Předběhl by dilofosaurus Usaina Bolta?

…aneb Další sprinterský souboj člověka a dinosaura

Když jsem začal již před více než desetiletím v některých článcích porovnávat hypotetické sprinterské schopnosti druhohorních dinosaurů a nejlepších lidských atletů (jako je někdejší nejrychlejší muž světa, jamajský sprinter Usain Bolt), neobešlo se to nejspíš bez trošky nedůvěry a snad i pobaveného úsměvu ze strany některých návštěvníků blogu. Pravda, nebylo to úplně nezasloužené, protože porovnávat lidské olympijské šampiony s druhohorními plazy je skutečně poněkud ošemetné. Pro lepší pochopení fyziologie, anatomie i ekologie teropodních a některých dalších dinosaurů ale mohou být takové úvahy přínosem, navíc se jedná o poměrně zábavnou formu tříbení logického myšlení a úvah. Jsem navíc rád, že už v tom od teď takříkajíc nejsem sám, protože před několika týdny byla publikována odborná práce s výmluvným názvem „Would Usain Bolt Beat the Dinosaur Dilophosaurus Wetherilli in a 100-Meter Race“ amerického profesora fyziky z Univerzity v Toledu Scotta A. Leeho.[1] Jak již název práce napovídá, jedná se o porovnání hypotetických sprinterských schopností člověka a vývojově primitivního raně jurského teropoda druhu Dilophosaurus wetherilli. Tento středně velký dravý dinosaurus nebyl příliš známý až do roku 1993, kdy se objevil v jedné z hlavních dinosauřích rolí ve Spielbergově Jurském parku.[2] Přestože ve skutečnosti vypadal úplně jinak, než jak byl v tomto kasovním trháku zobrazen (neměl ani krční límec, ani neplival jed, a navíc byl zhruba dvakrát větší)[3], vzedmutí vlny jeho popularity už tehdy nemohlo nic zabránit. Navzdory tomu je i dnes dilofosaurus spíše méně známým teropodem, o kterém nám mnoho podstatných informací zatím schází.[4] Co ale bezpečně víme, je to, že by nejspíš ani při nejlepší vůli (a svižně unikající potravě) nedokázal zaběhnout stometrový sprint rychleji než světový rekordman Bolt, který to v roce 2009 zvládl v Berlíně za úchvatných 9,58 sekundy.[5] Pokud ale z výše uvedených faktů nabydete dojmu, že ani na vás by si tento skoro půltunový dravec nepřišel, pak vás musím zklamat – běžně disponovaného a netrénovaného člověka by dilofosaurus naopak dohnal poměrně snadno, rychle a spolehlivě!

———

Dilophosaurus wetherilli byl zástupcem kladu Neotheropoda a spadal do čeledi Dilophosauridae, zahrnující vývojově primitivní zástupce této skupiny. Žil v období geologického věku sinemur (raná jura), asi před 193 miliony let, a vyskytoval se na území současné Severní Ameriky a možná také Číny (ačkoliv nálezy z této oblasti jsou dnes obvykle řazeny do samostatného rodu Sinosaurus). Kredit: Nobu Tamura; Wikipedia (CC BY-SA 4.0)

