…aneb Přehled možných funkcí zakrnělých „ruček“ superpredátora
Tématu ikonických zakrnělých předních končetin tyranosaura jsem se věnoval již v dřívějším samostatném příspěvku. Vzhledem k tomu, že se nyní objevila nová studie, která se specificky tímto tématem zabývá, dovolím si ještě jednou se k němu vrátit. Zmíněná nová studie je dílem jistého nezávislého badatele a na textu je to místy trochu znát, nicméně je i přesto zajímavým přehledem dosud publikovaných hypotéz o účelu, ke kterému zástupci druhu Tyrannosaurus rex své přední končetiny používali.[1] Skelet každé přední končetiny tohoto teropoda sestává ze třinácti kostí, a to včetně malé kosti zápěstní (metakarpálu). Celkově byla přední končetina tohoto teropoda dlouhá asi 0,8 až 1,0 metru, což přibližně odpovídá délce ruky dospělého muže. Tyranosauři však měli své „pracky“ nepochybně mnohem silnější, což dokládají mohutnější kosti a větší úpony pro svaly. Například dvouhlavý sval pažní, tedy proslulý biceps, byl u tyranosaura dle odhadů asi 3,5krát silnější než lidský a dokázal by zvednout přibližně 100 kilogramů vážící předmět.[2] Celkově pak dokázala každá přední končetina tyranosaura uzvednout objekt o hmotnosti kolem 199 kg.[3] Ačkoliv jde o srovnávání nesrovnatelného, můžeme přidat i dvě kuriozity – pokud bychom extrapolovali rozměry celého těla a samotných předních končetin tyranosaura na rozměry průměrně vzrostlého člověka, pak ve stejném poměru velikostí by délka lidské paže činila jen asi 14 cm a uzvednout by dokázala sotva 1 kilogram. Zkrátka přední končetiny tyranosaura, evolucí nejspíš zmenšené kvůli vývoji čím dál masivnější a těžší hlavy, byly z hlediska možností svého využití značně limitované.[4] Ačkoliv si s nimi ale tyranosaurus nedosáhl k tlamě ani se jimi nemohl vzájemně dotknout, pravděpodobně je nesmyslné považovat je za pouhé přívěsky bez jakékoliv funkce.[5] Navzdory tomu, že paleontolog Stephen J. Gould se ve své knize The Panda’s Thumb z roku 1980 podivoval nad účelem tyranosauřích „pracek“[6] a jeho krajan Gregory S. Paul v knize Predatory Dinosaurs of the World z roku 1988 dokonce konstatoval, že „…nebyly důležité pro své majitele, takže by neměly být důležité ani pro nás…“[7], mnozí badatelé se k tomuto tématu přece jen vyjadřovali. Které hypotézy o využití těchto zakrnělých končetin tedy již byly v minulosti vysloveny?
———
Ilustrace zachycující zřetelný rozdíl v robustnosti kosterních částí přední končetiny tyranosaura a člověka. Ačkoliv se svojí celkovou délkou přibližně shodují, „ruka“ teropodního dinosaura byla nesrovnatelně silnější. Přesto byla oproti jeho gigantickému tělu proporcinálně velmi malá a slabá. Kredit: Vladimír Rimbala, ilustrace k autorově knize Legenda jménem Tyrannosaurus rex (nakl. Pavel Mervart, 2019).
———
Využití při rozmnožování (1906)
S vůbec první hypotézou o účelu předních končetin tyranosaura se setkáváme už rok po jeho formálním popisu, tedy v roce 1906. Autory byli Henry Fairfield Osborn a Barnum Brown, autor popisu a objevitel holotypu tyranosaura, resp.[8] V té době ještě nebyla podoba předních končetin tyranosaura známá, ale i tak už bylo zřejmé, že oproti celkové velikosti těla tohoto dinosaura byly neúměrně drobné. Osborn s Brownem se domnívali, že tyranosauří samci možná využívali své přední končetiny k přidržování samic v průběhu kopulace. Vzhledem k tomu, že o podobných aktivitách se nám ve fosilním záznamu nedochovají žádné doklady a neznáme ani síly a tlaky, které jsou při nich generovány a na přední končetiny by působily, nemůžeme tuto hypotézu nijak uspokojivě ověřit.
