Найти в Дзене
Саморазвитие

Биомеханика динозавров. Часть 1

Модели Колберт и Александр, среди прочих, использовали масштабные модели динозавров. Колберт измерял их объемы путем вытеснения песка. Александр взвешивал модели в воздухе и воде и руководствовался принципами Архимеда. В более поздних работах оценки объемов мезозойских рептилий основывались на реконструированных боковых и спинных изображениях или на трехмерных компьютерных реконструкциях. Тело животного представлено в виде серии кусочков, объем которых определяется численной интеграцией. Плотность тканей различна. Плотность мышц составляет около 1050 кг мК3 , жир около 900 кг мК3 , кость около 2000 кг мК3 и воздух в легких 1 кг мК3. Масса динозавров может быть рассчитана на основе этих значений плотности с использованием оценки объема каждой ткани. Вместо этого большинство авторов использовали оценки общей плотности тела, обычно 1000 кг мК3 . Это плотность крокодила, плавающего в пресной воде только кончиками ноздрей над поверхностью, или человека с умеренно надутыми легкими. Однако п
Оглавление

Модели

Колберт и Александр, среди прочих, использовали масштабные модели динозавров. Колберт измерял их объемы путем вытеснения песка. Александр взвешивал модели в воздухе и воде и руководствовался принципами Архимеда. В более поздних работах оценки объемов мезозойских рептилий основывались на реконструированных боковых и спинных изображениях или на трехмерных компьютерных реконструкциях. Тело животного представлено в виде серии кусочков, объем которых определяется численной интеграцией. Плотность тканей различна. Плотность мышц составляет около 1050 кг мК3 , жир около 900 кг мК3 , кость около 2000 кг мК3 и воздух в легких 1 кг мК3. Масса динозавров может быть рассчитана на основе этих значений плотности с использованием оценки объема каждой ткани.

www.google.ru/search?newwindow=1&authuser=1&biw=1326&bih=626&tbm=isch&sxsrf=ACYBGNT5r-Ewn5Ip11ui1s08x-XqLJEa_w%3A1573577468104&sa=1&ei=_OLKXa72BfCorgTj9JCQAw&q=динозавр&oq=динозавр&gs_l=img.3..0l10.1270.9354..9847...1.0..4.1075.3292.4j4j4-2j1j0j1......0....1..gws-wiz-img.....10..35i362i39j35i39j0i131.6lOEaW2riWc&ved=0ahUKEwiu5IzwkOXlAhVwlIsKHWM6BDIQ4dUDCAY&uact=5imgrc=A0VgVT7pVGwIlM:
www.google.ru/search?newwindow=1&authuser=1&biw=1326&bih=626&tbm=isch&sxsrf=ACYBGNT5r-Ewn5Ip11ui1s08x-XqLJEa_w%3A1573577468104&sa=1&ei=_OLKXa72BfCorgTj9JCQAw&q=динозавр&oq=динозавр&gs_l=img.3..0l10.1270.9354..9847...1.0..4.1075.3292.4j4j4-2j1j0j1......0....1..gws-wiz-img.....10..35i362i39j35i39j0i131.6lOEaW2riWc&ved=0ahUKEwiu5IzwkOXlAhVwlIsKHWM6BDIQ4dUDCAY&uact=5imgrc=A0VgVT7pVGwIlM:

Вместо этого большинство авторов использовали оценки общей плотности тела, обычно 1000 кг мК3 . Это плотность крокодила, плавающего в пресной воде только кончиками ноздрей над поверхностью, или человека с умеренно надутыми легкими. Однако позвоночные с воздушными мешками могут быть значительно менее плотными. Например, Александр обнаружил, что плотность ощипанного туши гуся составляла всего 937 кг мК3 . О'Коннор и Классенс представили доказательства того, что у не птичьих тероподов были похожие на птиц воздушные мешки. Неправильные предположения о воздушных мешках вряд ли приведут к ошибкам, превышающим 10%, в оценочных массах динозавров.

Оценки массы тела, полученные при реконструкции, даже при реконструкции, основанной на одной и той же ископаемой ископаемой, могут различаться в зависимости от того, предпочитает ли реставратор худое тело или крепкое, по крайней мере, до 1,5 разницы в факторах. Большую осторожность можно проявлять при реконструкции, наращивая ее мышцами на скелетной мышце, но восстановитель должен зависеть либо от субъективных суждений, либо от сомнительных предположений, основанных на современных животных, об относительных объемах скелета и мягких тканей.

Александр обнаружил центры массы твердых пластиковых моделей динозавров методом суспензии. Он сделал поправку, чтобы учесть объем легких, заполненный воздухом, и предположил, что кость равномерно распределена по телу. Хендерсон использовал свои компьютерные модели для определения местонахождения центров массы, также принимая во внимание воздух в легких. Оценки положения центра массы могут быть ошибочными, так как положение животного может быть восстановлено неправильно. Обычно это вряд ли приведет к очень большим ошибкам.

