新研究称霸王龙无法奔跑。现代电影史上有一个经典的追逐场景:在史蒂芬·斯皮尔伯格原版《侏罗纪公园》中,乔夫·戈德布拉姆坐在一辆4x4车后座上受伤,一只狂暴的霸王龙(T. rex)正在追赶而来。但是,霸王龙真的能够如此快速移动,甚至奔跑吗?来自曼彻斯特大学的新研究指出,霸王龙的庞大体型和重量意味着它无法以高速移动,因为其腿骨将无法承受自身的重量负荷。这项研究通过期刊《PeerJ》发表,详细研究了这种世界上最著名的恐龙的步态和生物力学特征,并利用来自N8高性能计算(HPC)的最新高性能计算技术创建了一个新的模拟模型以测试其发现。由地球与环境科学学院的威廉·塞勒斯教授领导的研究人员将两种不同的生物力学技术——多体动态分析(MBDA)和骨骼应力分析(SSA)结合在一起,创造了一个更准确的模拟模型。塞勒斯教授表示,结果表明霸王龙的任何奔跑步态可能导致“无法接受的高骨骼负载”,换言之,任何奔跑都会导致恐龙的腿骨折断。这与之前生物力学模型预测的奔跑速度相矛盾,之前的模型可能推测速度高达45英里/小时。他解释说:“关于霸王龙和其他同样巨大恐龙的奔跑能力已经被古生物学家们激烈讨论了几十年。然而,使用不同方法的不同研究已经产生了非常广泛的最高速度估计,我们认为有必要发展可以改进这些预测的技术。在这里,我们提出了一个结合了两种不同生物力学技术的新方法,以证明霸王龙的真正奔跑步态可能会导致不可接受的高骨骼负载。” 结果还意味着霸王龙不能像之前所想的那样以高速追逐其猎物。他补充说:“被限制在行走速度与之前认为的快速追捕猎物的观点相矛盾。这显示了多物理学方法在对灭绝动物行动重建方面的力量。”尽管该研究着重于霸王龙,但结果也意味着其它大型两足恐龙,如南方巨兽龙、马普龙和尖刺脊龙,也可能极少以高速奔跑。 塞勒斯博士补充说:“霸王龙是有史以来演化出的最大的两足动物之一。因此,它代表了一个有用的模型,用于了解其他类似动物的生物力学特征。因此,这些发现很可能会推广到其他长腿巨型动物,但这种想法应该与其他两足物种的实验证实工作相结合。” 这并非MBDA和SSA第一次用于衡量恐龙的行走和奔跑能力。然而,这是它们首次共同使用,以真实地创造一个更准确的画面。 塞勒斯博士解释:“我们之前的疑龙两足奔跑的模拟没有直接考虑骨骼的负载,但这些新的模拟确实计算了肢骨的所有力量,这些力量可以直接用于估计冲击时的骨骼负荷。” 霸王龙被限制在行走也支持了一个非常运动量小的生活方式的观点。这意味着结果可能会改变我们对于霸王龙和其他大型两足恐龙在生长过程中体型和形态如何改变的看法。以往的研究表明,随着霸王龙的成长,躯干变得更长更重,而四肢比例变短变轻。这些变化意味着随着动物的成长,霸王龙的奔跑能力也会改变,成年个体可能比年轻个体不如灵活。但塞勒斯博士表示,这些新发现表明情况可能不是这样,我们应该将这一新模型应用得更广泛:“不仅研究其他物种的步态,而且将我们的多物理学方法应用于该物种的不同生长阶段,将是非常有价值的。” 参考:“PeerJ杂志”“通过受力约束的多体动态分析来调查霸王龙的奔跑能力” 威廉·I·塞勒斯,斯图尔特·B·庞德,夏洛特·A·布拉斯,菲利普·L·曼宁和卡尔·T·贝茨。
