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 триасового динозавра, 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 посмотрели, как движения хвоста повлияли бы 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, действовал и у других динозавров.
Ранее палеонтологи в основном считали, что хвост был просто пассивным противовесом, который компенсировал вес головы и шеи динозавров, рассказал 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 реальной биомеханике, 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 перенесли свою модель на 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.
Бесхвостому динозавру 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 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 трехмерному 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 готовое моделирование, Бишоп надеется применить его ко всем видам древних 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".
Понравилась статья? Поставь лайк, и подпишись на канал чтобы читать об интересных вещах!