Mezi nejvíce protikladná ztvárnění druhohorních dinosaurů patří jejich uvedení ve filmech typu Cesta do pravěku (1955) a Jurský park (1993). Zatímco v nádherném klasickém snímku z dílny Karla Zemana můžeme obdivovat toporná a těžkopádná stvoření, ti největší, sauropodní dinosauři, musí žít ve vodě, aby svoji hmotnost vůbec unesli.
Ve snímku Stevena Spielberga pozorujeme ladně se procházejícího obřího brachiosaura a tyranosaura prohánějícího džíp padesátikilometrovou rychlostí.
Obě pojetí tak už snad ani nemohla být rozdílnější. Tento zásadní posun v nazírání na dinosaury a jejich fyziologii i lokomoční schopnosti přišel na přelomu 60. a 70. let, kdy nastalo období malé vědecké revoluce, nazývané dnes „dinosauří renesance“.
První hypotézy o možné vyšší aktivitě dinosaurů a jejich anatomické podobnosti s ptáky se objevily zásluhou britského přírodovědce Thomase H. Huxleyho (1825 – 1895) a dalších dvou badatelů (Němce Carla Gegenbauera a Američana Edwarda D. Copea) dokonce již v průběhu 19. století, ve své době se však ještě nemohly prosadit. Trvalo však celé další století, než se k těmto otázkám paleontologové detailně vrátili.
Rychlý a nebezpečný
Jedním z průkopníků v tomto směru byl americký paleontolog z Yale, John H. Ostrom (1928 – 2005). V roce 1969 popsal vědec středně velkého dravého dinosaura druhu Deinonychus antirrhopus, objeveného o pět let dříve v jižní Montaně.
Již na první pohled vědce zaujala nesmírně lehká a elegantní stavba tohoto raně křídového teropoda z čeledi srpodrápých lovců zvaných dromeosauridi (v překladu „strašný dráp“) z období před cca 110 miliony let. Na délku měřil asi 3,5 metru, dosahoval hmotnosti kolem 80 kilogramů a jeho štíhlé dlouhé kosti dokazují, že byl velmi rychlým a úspěšným lovcem.
Přední končetiny tyranosaura působí oproti ohromnému tělu jako miniaturní přívěsky, přesto byly dlouhé asi jako paže dospělého člověka a přitom nejméně 3,5krát silnější. Každá z nich dokázala uzvednout zhruba dvousetkilogramový objekt. Ale používal je T. rex vůbec k něčemu?
Ostrom si podobnosti ve stavbě kostry deinonycha, „praptáka“ archeopteryxe a dnešních ptáků ihned povšiml a přiklonil se ke sto let staré teorii o dinosauřím původu ptáků Thomase Huxleyho. Dostupné fosilní důkazy se náhle zdály dostatečně výmluvné. Poměrně rychle pak byly publikovány další teorie o teplokrevnosti dinosaurů, jejich evolučním úspěchu nebo třeba studie, která odhalila asi 120 shodných znaků mezi ptáky a dinosaury.
Ostromova myšlenka našla velkou podporu a většinová paleontologická obec se s představou ptáků coby opeřených potomků dinosaurů poměrně rychle sžila. A když už jsme u rychlosti pohybu – fosilní otisky stop, objevené na území Britské Kolumbie a patřící možná deinonychům nebo jejich blízkým příbuzným, paleontologům na základě výpočtů odhalily, že tito dinosauři kráčeli relativně vysokou rychlostí asi 10,1 km/h.
Na Ostroma pak navázal jeho student Robert T. Bakker (nar. 1945), který si povšiml mnoha dalších indikátorů dinosauří teplokrevnosti a vysoké metabolické aktivity. Například výskytu v chladných oblastech, poměru dravců a býložravců, stop poukazujících na vzpřímené postoj, rychlý růst a složité hnízdní chování apod..
Vzestup a pád sprinterů
Výsledkem byl moderní pohled na dinosaury, který se zobrazil například i ve zmiňovaném Spielbergově filmu. Otázku dinosauří teplokrevnosti můžeme nyní odložit stranou (většina zřejmě byla „teplokrevná“, i když v trochu jiném smyslu než v případě savců), věnujme se problematice jejich rychlosti.
Sprintující tyranosaurus ve filmu byl přímým dědicem hypotéz Bakkera a jeho krajana Gregoryho S. Paula (nar. 1954), kteří přišli v 80. letech s představou, že i tito několikatunoví dravci dokázali běhat rychlostí až kolem 70 km/h! V tom případě by tvor o hmotnosti dospělého slona dokázal dalece překonat nejrychlejší lidské sprintery a dohnat závodního koně. Jak ale na tuto záležitost pohlíží současná věda? Skutečně byl ale Tyrannosaurus rex schopen běžet tak rychle?