Vstávání ze země (1970)
Uplynuly téměř dvě třetiny století, než byla publikována další „oficiální“ hypotéza. S tou přišel roku 1970 britský paleontolog Barney H. Newman při svém rozboru anatomie těla obřího teropoda.[9] V jeho představě využíval T. rex své přední končetiny za účelem nadzvednutí přední části těla a následného vzpřímení se ze země (například po odpočinku). Přední končetiny přitom měly funkci jakési stabilizační báze a zbytek práce odvedly mnohem větší a silnější zadní končetiny. Vzhledem k tomu, že tyranosauří ruce byly silné při flexi a nikoliv extenzi, je však tato interpretace z biomechanického hlediska téměř s jistotou nesprávná. Přesto se k ní občas i ve 21. století někteří badatelé v drobných obměnách vracejí.
Prostředek získávání potravy u mláďat (1989)
Další bezmála dvě desetiletí uplynula, než byla formálně publikována jiná hypotéza o možném účelu předních končetin tyranosaura, přičemž tentokrát byla vázána na ontogenezi tohoto druhu. Podle dvojice autorů práce z roku 1989 neměly přední končetiny u dospělého tyranosaura skutečně žádnou funkci, protože s potravou manipuloval pouze za pomoci čelistí. „Ruce“ tak mohly být využity pouze mláďaty, u nichž byly proporcionálně větší a silnější než u dospělců. Mláďata si s nimi měla pomáhat například při lovu a manipulaci s potravou.[10] Autoři této hypotézy však pracovali s dnes již vyvrácenými premisami, například že tyranosauři byli v dospělosti pouze mrchožrouty nebo že jejich přední končetiny neměly žádný praktický účel.[11]
Přidržování kořisti (2001)
V roce 2001 přicházejí paleontologové Kenneth Carpenter a Matt Smith s vůbec první podrobnější biomechanickou analýzou předních končetin tyranosaura. Jejich závěrem bylo zjištění, že ačkoliv jsou tyranosauří „pracky“ relativně velmi malé, přesto mohly přední končetiny obřího dravce poměrně efektivně přidržovat zmítající se kořist.[12] Pravděpodobně to však platilo jen pro menší a středně velké lovené dinosaury a navíc jen po omezenou dobu – v opačném případě by mohlo dojít k vážnému poranění tyranosauřích končetin. Závěr Carpentera a Smithe podpořila přinejmenším jedna další studie, publikovaná v roce 2008.[13]
———
Přední končetiny tyranosaura byly nepochybně malé a disproporční. Přesto své občasné využití mít mohly, i když spíše náhodné a nepravidelné. Bohužel však není pravděpodobné, že se někdy s jistotou dozvíme, k jakému účelu byly tyranosaurem přednostně využívány. Kredit: Eduard Solá; Wikipedie (CC BY 3.0)
———
Vnitrodruhová signalizace (2007)
Paleontolog Thomas R. Holtz, Jr. se domnívá, že přední končetiny tyranosaurů mohly sloužit jako nástroj vnitrodruhové signalizace (například mezi pohlavími v období námluv). Podle jeho představy mohly být tyranosaurovy „ruce“ pokryté například pestře zbarveným peřím, které podobnou funkci posilovalo a zefektivňovalo. Holtz se v tomto směru dovolává příkladu současných nelétavých ptáků, kteří pro svá zakrnělá a z hlediska letu nefunkční křídla „našli“ v průběhu evoluce právě tuto funkci.[14] Je ovšem otázkou, nakolik proporcionálně maličké přední končetiny tyranosaurů mohly být pro signalizaci účinné.
