Двуногие динозавры виляли хвостами, как огромные чешуйчатые щенки

Пытались ли они сэкономить энергию или просто были рады вас видеть?

Отредактировано 2023-15-06
Иллюстрация двуногого динозавра бегущего рядом с маленькой коричневой птицей на клетчатом фоне Их кожа просвечивает обнажая кости и сухожилияИсследователи сначала смоделировали походку живой птицы, чтобы откалибровать свою симуляцию.

Такие фильмы, как "Парк Юрского периода", могут создать впечатление, что мы знаем о динозаврах все, включая то, как они ходили или бегали. Но на самом деле невероятно сложно понять, как вымершие существа двигали своим телом.

Теперь плодотворное сочетание вычислительной биомеханики и так называемого "предсказательного моделирования" помогает заполнить эти пробелы в знаниях о локомотивах.

Чтобы воспроизвести движения динозавра триасового периода, жившего около 200 миллионов лет назад, Coelophysis bauri, группа исследователей с различным опытом разработала новую программу трехмерного моделирования. Согласно полученным результатам, маленькие двуногие динозавры, такие как C. bauri, скорее всего, размахивали хвостом при ходьбе или беге - подобно тому, как человек размахивает руками. Они воспроизвели взаимодействие различных мышц и рассмотрели, как движения хвоста могли повлиять на походку и динамику C. bauri.

Оказалось, что хвост регулировал угловой момент и эффективность, снижая мышечную нагрузку на тело динозавра. Команда считает, что этот механизм, вероятно, применялся и к другим динозаврам. Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.

Ранее палеонтологи в основном считали, что хвост был просто пассивным противовесом, который компенсировал вес головы и шеи динозавров, сказал Live Science эволюционный биомеханик и соавтор исследования Питер Бишоп. "У нас не было никаких ожиданий или гипотез", - добавил он. "Мы предполагали, что [хвост] будет просто висеть".

Чтобы убедиться, что их модель соответствует биомеханике реальной жизни, команда сначала использовала ее для имитации птиц, называемых тинамусами - элегантных птиц Центральной и Южной Америки, анатомия которых напоминает двуногих динозавров. Когда они убедились, что их симуляция может точно воспроизвести движения тела птицы в реальной жизни, они обратились к модели динозавра C. bauri.

Чтобы действительно понять важность хвоста, команда повторила моделирование, но удалила хвост динозавра из модели. Смоделированному C. bauri пришлось по-другому двигать тазом. "Когда мы отрубили хвост, динозавру пришлось вилять бедрами, чтобы компенсировать потерю хвоста", - сказал Бишоп в интервью The Guardian.

Бесхвостому дино также пришлось увеличить мышечные усилия на 18 процентов, что говорит о том, что хвост также помогал поддерживать низкий уровень энергозатрат. Когда команда повторила модель и заставила хвост рассинхронизироваться, C. bauri снова пришлось сильно увеличить расход энергии, чтобы передвигаться с той же скоростью.

"Всегда приятно видеть, как надежные подходы вычислительной биомеханики применяются к локомоции динозавров", - сказал Gizmodo Низар Ибрагим, палеонтолог позвоночных из Портсмутского университета, не имеющий отношения к недавнему исследованию. Ибрагим был ведущим автором исследования, опубликованного в прошлом году в журнале Nature, которое показало, как один гигантский динозавр, Spinosaurus aegyptiacus, мог использовать свой хвост для плавания. Он добавил, что новые работы, подобные этому 3D-моделированию, пополняют растущий массив исследований, подтверждающих идею о том, что "хвосты динозавров были более динамичными и сложными, чем предполагалось ранее".

Теперь, когда у них есть готовая симуляция, Бишоп надеется применить ее ко всем видам вымерших существ. "Теперь мы готовы изучить локомоцию и другие виды поведения целого ряда других вымерших животных, и не только динозавров", - сказал Бишоп в интервью Gizmodo. "Практически все, что угодно, можно использовать в игре".