Replika lebky exempláře AMNH 5027, dospělého jedince druhu Tyrannosaurus rex, objeveného Barnumem Brownem ve východní Montaně roku 1908. Právě tento exemplář byl zvolen jako referenční v rámci studie o kraniocervikálním způsobu pojídání potravy u velkých teropodů. Tato replika je umístěna v prostorách Katedry Geologie PřF UPOL. Kredit: Vlastní snímek autora (2019).

O extrémní síle obřího pozdně křídového severoamerického teropoda druhu Tyrannosaurus rex už jsem na tomto webu psal mnohokrát. Dokonce i jeho zdánlivě titěrné zakrnělé přední končetiny byly mnohem silnější než paže dospělého muže, každá totiž uzvedla břemeno o hmotnosti dvou metráků (resp. přesně to má být 199 kg a tyranosauří dvouhlavý sval pažní byl asi 3,5krát silnější než stejný sval u dospělého muže).[1] Ještě mnohem silnější byly pochopitelně zadní končetiny kolosálního predátora, které jeho až devítitunové tělo efektivně nadnášely a propůjčovaly mu schopnost kráčet nebo snad i běžet rychlostí nejméně 18 km/h, možná však až 27 km/h, čehož už nedosáhne většina lidské populace.[2] Nesmírně silné byly také svaly u báze ocasu, které se ostatně rovněž podílely na pohybu zadních končetin.[3] A konečně, přímo extrémně silné byly krční a čelistní svaly, které propůjčovaly tyranosauří tlamě enormní sílu stisku, u suchozemských zvířat nejspíš zcela bezkonkurenční (snad jen s výjimkou některých obřích krokodýlovitých plazů, jako byl pozdně křídový aligatoroid Deinosuchus).[4] Síla čelistního stisku tyranosaura měla podle různých propočtů činit přibližně 35 000 až 60 000 newtonů, což je dostačující například k rozdrcení kapoty osobního automobilu nebo překousnutí několika osob doslova „vejpůl“.[5] Toto jsou nicméně už poměrně dobře známé skutečnosti, které přinejmenším častým čtenářům těchto stránek jistě neunikly.

Tyranosauři patřili mezi nejsilnější dravé tvory, kteří se kdy na Zemi objevili. Podle teoretických výpočtů by například dokázali v tlamě udržet několik metrů nad zemí více než tunový osobní automobil. Kredit: ABelov2014; Wikimedia (CC BY 3.0)

Delší dobu už si ale schovávám v pomyslném autorském rukávu další zajímavost z podobného ranku, která dosud zveřejněna nebyla (a jsem mimochodem zvědav, kolik dalších autorů ji v příštích týdnech a měsících opět bez mého vědomí přebere a ve svých „100% autentických“ článcích bude v pozměněné podobě šířit dál, jak je poslední dobou již obvyklé). O co se tedy jedná? Vlastně o nic menšího než o rozbor odolnosti a rozsahu pohybu krční páteře a svalstva, umožňující tyranosaurovi přemísťovat v tlamě břemena a napomáhat dravému obrovi s krmením. Jinými slovy, jak těžký objekt dokázal T. rex zvednout tlamou ze země, držet ve své anatomicky neutrální pozici hlavy nebo vyhodit do vzduchu a poté zachytit tlamou a polknout (podobně jako to dělají při krmení mnozí dnešní ptáci)? Ještě než na tuto otázku odpovíme, si ale pro porovnání uveďme podobný údaj pro jiného obřího dravého dinosaura, kterým je severoafrický karcharodontosaurid druhu Carcharodontosaurus saharicus.