Оценка

Андерсон и др. показали, что массы млекопитающих можно достаточно точно оценить по всему периметру плечевой кости и бедра. Они применили уравнение млекопитающих к квадратичным динозаврам, которые, как известно, ходят по ископаемым следам, так же как и млекопитающие со своими ногами под телом. Вместо этого они изменили свое уравнение для четырехместных млекопитающих для расчета масс двустворчатых динозавров только по окружности бедренной кости. Метод очень прост в использовании и требует только плечевой сустав и бедренной кости, а не полного скелета.

Однако у него есть два недостатка. Во-первых, нельзя быть увереным, что уравнение, полученное из их образцов млекопитающих, будет хорошо работать для динозавров. Каррано отметил, что большинство крупных млекопитающих в их пробе являются копытными, которые отличаются от других млекопитающих аллометрией конечностей. Он также обеспокоен тем, что ошибки могут быть вызваны наличием у динозавров более прочных бедер по сравнению с плечевой костью, чем у млекопитающих.

Метод, предложенный Александром, зависел от концепции динамического сходства. Он предсказал, что аналогичные животные, бегущие с одинаковыми числами Фруда ((скорость)2 /(длина ноги! гравитационное ускорение)), будут иметь одинаковую относительную длину шага .

Метод зависит от сомнительных оценок размера ног, обычно основанных на размере следа, который может вводить в заблуждение, если эрозия удалила исходную поверхность субстрата или если субстрат был очень мягким. В попытке сделать этот метод более точным были предложены усовершенствования. Thulborn & Wade учли различия между группами динозавров в соотношении длины стопы к длине ноги и использовали несколько иное уравнение. В ходе тщательного кинематического анализа Хендерсон проанализировал альтернативные методы оценки высоты тазобедренного сустава от длины стопы.

К сожалению, другие потенциальные источники ошибок остаются серьезными. Хотя он не может предсказать точные скорости, метод информативен; похоже, нет никакой вероятности спутать прогулку со спринтом. Приблизительные оценки скорости, полученные с помощью этого метода, как правило, составляют менее 4 м sK1 для двустворчатых динозавров и 2 м sK1 для сауроподов. Животные с одинаковыми показателями прочности имеют достаточно прочные кости для динамичного бега при одном и том же максимальном количестве Froude, независимо от размера тела. Здесь подразумевается, что животные построены с одинаковым коэффициентом безопасности (сила/максимальный ожидаемый стресс). Такой подход привел к выводу, что 35-тонный сауропод (апатозавр) мог быть таким же спортивным, как слон, и что тираннозавр вряд ли мог бежать быстро.

www.google.ru/search?newwindow=1&authuser=1&biw=1326&bih=626&tbm=isch&sxsrf=ACYBGNTjG6pUMO9-FsEi_w_YayuxIZH2kg%3A1573577481649&sa=1&ei=CePKXcuhJ-TlrgSMm77wAQ&q=останки+динозавров&oq=остатки+ди&gs_l=img.1.1.0i24j0i10i24j0i24.423362.427892..430728...1.0..4.323.2060.7j5j2j1......0....1..gws-wiz-img.....10..35i39j0i67j0j35i362i39j0i131.o0MGBA831Z4imgrc=ZTqgNDn7WkinvM:
www.google.ru/search?newwindow=1&authuser=1&biw=1326&bih=626&tbm=isch&sxsrf=ACYBGNTjG6pUMO9-FsEi_w_YayuxIZH2kg%3A1573577481649&sa=1&ei=CePKXcuhJ-TlrgSMm77wAQ&q=останки+динозавров&oq=остатки+ди&gs_l=img.1.1.0i24j0i10i24j0i24.423362.427892..430728...1.0..4.323.2060.7j5j2j1......0....1..gws-wiz-img.....10..35i39j0i67j0j35i362i39j0i131.o0MGBA831Z4imgrc=ZTqgNDn7WkinvM:

Слоны могут бегать со скоростью не менее 6,8 м sK1, а апатозавр с тем же числом Froude - со скоростью не менее 9 м sK1 . Фарлоу и др. повторили анализ для тираннозавра с использованием лучшего материала и пришли к аналогичному выводу: вряд ли он работал быстрее 10 м sK1 . Они также представили новый аргумент в пользу медлительности этого процесса. Его остатки передних конечностей были бы бесполезны, чтобы сломать падение, если бы он споткнулся. Они сделали приблизительную оценку сил, которые могли бы воздействовать на грудь, если бы она упала во время бега, и пришли к выводу, что они, вероятно, были бы фатальными.

Александр использовал данные исследований по дорожно-транспортным происшествиям для подтверждения того, что предполагаемые усилия могут привести к травмам. Страусы, однако, бегут быстро, несмотря на отсутствие рук, чтобы сломать падение, и гиббоны рискуют получить серьезную травму, когда они качаются сквозь деревья. Вывод о том, что бег будет рискованным, не обязательно означает, что тираннозавр бежал не быстро.