Převracení ceratopsidů (2013)
S poněkud kuriózní hypotézou přišli v roce 2013 dva vědci, kteří aplikovali poznatky ze současnosti (v tomto případě stupidní akt převracení stojících dřímajících krav evidentně znuděnými lidmi) a s doplněním trochy fyziky publikovali myšlenku, že tyranosauři možná také „převraceli“ spící nebo i utíkající triceratopse či torosaury. Ty měli údajně mocným nárazem hlavou překotit a za pomoci předních končetin jim nedovolit postavit se a získat zpět ztracenou rovnováhu.[15] V tom případě už pak mělo být pro dravce mnohem snadnější nebohého ceratopsida udolat. Je jisté, že se něco podobného na konci křídové periody mohlo občas odehrávat, pravděpodobně ale spíše výjimečně.
Drásání (2017)
Zatím poslední hypotézou o funkčnosti tyranosauřích předních končetin je hypotéza o jejich využití jako sekací či drápající zbrani. Autor Steven M. Stanley se domnívá, že tyranosauři si při lovu mohli pomáhat svými 8 až 10 cm dlouhými drápy na „prackách“, když drželi kořist pevně v tlamě. Podle jeho názoru dokázal drápy způsobit až metr dlouhé a velmi hluboké rány takto fixované kořisti, což urychlilo její krvácení a zkrátilo dobu pro predátora nebezpečného zmítání a obrany.[16] Problém je ovšem v tom, že pro takové využití svých rukou by se musel tyranosaurus doslova natlačit na bok loveného dinosaura a přitom by ztrácel možnost efektivně využít svoji mnohem účinnější zbraň v podobě enormně silných čelistí.
———
Kosterní anatomie přední končetiny tyranosaura. Kost pažní (humerus) měří na délku zhruba 40 cm, celá ruka pak necelý metr. Je zakončena pouhými dvěma funkčními prsty s drápy o délce až kolem 10 centimetrů. V porovnání se zadní končetinou je ta přední více než trojnásobně kratší a mnohem drobnější. Kredit: Conty; Wikipedie (volné dílo)
———
Jaký je tedy závěr? V částečné shodě s autorem odborné práce se můžeme domnívat, že navzdory redukované velikosti a síle tyranosaurových předních končetin byly nejspíš využívány vícero způsoby. Rozhodně však nebyly plnohodnotnými zbraněmi nebo prostředky pro podpírání při vstávání ze země. Jejich význam pro drásání kořisti, jejího přidržování a pro vnitrodruhovou či mezidruhovou signalizaci byl nepochybně omezený, nikoliv ale nutně nulový. Pro ostatní hypotézy (využití malými mláďaty, při rozmnožování nebo přidržování „převrácené“ kořisti) nemáme dostatek informací z fosilního záznamu. Můžeme tedy tento text zakončit úvahou paleontologa Davida B. Weishampela, který v roce 1995 konstatoval smutný fakt – totiž ten, že bez přímého pozorování živého zvířete nebudeme nikdy moci rozhodnout, která z hypotéz je věrohodnější než ty ostatní.[17] Pokud ale budeme mít štěstí, možná jednou objevíme úžasně dochovanou fosilii, která nám v tomto směru přece jenom prozradí víc.
———
Short Summary in English: A giant theropod Tyrannosaurus rex would have used its puny limbs for multitude of purposes and selecting one function to the exclusion of others is not a realistic approach to understanding its lifeway, according to a new study.