Odborná práce z roku 2007 ukázala, že tyranosauři patrně dokázali z ulovené kořisti nebo nalezené mršiny utrhnout velké kusy masa a vyhodit je do výšky kolem pěti metrů. Tato až přes 50 kilogramů vážící „sousta“ pak přímo polykali. Podobným způsobem, ale v mnohem menším měřítku, postupují při krmení také mnozí dnešní ptáci a krokodýli. Kredit: dconvertini; Wikipedia (CC BY-SA 2.0)

Tento dravý obr, dlouhý až kolem 13 metrů a vážící přes šest tun měl hlavu dlouhou 1,6 metru, tedy ještě o trochu delší, než jsou hlavy největších známých jedinců tyranosaura.[6] Přesto jeho lebka nebyla ani zdaleka tak dobře uzpůsobena k drtivému čelistnímu stisku a jeho čelistní i krční svaly nebyly ani zdaleka tak mohutné a silné jako u severoamerického obra, žijícího o třicet milionů let později. V případě karcharodontosaura bylo odhadnuto, že jeho hlava dokázala zvednout ze země a udržet nad zemí břemeno o hmotnosti kolem 424 kilogramů, což odpovídá přibližně pěti dospělým osobám, jednomu velkému samci medvěda hnědého nebo průměrnému jezdeckému koni.[7] I tyto údaje jsou samy o sobě úctyhodné, odhady pro druh T. rex ale dalece překonávají možnosti severoafrického alosauroida. Výsledky výzkumu popisující právě tyto anatomické a biomechanické atributy obřího dinosauřího dravce byly publikovány paleontology Ericem Snivelym a Anthonym P. Russellem v jejich odborné práci z konce roku 2007.[8] Tato studie o „kraniocervikálním“ způsobu pojídání potravy poskytuje některé velmi zajímavé postřehy, které namnoze ušly pozornosti médií. Autoři konstatují, že tyranosauridi byli vybaveni extrémně silnými čelistními a krčními svaly, nezbytnými pro mechanické zpracování a například i „trhání“ masité potravy, podobné tomu, jakým způsobem trhají svoji potravu draví ptáci. Významné krční svaly tyranosaurů, podílející se na zpracování potravy (jako jsou Musculus transversospinalis cervicis, M. transversospinalis capitis, M. complexus, M. splenius capitis, M. longissimus capitis superficialis, ad.), měly být schopny efektivně vykonávat náročnou práci, přitom se ale po námaze rychle dokázaly zotavit a pracovat usilovně dál. Svaly vygenerovaná síla a další fyzikální okolnosti předpokládaného způsobu příjmu potravy (trhání masa, vyhazování soust vysoko do vzduchu a jejich následné zachycování tlamou) byly vypočítány zejména pro jedince AMNH 5027, tedy slavnou lebku z Amerického muzea přírodních věd v New Yorku.[9] Pro polohu největšího maxilárního zubu ve vzdálenosti 0,9 metru od okcipitální kondyly vyšla paleontologům maximální hmotnost břemena, kterou byl tyranosaurus schopen staticky udržet ve své fyziologické pozici nad zemí, na fantastických 1014 kg, tedy více než tunu!

V takovém případě by obří teropod dokázal bez velké námahy udržet ve čtyřmetrové výšce nad zemí například 11 dospělých osob nebo menší osobní automobil! V případě zvednutí a poponesení břemena s jeho následným položením na zem by T. rex zvládl dokonce 1353 až 1623 kg, což už odpovídá například průměrné hmotnosti hrocha obojživelného![10] Dá se také představit, že zmíněný jedinec tyranosaura by dokázal v tlamě zvednout osobní automobil se čtveřicí lidí a „posadit“ ho o několik metrů či desítek metrů dál. Navíc se nemusí jednat o zcela limitní údaje, protože mohutnější jedinci, jako je „Sue“ nebo „Scotty“, mohli být ještě výrazně silnější než AMNH 5027.[11] Další zajímavou představou je hypotéza o tyranosauří schopnosti „nadhazovat“ si potravu vysoko do vzduchu nad tlamu a následně ji zachytávat, polykat či dále trhat (jak to pozorujeme v mnohem „titěrnějším“ provedení u mnoha současných dravých ptáků).

