Ученые давно интересовались тем, как размер различных животных влияет на их отношения с гравитацией. В 1926 году английский биолог Джон Холдейн даже написал на эту тему эссе On Being the Right Size («О том, как важно быть правильного размера»). В нем исследователь описал, что было бы, если бы животные разного размера случайно упали в 300-метровую шахту. Холдейн пришел к выводу, что мышь выжила бы. Крыса, которая чуть больше ее по размеру — нет. А от лошади, вероятно, осталось бы только пятно.
В работе Холдейна не говорилось о том, что произошло бы, если бы в шахту упал гигантский тираннозавр. Однако судьба одного из самых крупных животных в истории вряд ли бы сложилась хорошо. Это объясняется законом квадрата куба. Его суть достаточно проста — когда объект становится большего размера, его объем увеличивается значительно больше, чем площадь. Масса тела определяет силу столкновения животного с землей. Именно поэтому мыши в эссе Холдейна удается выжить, а крысе — нет, хотя эти животные, на первый взгляд, не слишком отличаются размерами.
Зависимость между размером животного и его объемом влияет также на еще один важный показатель — скорость. В 2017 году биолог Мириам Хирт из Немецкого центра исследований биоразнообразия задалась вопросом, почему некоторые крупные животные, вроде китов, слонов и носорогов, не слишком быстрые, а такие крошечные существа как мыши и многоножки — медленные.
Исследовательница обнаружила, что максимальная скорость животного зависит от нескольких факторов. А именно, от количества мышц и способности животного «ускоряться». Последний показатель зависит от скорости метаболизма. У животных с большей массой метаболизм обычно медленнее. Из-за этого им часто не хватает энергии для ускорения.
Хирт приняла все это во внимание и разработала специальную формулу, с помощью которой определила, что наиболее быстрые животные весят около 90 килограмм. А любое животное, вес которого превышает 2 700 килограмм, точно медленнее человека.
Яркий пример — тираннозавры. Эти огромные доисторические гиганты весили около девяти тонн и практически не могли бегать.
«Пробежка трусцой на короткую дистанцию — все, на что они были способны», — говорит Джон Р. Хатчинсон, ведущий автор исследования Tyrannosaurus Was Not a Fast Runner, опубликованного в Nature.
У гигантов были проблемы не только с ускорением. Для бега большим тираннозаврам существенно не хватало мышц. А их кости просто не выдержали бы интенсивной нагрузки.
Максимальная скорость доисторических гигантов составляла 19—20 километров в час. От взрослого тираннозавра получилось бы убежать даже среднестатистическому человеку, не говоря уже о рекордсмене Усэйне Болте, который может пробежать 44 километра за один час.
Однако с динозаврами несколько меньшего размера все сложнее. Недавно группа ученых во главе с палеонтологом Александром Дечечи рассчитала приблизительную скорость 70 разных динозавров. С помощью методики Хирт и уравнения британского зоолога Роберта Александра ученые определили скорость различных динозавров на основе высоты их бедра и ширины шага.
Выяснилось, что небольшие динозавры семейства дромеозавриды были достаточно быстрыми: некоторые из них за один час могли преодолеть до 32 километров.
Артем Марков / Каролина Ускакович / «Бабель»
Двуногие хищники альбертозавры, которые считаются родственниками тираннозавров, могли бы с легкостью догнать среднестатистического человека. А максимальная скорость дельтадромеусов составляла 48 километров в час.
Спастись от таких хищников можно было бы с помощью маневров. Эту тактику применяют различные представители животного мира. Например, импалы. Гепард способен бежать со скоростью 85 километров в час, а импала — 64 километра в час.
«Бабель»
Однако во время преследования гепардом скорость импалы почти никогда не превышает 49 километров в час. Это позволяет ей спасаться от хищника с помощью разнообразных маневров. Однако стратегия, которая помогла бы убежать от альбертозавра и дельтадромеуса, вряд ли бы сработала с молодым тираннозавром.
«Бабель»
В 14 лет эти хищники были намного быстрее, чем во взрослом возрасте. Они весили 900 килограмм и могли бегать со скоростью 53 километра в час.
А также со значительно большей вероятностью могли напасть на человека. Ведь в отличие от взрослых особей, которые охотились на других крупных динозавров, юные животные выбирали себе добычу значительно меньшего размера. Поэтому если бы человек однажды встретил юного тираннозавра, лучшим вариантом для него было бы спрятаться. Или смастерить ловушку.
Артем Марков / «Бабель»