Tyrannosaurus rex byl několikatunovým dravým obrem, schopným uchvátit kořist o velikosti dnešního slona. Podle posledních zjištění nebyl extrémně rychlým běžcem, dokázal ale efektivně a relativně rychle kráčet na dlouhé vzdálenosti. Zde v expozici Houston Museum of Natural Science spolu s nodosauridem rodu Denversaurus schlessmani.
Nemusíme příliš dlouho mlžit – prakticky všechny novější výzkumy se shodují na tom, že dospělí tyranosauři se nemohli ani zdaleka pohybovat takovou rychlostí. Některé dokonce předpokládají, že tito obří teropodi nedokázali běhat vůbec! Ale hezky popořádku.
V roce 1995 publikoval badatel James Farlow a jeho dva kolegové odborný článek, ve kterém dokládá, že pokud by tyranosaurus v plném běhu zakopl a upadl, mohl by se snadno zabít. Na několikatunové tělo už by při pádu z výšky dvou metrů (kde končilo dinosaurovo břicho) působily takové síly, že by mu mohly rozdrtit hrudník. Pokud by jeho pád nezbrzdil měkký substrát nebo bujná nízko rostoucí vegetace, účinky dopadu na organismus by byly drtivé.
Síla působící na samotný trup dinosaura s hmotností kolem 4,5 tuny by při dopadu z výšky 1,5 metru činila asi 260 tisíc newtonů a záporné tíhové zrychlení by dosáhlo hodnoty 6 g. Hlava dinosaura o hmotnosti až 700 kilogramů by padala z výšky kolem 3,5 metru, působila by na ni síla 100 kilonewtonů a záporné tíhové zrychlení až 14 g.
Tělo i hlava tyranosaura by přitom na suché zemi udělaly po dopadu menší „kráter“ o hloubce asi 20 centimetrů. Farlow sice vycházel z nesmyslných údajů o rychlosti běhu od Bakkera a Paula, i při podstatně nižších rychlostech by nicméně platilo to samé.
Zmíněné zjištění samozřejmě ještě nevylučuje možnost, že se občas tyranosauři nedonutili na chvíli zrychlit – například v ohrožení života nebo při lovu kořisti. Jak rychle ale tedy běhali nebo možná spíše chodili?
Tyrannosaurus rex, exemplář AMNH 5027 z Amerického přírodovědeckého muzea v New Yorku. Jak ukazují novější výzkumy, tento ikonický teropod ještě stále není ze hry o pomyslný titul největšího známého dravého dinosaura.
Prehistorický power-walking
V lednu roku 2016 byla publikována vědecká studie, popisující sérii tyranosauřích stop, objevenou ve Wyomingu. Odrostlé mládě tyranosaura se pohybovalo podle později upravených propočtů rychlostí 8,1 až 12,5 km/h, což přibližně odpovídá rychlé lidské chůzi. Ovšem v daném případě se nejednalo o maximální rychlost, protože zvíře pouze kráčelo po bahnitém podkladě. Nejvyšší ze stop odvozená rychlost dinosaurů je podstatně vyšší, činí necelých 43 km/h.
Nikdy ovšem nemůžeme mít jistotu, že najdeme otisky dinosaura, který skutečně běžel „plným tryskem“. Proto se vědci stála znovu a znovu vrací k modelování jejich pohybu na základě anatomických poznatků. I na tomto poli se situace samozřejmě rychle měnila.
V roce 1993 přišli Jack Horner a Don Lessem ve své knize s tvrzením, že T. rex nedokázal běhat vůbec – při pohybu neměl nikdy mít obě nohy nad zemí. O tři roky později pak přišel odborník na tyranosauridy Thomas R. Holtz, Jr. se správným postřehem, že dolní části nohy (nártu a prstů) tyranosaura jsou delší v poměru ke stehenní kosti než u většiny jiných dinosaurů, a že tento znak spíše podporoval schopnost rychlého pohybu.
V roce 1998 přišel další vědec Per Christiansen s tvrzením, že kosti nohou tyranosaura nebyly silnější než nohy slona, a že i tyranosauři tedy byli biomechanicky limitováni, v tomto případě rychlostí asi 11 m/s (zhruba 40 km/h). To je stále velmi vysoká rychlost na poměry několikatunového zvířete a prakticky odpovídá rychlosti běhu profesionálních atletů.
Definitivní odpověď to ovšem nebyla. John R. Hutchinson v roce 2002 přišel se závěrem, že pokud by velcí tyranosauři mohli běžet rychlostí přes 40 km/h, museli by mít na nohách svaly, které by samy o sobě představovaly 86 % z celkové hmotnosti těla! V rámci svaloviny, kterou měli tyranosauři skutečně k dispozici, pak Hutchinson předpokládá, že maximální rychlost pohybu činila jen asi 18 km/h.