Rozborem všech silových a dalších fyzikálních parametrů, stejně jako odhadem rozsahů pohybu i velikosti a účinnosti jednotlivých krčních svalů dospěli autoři práce k fascinujícímu zjištění, že i spíše průměrně velký jedinec tyranosaura (AMNH 5027) dokázal bez větší námahy mrštit 50 kg vážícím „soustem“ rychlostí kolem 10 m/s (36 km/h) zhruba 5 metrů vysoko (tedy do celkové výšky kolem 9 metrů nad zemí). Pravděpodobně tak mohl přijímat potravu právě touto „kraniocervikální“ metodou, neboli metodou využívající aktivní pohyby hlavy a krku. To jen potvrzuje předpoklad, že inerciální příjem potravy (nezávislý na práci jazyka) u teropodů byl podobný mechanice polykání u současných archosaurů – ptáků a krokodýlů.[12] Je poměrně pravděpodobné, že velcí jedinci tyranosaurů dokázali podobným způsobem transportovat vysoko do vzduchu i těžší objekty, které se vyrovnají hmotnosti dospělého člověka. Na závěr si tedy shrňme tyto informace a (byť s trochou zdravého skepticismu) konstatujme, že tyranosauři byli neuvěřitelně silní a úchvatní tvorové. Bez problému by zvedli vysoko do vzduchu osobní automobil s lidskou posádkou, rozdrtili by jej v čelistech a člověka by si dokázali „nadhodit“ do výšky několika metrů před jeho spolknutím. A pak, že odbornou anatomií a fyzikou oplývající paleontologické práce nemohou být vpravdě úžasné a fascinující!

Napsáno pro weby DinosaurusBlog a OSEL.

Short Summary in English: According to a 2007 study, Tyrannosaurus rex and other tyrannosaurid theropods exerted extremely high bite forces, and large muscle attachments suggest that the tyrannosaurid neck was a concomitantly powerful component of the feeding apparatus. Tyrannosaurus rex was able to hold over 1000 kg in its jaws well above the ground.

Odkazy:

https://en.wikipedia.org/wiki/Feeding_behaviour_of_Tyrannosaurus

https://fivethirtyeight.com/features/how-do-you-feed-a-t-rex/

https://www.nationalgeographic.com/animals/article/151030-tyrannosaurus-rex-cannibal-menu-eat-science

https://www.amnh.org/explore/news-blogs/on-exhibit-posts/fossils-t-rex-hunting-habits

https://www.smithsonianmag.com/science-nature/tyrannosaurus-scat-96841015/

[1] Carpenter, K.; Smith, M. (2001). Forelimb Osteology and Biomechanics of Tyrannosaurus rex. In Tanke, D. H.; Carpenter, K. (eds.). Mesozoic vertebrate life. Bloomington: Indiana University Press. str. 90–116.

[2] 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.

[3] 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.

[4] Bates, K. T.; Falkingham, P. L. (2012). Estimating maximum bite performance in Tyrannosaurus rex using multi-body dynamics. Biological Letters. 8 (4): 660–664.

[5] Lautenschlager, S. (2015). Estimating cranial musculoskeletal constraints in theropod dinosaurs. Royal Society Open Science. 2 (11): 150495.

[6] Seebacher, F. (2001). A New Method to Calculate Allometric Length-Mass Relationships of Dinosaurs. Journal of Vertebrate Paleontology. 21 (1): 51–60.

[7] Henderson, D. M.; Nicholls, R. (2015). Balance and Strength—Estimating the Maximum Prey-Lifting Potential of the Large Predatory Dinosaur Carcharodontosaurus saharicus. The Anatomical Record. 298 (8): 1367–1375.

[8] Snively, E.; Russell, A. (2007). Craniocervical feeding dynamics of Tyrannosaurus rex. Paleobiology. 33: 610-638.

[9] Brown, B. (1915). Tyrannosaurus, a Cretaceous carnivorous dinosaur, the largest flesh-eater that ever lived. Scientific American. 63 (15): 322–323.

[10] Owen-Smith, R. N. (1992). Megaherbivores: The Influence of Very Large Body Size on Ecology. Cambridge University Press. str. 6–14.

[11] Persons, W. S.; Currie, P. J.; Erickson, G. M. (2020). An Older and Exceptionally Large Adult Specimen of Tyrannosaurus rex. The Anatomical Record. 303 (4): 656–672.

[12] Gussekloo, S. W. S.; Bout, R. G. (2005). Cranial kinesis in palaeognathous birds. Journal of Experimental Biology. 208 (17): 3409–3419.