———
Odkazy:
https://www.nationalgeographic.com/news/2017/11/tyrannosaurus-rex-arms-weapons-paleontology-science/
https://www.livescience.com/63858-t-rex-dinosaur-arms.html
https://www.smithsonianmag.com/science-nature/stop-making-fun-tyrannosaurs-tiny-arms-180958615/
https://www.prehistoriclife.xyz/tyrannosaurus-rex/arms.html
———
[1] Arp, D.; Jr. (2020). Developing an Assessment to Evaluate Tyrannosaurus rex Forelimb Use Cases. Biosis: Biological Systems. 1(3): 102-108. doi: https://doi.org/10.37819/biosis.001.03.0060
[2] Viz odkaz: https://animals.howstuffworks.com/dinosaurs/why-did-t-rex-had-such-puny-arms.htm
[3] Carpenter, K.; Smith, M. (2001). „Forelimb Osteology and Biomechanics of Tyrannosaurus rex“. In Tanke, D. H.; Carpenter, K. (eds.). Mesozoic vertebrate life. Bloomington: Indiana University Press. (str. 90–116). ISBN 978-0-253-33907-2.
[4] Bakker, R. T. (1986). The Dinosaur Heresies, Zebra Books, New York (str. 271-272).
[5] Brochu, C. R. (2003). Osteology of Tyrannosaurus rex: insights from a nearly complete skeleton and high-resolution computed tomographic analysis of the skull. Society of Vertebrate Paleontology Memoirs. 22(4): 1–138. doi: https://doi.org/10.1080/02724634.2003.10010947
[6] Gould, S. J. (1980). The Panda’s Thumb: More Reflections in Natural History. New York: W.W. Norton & Company.
[7] Paul, G. (1988). Predatory Dinosaurs of the World. New York: Simon and Schuster.
[8] Osborn, H. F., & Brown, B. (1906). Tyrannosaurus, Upper Cretaceous carnivorous dinosaur. Bulletin of the American Museum of Natural History. 22(16): 281–296.
[9] Newman, B. (1970). Stance and gait in the flesh-eating Tyrannosaurus. Biological Journal of the Linnaean Society. 2(2): 119–123. doi: https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.1970.tb01707.x
[10] Mattison, R. & Griffin, E. (1989). Limb use and disuse in ratites and tyrannosaurids. Journal of Vertebrate Paleontology. 13(3), 49A.
[11] Holtz, T. R.; Jr. (2008). „Chapter 20: A critical re-appraisal of the obligate scavenging hypothesis for Tyrannosaurus rex and other tyrant dinosaurs“. In Larson, Peter; Carpenter, Kenneth (eds.). Tyrannosaurus rex: The Tyrant King. Book Publishers. (str. 371–394). ISBN 978-0-253-35087-9.
[12] Carpenter, K. & Smith, M. (2001). Forelimb osteology and biomechanics of Tyrannosaurus rex. In D. Tanke & K. Carpenter (Eds.). Mesozoic Vertebrate Life (str. 90-116). Indiana, USA: Indiana University Press.
[13] Lipkin, C. & Carpenter, K. (2008). Looking again at the forelimb of Tyrannosaurus rex. In P. Larson & K. Carpenter (Eds.). Tyrannosaurus rex: The Tyrant King (str. 167-190). Indiana, USA: Indiana University Press.
[14] Holtz, T. R.; Jr. (2007). Dinosaurs: The Most Complete, Up-to-Date Encyclopedia for Dinosaur Lovers of All Ages. New York: Random House. (str. 125)
[15] Krauss, D. & Robinson, J. (2013). The biomechanics of a plausible hunting strategy for Tyrannosaurus rex. In M. Parrish, R. Molnar, P. Currie & E. Koppelhus (Eds.). Tyrannosaurid paleobiology (str. 251-264). Indiana, USA: Indiana University Press.
[16] Stanley, S. (2017). Evidence that the arms of Tyrannosaurus rex were not functionless but adapted for vicious slashing. Geological Society of America Abstracts with Programs. 49(6). doi: https://doi.org/10.1130/abs/2017AM-297346
[17] Weishampel, D. B. (1995). Fossils, function, and phylogeny. In J. J. Thomason (Ed.). Functional Morphology in Vertebrate Paleontology (str. 34-54). Cambridge: Cambridge University Press.
———