模型对象 C. bauri 的插图。 (谢尔盖·克拉索夫斯基/Stocktrek Images/Getty Images)
远古时期的尾巴非常长,有刺与今天活着的任何东西都不同。 新的研究表明,当主人走路时,它们会优雅地左右摇摆,而当主人跑步时,它们会热情地摇摆。
恐龙的鸟类谱系大约花了 8000 万年才失去了如此长的尾巴,这与身体比例和姿势的显着变化是一致的。 长尾巴如此顽固地粘在周围这一事实表明它们对这些动物很重要。
但由于没有活生生的例子,恐龙的尾巴究竟是如何促进其古代存在的,目前还没有完全了解。尾巴的潜力之前已经被检查过反捕食者防御、种内通讯以及它们在平衡和平衡方面的作用游泳。
新的模型表明,它们可能在恐龙的运动中发挥着关键作用,而不仅仅是作为直立姿势的平衡物。
“当我第一次看到模拟结果时,我感到非常惊讶,”古生物学家彼得·毕肖普说,现藏于昆士兰博物馆。
模拟显示,非鸟类兽脚亚目动物(包括霸王龙和迅猛龙)他们模仿,左右摆动。
Bishop 及其同事应用通过研究现有物种得出的物理和生物参数,利用解剖学和肌肉模型的全身方法,创建动态动物行走行为的详细 3D 模型,并受到其生物系统基础物理的约束。
他们通过模拟目前活着的一种名为“蒂纳莫”的鸟类的运动来测试该模型的准确性。秀丽隐杆线虫)? 一种在地面筑巢的南美灌木丛鸟类。
“模拟自发地生成了步行和跑步步态,这些步态与经验观察结果具有很强的运动学和动力学匹配,”该团队在他们的论文中写道。
该模型还预测这些鸟的奔跑速度可达 2.62 m/s,这与我们对tinamou 的了解相符。
因此,他们开发了一个模拟鲍里腔骨龙? 一种小型肉食兽脚亚目动物,捕食昆虫、蜥蜴和古代鳄鱼祖先的婴儿大约2.2亿年前。 这些动物有中空的骨头,像灰狗一样光滑、苗条,使它们变得轻盈、敏捷,而且速度可能非常快。 它们长达 3 米(9.8 英尺),重约 15 公斤。
以前的运动模型将沿着动物长度的身体部分视为一个刚性实体,并将尾巴视为其前端的平衡,但研究人员将轴向运动纳入其中,以了解“整个动物的运动如何与形态、神经肌肉控制和表现相互作用” ”。
“在进行了一系列进一步的模拟后,使尾巴变得更重、更轻,甚至根本没有尾巴,我们能够最终证明尾巴摆动是在整个步态中控制角动量的一种手段,”解释了主教。
通过左右摆动,C. bauri 的尾巴通过充当动物的整个身体来调节角动量(旋转运动的量)惯性阻尼器。 它将这种旋转运动保持在有限的范围内。
“从本质上讲,我们的发现表明恐龙喜欢暴龙和迅猛龙它们奔跑时左右摇动尾巴,这有助于它们保持平衡。”说主教。
该模型显示速度限制超过 5.7 m/s,这对于该物种来说是快速奔跑的步态。 研究小组指出,这可能有点低估,因为地面反作用力并不完全准确。 还有一些其他区域显示出初始模型和真实鸟类之间的差异,包括更直立的臀部姿势。
但模型却透露C. bauri 的尾巴的运动似乎与其他身体运动相协调,最大限度地减少了所需的肌肉力量。
运行无尾模拟表明,虽然无尾恐龙模型能够调整其运动模式以弥补惯性阻尼的不足,但它所需的肌肉力量增加了 18%,这表明恐龙尾巴除了作为恐龙尾巴之外,还具有关键作用。简单的配重。
“这项研究让我们更深入地了解恐龙是如何移动的,并且很可能会改变我们在电影中看到恐龙的方式,例如侏罗纪公园将来,”说昆士兰博物馆网络首席执行官吉姆·汤普森。
这项研究发表于科学进步。