, Theropoda) from the Upper Cretaceous of Argentina. Geodiversitas. 28 (1): 71–118.
[10] Sellers, W. I.; et al. (2013). Carrier, D. (ed.). March of the Titans: The Locomotor Capabilities of Sauropod Dinosaurs. PLOS ONE. 8 (10): e78733.
[11] Fastovsky, D. E.; Weishampel, D. B. (2009). Dinosaurs: A Concise Natural History. Cambridge University Press (pp. 165–200).
[12] Thulborn, R. A. (1982). Speeds and gaits of dinosaurs. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 38 (3–4): 227–256.
[13] Coombs, W. P. (1978). Theoretical aspects of cursorial adaptations in dinosaurs. The Quarterly Review of Biology. 53 (4): 393–418.
[14] Carpenter, K. (1998). Armor of Stegosaurus stenops, and the taphonomic history of a new specimen from Garden Park, Colorado. Modern Geology. 23: 127–144.
[15] Fastovsky, D. E.; Weishampel, D. B. (2005). Stegosauria: Hot Plates. In Fastovsky, D. E.; Weishampel, D. B. (eds.). The Evolution and Extinction of the Dinosaurs (2nd ed.). Cambridge University Press (pp. 107–130).
[16] Paul, G. S.; Christiansen, P. (2000). Forelimb posture in neoceratopsian dinosaurs: implications for gait and locomotion. Paleobiology. 26 (3): 450–465.
[17] Dececchi, T. A.; et al. (2020). The fast and the frugal: Divergent locomotory strategies drive limb lengthening in theropod dinosaurs. PLOS ONE. 15 (5): e0223698.
[18] Farlow, J. O.; Smith, M. B.; Robinson, J. M. (1995). Body mass, bone “strength indicator”, and cursorial potential of Tyrannosaurus rex. Journal of Vertebrate Paleontology. 15 (4): 713–725.
[19] Van Bijlert, P. A.; van Soest, A. J.; Schulp, A. S. (2021). Natural Frequency Method: estimating the preferred walking speed of Tyrannosaurus rex based on tail natural frequency. Royal Society Open Science. 8 (4).
[20] Boeye, A. T.; Swann, S. (2024). Calculating Muscular Driven Speed Estimates for Tyrannosaurus. bioRxiv 2024.06.13.596099.
[21] Paul, G. S. (1998). Limb design, function and running performance in ostrich-mimics and tyrannosaurs. GAIA: revista de geociências. 15: 257.
[22] Sellers, W. I.; et al. (2017). Investigating the running abilities of Tyrannosaurus rex using stress-constrained multibody dynamic analysis. PeerJ. 5: e3420.
[23] Blanco, R. E.; Mazzetta, G. V. (2001). A new approach to evaluate the cursorial ability of the giant theropod Giganotosaurus carolinii. Acta Palaeontologica Polonica. 46 (2): 193–202.
[24] Sellers, W. I.; Manning, P. L. (2007). Estimating dinosaur maximum running speeds using evolutionary robotics. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 274 (1626): 2711–2716.
[25] Persons, W. S. IV; Currie, P. J. (2011). Dinosaur Speed Demon: The Caudal Musculature of Carnotaurus sastrei and Implications for the Evolution of South American Abelisaurids. PLoS ONE. 6 (10): e25763.
[26] Molina-Pérez, R.; Larramendi, A. (2016). Récords y curiosidades de los dinosaurios terópodos y otros dinosauromorfos. Larousse (p. 176).
[27] Bouabdellah, F., Lessner, E.; Benoit, J. (2022). The rostral neurovascular system of Tyrannosaurus rex. Palaeontologia Electronica. 25 (1): 1–20.
[28] Gierliński, G. D. (2009). A preliminary report on new dinosaur tracks in the Triassic, Jurassic and Cretaceous of Poland. In: Actas de las IV Jornadas Internacionales sobre PaleontologÃa de Dinosaurios y su Entorno Salas de los Infantes, Burgos.
[29] Thulborn, R. A. (1982). Speeds and gaits of dinosaurs. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 38 (3–4): 227–256.
[30] Hirt, M. R.; et al. (2017). A general scaling law reveals why the largest animals are not the fastest. Nature Ecology & Evolution. 1 (8): 1116–1122.
[31] Molina-Pérez, R.; Larramendi, A. (2016). Récords y curiosidades de los dinosaurios terópodos y otros dinosauromorfos. Larousse (p. 173).
[32] Wiemann, J.; et al. (2022). Fossil biomolecules reveal an avian metabolism in the ancestral dinosaur. Nature. 606: 522–526.
[33] Agnolin, F. L.; et al. (2019). Paravian Phylogeny and the Dinosaur-Bird Transition: An Overview. Frontiers in Earth Science. 6: 252.
[34] Tucker, V. A. (1998). Gliding flight: speed and acceleration of ideal falcons during diving and pull out. Journal of Experimental Biology. 201 (3): 403–414.
Diskuze:
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