———

A když už byla zmíněna stometrová trať, tu podle autora studie dokázal zmíněný dinosaurus pomyslně urazit asi za necelých 12 sekund. Co objevného a zajímavého tedy tato práce, publikovaná v periodiku The Physics Teacher, přináší? Jak je zjevné z již uvedeného, z hlediska paleontologie se o nic nového nejedná – ostatně autor není paleontologem a o dinosaurech pravděpodobně neví o moc víc, než mohl vidět v kině při promítání Jurského parku nebo Jurského světa.[6] Právě v tom ale možná tkví i největší přínos této práce, směřované zejména ke studentům a učitelům fyziky – jedná se o novátorský a neobvyklý přístup k problematice. Lee přistupuje k otázce vznesené již v názvu své práce z fyzikálního úhlu pohledu – žádná anatomická, fyziologická, behaviorální nebo ekologická hlediska nejsou zohledněna. Proto také setrváváme v jakémsi idealizovaném, od reality značně odtrženém světě teoretických čísel a výpočtů. Přesto lze konstatovat, že i tak má tato práce rozhodně co nabídnout, a to dokonce i vertebrátním paleontologům. Začínáme u výkonnosti a schopností jamajského sprintera Usaina Bolta, který při zmíněném světovém rekordu v běhu na 100 metrů před třinácti lety v Berlíně dosáhl maximální rychlosti 12,42 m/s (44,72 km/h). Autor nicméně kalkuluje s poněkud nižší hodnotou maximální rychlosti 12,08 m/s (43,49 km/h), což je zde vedlejší – ostatně hodnota nejvyšší dosažené rychlosti Boltova rekordního běhu kolísá v různých pramenech mezi 12,2 m/s až 13,2 m/s (od „základní“ až po okamžitou rychlost v „letové fázi“ běhu).[7] V této práci navíc nejde primárně o přesné číselné hodnoty. Lee především zkoumá fyzikální jevy jednorozměrné kinematiky jako je zrychlení, okamžitá a průměrná rychlost nebo posunutí (posuvný pohyb), které s pomyslnou pomocí studentů v hodině fyziky propočítává a stanovuje jak u dravého dinosaura, tak i u lidského světového rekordmana. Jako dlouholetý fanda atletiky i dinosaurů, ale pohříchu nepříliš zdatný fyzik, jsem se do všech zákoutí textu zcela neponořil. Dovolím si tedy spíše jen stručné shrnutí.

———

Usain Bolt v akci na Mistrovství světa v atletice v Moskvě roku 2013. O čtyři roky dříve dosáhl tento jamajský fenomén vůbec nejvyšší zdokumentované rychlosti v lidském běhu, a to 12,42 m/s neboli 44,72 km/h (když prolétl jedním 20 metrů dlouhým úsekem stometrového sprintu v mezičase 1,61 sekundy). Na dilofosaura by to pravděpodobně stačilo – otázkou však je, jak rychle by Bolt zvládl utíkat po nerovném přírodním terénu… Kredit: Tobi 87; Wikipedia (CC BY-SA 3.0)

———

Autor udává hmotnost dilofosaura rovnou hodnotě 400 kg (nejčastější odhad), Boltovu pak jako 86 kg (oficiální údaj z doby aktivní kariéry atleta). Vychází i z odhadu maximální rychlosti běhu raně jurského dinosaura, která má podle počítačového modelu Petera Sellerse a jeho kolegy Phillipa Manninga z roku 2007 činit přibližně 10,5 m/s (37,8 km/h)[8], což zhruba odpovídá průměrné rychlosti při Boltově rekordním běhu (10,44 m/s – 37,58 km/h). Podstatné je pak zejména zrychlení (akcelerace), ve kterém by měl mít navrch závodník ze skupiny savců. Podle Leeho činí hodnota horizontálního počátečního zrychlení Bolta zhruba 9,9 m.s⁻², zatímco u dilofosaura pouze 4,2 m.s⁻², navíc maximální rychlost je vyšší rovněž u jamajského sprintera (zhruba 12,1 ku 10,5 m/s). Aplikací údajů o posunu, zrychlení a maximální rychlosti dospívá autor k závěru, že dilofosaurus by v ideálním případě a za předpokladu splnění všech stanovených fyzikálních podmínek dorazil do cíle stometrového sprintu přibližně za rovných 12 sekund nebo o trochu rychleji (tedy více než dvě sekundy za Boltem). Na profesionální sprintery to rozhodně nestačí, ale na běžného netrénovaného „smrtelníka“ bohatě. O výborných atletických schopnostech některých teropodních dinosaurů však nemůže být pochyb, a v tomto případě by neměl šanci dokonce ani Usain Bolt ve své nejlepší formě – například v Utahu byly nedávno objeveny série stop běžících teropodů z období rané jury, u nichž byla dle známého vzorce vypočítána rychlost běhu jejich původce na 49,3 km/h.[9] Podobně rychle nejspíš běžel také malý pozdně křídový dromeosaurid na území Polska (kolem 50 km/h)[10] a jen o trochu pomaleji středně velký raně křídový teropod na území dnešního Texasu (asi 42,8 km/h)[11]. A co je nejzajímavější, tito dinosauři dokázali uvedenou rychlost vyvinout na měkkém a kluzkém bahnitém podkladu, kde určitě nemohli předvést svůj největší „sprinterský“ potenciál! Ponaučení je tedy jasné – nikdy nepodceňujte atletické schopnosti svého soupeře, i když už je v tomto případě celé desítky milionů let mrtvý. Tak tedy hezké velikonoční svátky všem!

