…..aneb Skutečný fortel karcharodontosaura
Ve filmu Jurský park jsme mohli obdivovat počítačem vytvořeného zástupce druhu Tyrannosaurus rex, kterak hlavou snadno převrátí těžký elektromobil a bez sebemenší námahy jej po střeše otáčí nebo dokonce svrhne z okraje cesty do propasti pod ní. Dospělého člověka nebo velociraptora (resp. přibližně metrákového dromeosaurida) pak při zvedání ze země či strhávání ze svého hřbetu ani necítí. Z filmového dinosaura zkrátka čišela nezkrotná síla, jíž mohlo jen máloco odolat. Filmové scény nám vnuknuly dojem, že dinosaurus by ve své tlamě snadno unesl i automobil. Je tomu tak ale skutečně? Opravdu dokázali obří několikatunoví teropodi unést v tlamě objekt o hmotnosti několika set kilogramů? Jak se zdá, odpověď nám nyní poskytuje nová pozoruhodná studie, která se zaměřila na severoafrického karcharodontosaurida druhu Carcharodontosaurus saharicus. Tento obří dravý dinosaurus s délkou kolem 13 metrů, hmotnosti přes 6 metrických tun a lebkou dosahující délky kolem 163 cm představoval jednoho z největších predátorů, kteří kdy kráčeli po suché zemi. Proč byl ale pro biomechanický výzkum síly krčního a čelistního svalstva vybrán právě tento druh teropoda? Odpovědí je dnes již slavná ilustrace „Double Death“ (Dvojí smrt) z roku 2011, která zobrazuje právě dva karcharodontosaury přetahující se o mládě velkého sauropoda (původně je uvedeno jako mládě druhu Paralititan stromeri). Předlohou tohoto zajímavého díla, které se objevuje například i v respektované knize The Complete Dinosaur (Second edition) z roku 2012, byl údajně skutečný souboj dvou kosů, kteří se v britském Gloucesteru přetahovali o kousek potravy. Autor ilustrace Robert Nicholls tento zajímavý projev etologie současných teropodů zaznamenal již koncem 90. let a fascinovala jej myšlenka, že by se podobným způsobem mohli chovat také mnohem větší a dávnější příbuzní kosa černého. Před čtyřmi lety pak jeho fascinace vyústila právě v dílo „Double Death“. Tím ale náš příběh teprve začíná. Paleontolog Donald M. Henderson se totiž rozhodl spočítat, zda by podobného výkonu (udržet několikatunové mládě sauropoda společně v tlamách) byli karcharodontosauři vůbec schopni. Výsledek jeho snažení je nanejvýš zajímavý.
…
„Dvojí smrt“ – aktualizovaná ilustrace, zobrazující dva obří teropody druhu Carcharodontosaurus saharicus, přetahující se o nebohou kořist v podobě téměř tunového mláděte sauropoda. Kredit: Robert Nicholls (2015), web paleocreations.com
…
Karcharodontosaurus představoval masivního teropoda, dominantního dravce severoafrických ekosystémů v období počínající svrchní křídy (asi před 100 – 93 miliony let). Stejně jako jeho jihoameričtí příbuzní Giganotosaurus, Mapusaurus a Tyrannotitan patřil k největším teropodům vůbec a v současném světě nemáme pro tak velké masožravé tetrapody absolutně žádné srovnání. I největší medvědovité šelmy a krokodýli obvykle nepřekračují hmotnost jedné tuny, zatímco u některých teropodů se odhaduje tělesná hmotnost blížící se desítce tun. Carcharodontosaurus saharicus disponoval obrovskou lebkou a silnými čelistními i krčními svaly, neměl ale tak silný čelistní stisk jako o trochu menší a 30 milionů let mladší Tyrannosaurus rex. Je tedy možné, že u severoamerického tyranosaura by byla kapacita v uvedených schopnostech (viz další text) ještě větší. Vraťme se ale ke karcharodontosaurovi, vlastně hned ke dvěma. Dokázali by unést v tlamách mládě sauropoda o hmotnosti automobilu? Abychom na tuto otázku mohli odpovědět, musíme provést co nejpřesnější měření kosterního materiálu, vytvořit co nejvěrnější trojrozměrné modely teropodů i nebohého sauropoda a odhadnout pozici centra rovnováhy těla teropoda, jeho vyvážení a maximální „nosnost“ čelistí i krčních svalů, lebky apod. Nezbytná je tedy dobrá znalost anatomie dinosaurů, odhad umístění jejich hlavních svalových skupin, možných limitujících faktorů (fyziologických, velikostních, biomechanických apod.) a ideálně pak i přístup k moderní výpočetní technice. A můžeme se dát do práce. Henderson nejdříve určil, o jaký taxon sauropoda se má jednat – zvolen byl jihoamerický druh Rayosaurus (Limaysaurus) tessonei. Tento menší argentinský rebbachisaurid sice nebyl objeven ve stejných sedimentech jako C. saharicus, je ale docela dobře možné, že on nebo některý jemu blízce příbuzný druh ekosystémy s tímto děsivým predátorem sdílel. Afrika i Jižní Amerika tehdy ostatně ještě nebyly odděleny, takže oba druhy se alespoň teoreticky setkat mohly. V ekosystémech karcharodontosaurů se navíc vyskytoval také další rebbachisaurid střední velikosti, samotný Rebbachisaurus garasbae. Vzhledem k odhadované délce 12,5 metru pro dospělé dravce odhadl Henderson délku sauropoda na ilustraci přibližně na 11 metrů. A mohlo se začít s konkrétními výpočty.
