霸氣不再,暴龍其實跑不動

作者 | 發布日期 2017 年 07 月 30 日 12:00 | 分類 生物科技 , 科技教育 follow us in feedly

你一定對這個經典的電影橋段印象深刻:兇狠的暴龍(Tyrannosaurus rex,T-rex)張著血盆大口追著受傷坐在車子裡逃命、由傑夫·高布倫(Jeff Goldblum)飾演的伊恩·馬爾科姆博士。這是由好萊塢知名導演史蒂芬·史匹柏(Stephen Spielberg)執導的賣座電影《侏儸紀公園》(Jurassic Park)中的名場面。由於暴龍給人殘暴、兇猛又攻擊力十足、善於追殺獵物的鮮明印象,使牠在許多恐龍迷的心中有不可磨滅的地位,但你有沒有想過一個問題:暴龍真的跑得那麼快嗎?



英國曼徹斯特大學(the University of Manchester)的最新研究發現,根據暴龍的身形與體重,牠不可能以很快的速度移動,因為牠的腿骨根本無法負擔由重量與速度造成的巨大壓力,因此只要牠一跑,腿骨就會應聲斷裂!這項研究近期發表於《PeerJ》期刊,廣泛探討暴龍的移動速度與生物力學的關係,並運用名為 N8 的最先進高效能電腦運算技術,建立了一個新的模擬模型進行相關研究。

由地球與環境科學學院(the School of Earth and Environmental Sciences)的威廉‧賽勒斯(William Sellers)教授帶領的研究團隊,結合了名為多體動力分析(multibody dynamic analysis,MBDA)與骨骼壓力分析(skeletal stress analysis,SSA)這兩種獨立的生物力學技術,進而建立出一種全新且精確度更高的模擬模型。賽勒斯教授表示,研究結果顯示在暴龍身上,奔跑造成的壓力對牠的骨骼來說是不可承擔之重,簡單地說,只要暴龍跑起來,牠的雙腿就會骨折!這個結果與前人研究建立的生物力學模型得到的結果大相逕庭,當時推測暴龍的最高速度可達每小時 45 英里(相當於時速 72.4 公里)。

他進一步解釋,數十年來,暴龍與其他類似的大型恐龍的奔跑能力,已在古生物學家間受到許多討論,然而,使用不同研究方法的各種研究推測出來的暴龍此類恐龍的極限速度,卻存在很大的落差,而他們認為現在該發展出一種可得到更精確結果的嶄新技術之時了。他們呈現了一種全新的方法,其中融合兩種獨立的生物力學技術,藉此模擬出暴龍的骨骼根本無法承受快速跑動帶來的龐大負擔,此一令人出乎意料的結果。

暴龍的模擬結果可為其他兩足巨龍的範本

這項研究結果同時也顯示,暴龍其實無法以高速移動來捕食獵物,與我們之前的想像截然不同!此結果顛覆了以往認知的,如暴龍的大型兩足類恐龍的高速追捕獵物行為,而這也展現了 Multiphysic 程式在重塑已滅絕動物的運動模式上的強大威力。雖然這項研究把重點放在暴龍上,但此發現其實也意味著,其他的大型兩足類恐龍,例如:南方巨獸龍(Giganotosaurus)、馬普龍(Mapusaurus),與高棘龍(Acrocanthosaurus)等,快速奔跑對牠們而言,也是一項不可能的任務。

賽勒斯博士補充說,暴龍是地球上曾經出現的最大型兩足動物之一,這也代表著我們能以牠的模擬結果為範本,來了解其他相似恐龍的生物力學。因此,這些發現很可能詮釋其他長腳巨龍的移動方式,不過,這仍需經過針對其他雙腳巨龍的試驗來確認。

其實,這並不是 MBDA 與 SSA 第一次運用在評估恐龍的步行與奔跑能力,然而,這卻是第一次將這兩項技術結合,鉅細靡遺地呈現牠們在這方面的能力。賽勒斯博士進一步解釋,先前對獸腳類雙足恐龍的跑步能力所做的模擬,並未直接考量到骨骼的負重限制,而這項新的研究則對此改善,確實評估了這些活動對暴龍腿骨產生的作用力,並藉此進一步估算骨骼承受的衝擊力。

「暴龍只能走而不能跑」這項研究結果,同時也呼應了「暴龍的行動其實並不敏捷」這個早年提出的論點。這意味著這些結果將改變我們看待暴龍與其他雙腳巨龍,其體長與身形如何隨著牠們長大而產生變化的方式。早期的研究指出,隨著暴龍逐漸成長,牠們的軀幹所佔全身的體長與重量比例皆會慢慢增加;相對地,四肢則在全身的比例上,變得較短小與輕盈。這些體型上的變化,其實就代表暴龍的移動能力,會隨著不同生長階段而改變,相對於幼年個體,成年暴龍的動作顯得笨重許多。

最後,賽勒斯博士表示,這些新的發現顛覆了過去對恐龍移動能力的看法,我們應要更廣泛地運用這項新的模擬模型,不僅用來調查其他恐龍的移動能力,同時也要把這項新技術用來了解某種恐龍在不同生長階段,運動模式的改變。

(首圖來源:pixabay) 

關鍵字: , ,