V roce 2007 tyranosaura opět poněkud „zrychlila“ studie britských vědců Paula Manninga a Petera Sellerse, kteří využili počítačového modelu k odhadnutí maximální rychlosti běhu různých dinosaurů. Vyšel jim údaj 8 m/s (28,8 km/h) což odpovídá schopnostem sportovně zdatného člověka.
V roce 2011 byla publikována teorie týmu kolem Scotta Personse, která limit posunula znovu nahoru. Podle ní měl tyranosaurus ve skutečnosti velmi silné svaly spojující ocas a zadní část nohy, které mohly výrazně pomáhat při běhu i udržování rovnováhy.
Německý paleontolog Heinrich Mallison zase přišel s teorií, že T. rex mohl dosáhnout značné rychlosti pohybu za pomoci krátkých kroků s vysokou frekvencí, namísto dlouhých kroků, typických pro většinu rychle běhajících obratlovců. Tomuto způsobu pohybu se začalo přezdívat „power-walking“. Podobný způsob pohybu předpokládá i studie z roku 2017, podle níž tyranosauři vůbec nebyli schopni běhat, ale pouze „kráčeli“ rychlostí kolem 17 km/h. Jejich nohy by nevydržely vyšší tlak a praskly by jim kosti.
I další studie o lokomočních dovednostech teropodů podporuje hypotézu, že tyranosauři byli skvělými „silovými chodci“. Neměli se pohybovat rychle, ale dokázali udržet poměrně vysokou rychlost pohybu po velmi dlouhou dobu.
Co tedy konstatovat závěrem? Byl dospělý tyranosaurus spíše sprinterem, rychlochodcem, nebo jen pomalejším loudalem, který zrychloval pouze výjimečně? V současnosti to stále nevíme, ačkoliv pravděpodobné je alespoň občasné zrychlení přinejmenším na rychlost kolem 20 km/h. Ostatně i téměř stejně těžcí sloni, hroši a nosorožci jsou schopni nakrátko výrazně zrychlit.
Takzvaní pštrosí dinosauři, neboli ornitomimidi, byli gracilní a štíhle stavění teropodi, kteří evidentně dokázali velmi rychle běhat. Jak rychle konkrétně běželi a jak dlouho svoji maximální rychlost udrželi, to však zůstává otázkou i ve 21. století. Na ilustraci je rekonstrukce pravděpodobného vzezření východoasijského druhu Archaeornithomimus asiaticus, formálně popsaného v roce 1933 z území dnešního Vnitřního Mongolska v Číně.
Absolutní rychlost nerozhoduje
Co by to znamenalo? Nejspíše to, že známá scéna z filmu Jurský park, kde tento dinosaurus dohání džíp, by byla zcela nereálná. Tyranosauři také nemuseli být extrémně rychlí běžci, aby nezemřeli hlady. Úplně totiž stačilo, aby byli aspoň o trochu rychlejší než jejich kořist, což byli poměrně těžkopádní rohatí a kachnozobí dinosauři.
Model obřího titanosaurního sauropoda druhu Argentinosaurus huinculensis téměř v životní velikosti. Počítačový model lokomoce tohoto obřího dinosaura ukázal, že se i přes svou osmdesátitunovou hmotnost dokázal pohybovat překvapivě svižně – rychlostí až kolem 8 km/h. Rychlejší ostatně být nemusel – pokud dorostl do plné velikosti, pak pravděpodobně neměl žádného přirozeného nepřítele.
A ostatní dinosauři? Rychlost pohybu většiny druhů neznáme, ani nemáme možnost ji s vyšší mírou přesnosti odhadnout. Zajímavý je ale například údaj pro obřího sauropoda argentinosaura, s hmotností přes 80 tun jednoho z největších známých suchozemských tvorů vůbec. Podle jedné nedávno publikované práce dokázal i tento kolos kráčet rychlostí asi 8 km/h, což odpovídá hodně svižné lidské chůzi nebo pomalému kondičnímu běhu. Na tvora s hmotností několika autobusů to rozhodně není špatné.
Zřejmě nejrychlejšími dinosaury pak byli ornitomimosauři neboli tzv. pštrosí dinosauři – podle anatomické podobnosti se současnými pštrosy jim můžeme přiřknout schopnost vyvinout rychlost v běhu až kolem 60 km/h.
Text vznikl pro Dinosaurusblog Vladimíra Sochy, před vydáním byl redakčně upraven. Originál naleznete zde.