…
Charakteristicky dlouhá a nízká lebka karcharodontosaura s velkým preorbitálním otvorem. Délka lebek těchto dinosaurů se pohybuje mezi 1,5 – 1,7 metru a jsou tak delší (i když méně masivní) než lebky tyranosaurů. Kredit: M. Deery, wikipedie
…
Henderson nejdčíve potřeboval stanovit co nejpřesněji hmotnost a centrum rovnováhy u obou dinosaurů. V případě karcharodontosaura stanovil průměrnou hustotu těla na 1000 gm/l (ocasní část a končetiny) a 850 gm/l (zbytek těla). Důvodem nižší průměrné hustoty tkáně v prekaudální části těla je samozřejmě pneumatizace kostry (přítomnost dutin vyplněných vzduchem v obratlech a některých kostech), včetně systému vzdušných vaků v krční a hrudní části těla. U sauropoda jsou hodnoty stejné pro větší část těla, pouze krk a hlava byly opatřeny mnohem nižší hodnotou 300 gm/l, a to kvůli vysokému stupni pneumatizace, typickému právě u vývojově vyspělých sauropodů. Dále byl vypočítán přibližný objem plic a systému vzdušných vaků a odhadnuta hmotnost obou dinosaurů. Ta by samozřejmě nebyla stálá ani v průběhu života dinosaurů, ale to nám zde nevadí. Pro výpočty byly využity hodnoty, stanovené srovnáváním s dalšími dobře známými taxony a vygenerované počítačovým modelem. Carcharodontosaurus o délce 12,5 metru tak vážil kolem 6230 kg, nedospělý Rayosaurus pak přibližně 1910 kg. Propočítány však byly i další velmi zajímavé hodnoty, například síla čelistního stisku karcharodontosaura. Ta činí úžasných 28200 newtonů, přesto však tento obr zaostává za tyranosaurem, jehož čelisti byly uzpůsobeny k drtivému zákusu do kořisti a síla jeho stisku byla možná až dvojnásobná. A jaký je tedy výsledek tohoto pozoruhodného a netradičního výzkumu? Zatímco z hlediska udržení stability by karcharodontosaurus neměl problém uzvednout objekt o hmotnosti 2,5 tuny (tedy přibližně dva osobní automobily i s řidiči), skutečným limitem je zde síla čelistních a krčních svalů. Čelistní svaly umožňovaly gigantickému predátorovi uzvednout těleso o hmotnosti až 512 kilogramů, krční svalstvo však mělo mezní hodnotu přibližně 424 kilogramů. Ať by se tedy karcharodontosauři snažili sebevíc, neuzvedli by osobní auto ani slona. Jejich možnosti končily u o objektu o hmotnosti pěti dospělých lidí. Společně by pak dokázali dva tito dravci zvednout dinosaura o hmotnosti maximálně 850 kilogramů. Donald Henderson tedy konstatuje, že ačkoliv výjev na ilustraci může být rámcově správný, sauropoda o odhadované hmotnosti 1,9 tuny by teropodi uzvednout nedokázali. V nové verzi své ilustrace proto Robert Nicholls kořist zmenšil a upravil její rozměry – mládě sauropoda váží skutečně 0,8 tuny a jeho délka činí asi 8,3 metru. Není paleontologie jednoduše úžasná?
…
Carcharodontosaurus byl dominantním predátorem svých ekosystémů, nebyl ale jediným velkým teropodem na severu Afriky v době před 100 miliony let. Obojživelným protějškem mu byl ještě větší Spinosaurus, přímým konkurentem pak mohl být Deltadromeus (menší teropodní dinosaurus na obrázku). Ačkoliv se hmotnost karcharodontosaurů udává obvykle okolo 6 tun, nejvyšší odhady dosahují až dvojnásobku. Kredit: Mark Hallet, 1996 (pův. název Thunder in the Delta)
…
…
Odkazy:
http://www.newscientist.com/article/dn27454-could-these-giant-dinosaurs-have-lifted-up-their-pictured-prey.html
http://www.tyrrellmuseum.com/research/donald_henderson.htm
http://paleocreations.com/
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ar.23164/abstract
Donald M. Henderson and Robert Nicholls, 2015, „Balance and strength – estimating the maximum prey lifting potential of the large predatory dinosaur Carcharodontosaurus saharicus, The Anatomical Record DOI: 10.1002/ar.23164
…
Zajimave.