———

Replika kostry typového exempláře druhu Dilophosaurus wetherilli, vystavená v expozici torontského Královského ontarijského muzea (Royal Ontario Museum). V této pozici byl první známý exemplář dilofosaura objeven roku 1942 paleontology (resp. již o dva roky dříve příslušníkem kmene Navahů jménem Jesse Williams) na severu Arizony v sedimentech geologického souvrství Kayenta. Zda by tento teropod skutečně uběhl stometrovou vzdálenost v čase pod 12 sekund, to už nejspíš zůstane skryto v téměř dvě stovky milionů let vzdálené minulosti. Kredit: Eduard Solà; Wikipedia (CC BY-SA 3.0)

———

Short Summary in English: According to a new study, theropod dinosaur Dilophosaurus wetherilly would be beaten by more than 2 seconds if competing against Jamaican sprinter Usain Bolt in 100 meters race. Early Jurassic carnivore would probably finish the race in slightly less than 12 seconds, while world record holder Bolt managed to run the distance in just 9.58 seconds back in 2009.

———

Odkazy:

https://en.wikipedia.org/wiki/Dilophosaurus

http://www.prehistoric-wildlife.com/species/d/dilophosaurus.html

https://dinodata.de/animals/dinosaurs/pages_d/dilophosaurus.php

http://www.fossilworks.org/cgi-bin/bridge.pl?a=taxonInfo&taxon_no=38522

https://www.discovermagazine.com/the-sciences/would-usain-bolt-beat-this-jurassic-park-dinosaur-in-a-race

———

[1] Lee, S. A. (2022). Would Usain Bolt Beat the Dinosaur Dilophosaurus Wetherilly in a 100-Meter Race. The Physics Teacher. 60 (169). doi: 10.1119/5.0041057

[2] Senter, P. J.; Sullivan, C. (2019). Forelimbs of the theropod dinosaur Dilophosaurus wetherilli: Range of motion, influence of paleopathology and soft tissues, and description of a distal carpal bone. Palaeontologia Electronica. 22.2.30A, 1-19. doi: https://doi.org/10.26879/900

[3] Reolid, M.; Cardenal, F. J.; Reolid, J. (2021). Digital 3D models of theropods for approaching body-mass distribution and volume. Journal of Iberian Geology. 47 (2). doi: 10.1007/s41513-021-00172-1

[4] Marsh, A. D.; Rowe, T. B. (2020). A comprehensive anatomical and phylogenetic evaluation of Dilophosaurus wetherilli (Dinosauria, Theropoda) with descriptions of new specimens from the Kayenta Formation of northern Arizona. Journal of Paleontology. 94; Supplement S78: 1-103. doi: 10.1017/jpa.2020.14

[5] Graubner, R.; Nixdorf, E. (2011). Biomechanical Analysis of the Sprint and Hurdles events at the 2009 IAAF World Championships in Athletics (PDF). New Studies in Athletics. 26: 1/2.

[6] Brown, M. A.; Marsh, A. D. (2021). The real Dilophosaurus would have eaten the Jurassic Park version for breakfast. Scientific American. 324 (1): 46–53. doi: 10.1038/scientificamerican0121-46

[7] Eriksen, H.; et al. (2009). How fast could Usain Bolt have run? A dynamical study. American Journal of Physics. 77 (3). doi: 10.1119/1.3033168

[8] Sellers, W. I.; Manning, P. L. (2007). Estimating dinosaur maximum running speeds using evolutionary robotics. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 274 (1626): 2711–6. doi: 10.1098/rspb.2007.0846

[9] Lockley, M.; et al. (2021). A preliminary report report on an Early Jurassic Eubrontes-dominated tracksite in the Navajo Sandstone Formation at the Mail Station dinosaur tracksite, San Juan County, Utah. In: Lucas, S. G., Hunt, A. P. & Lichtig, A. J. (2021). Fossil Record 7. New Mexico Museum of Natural History and Science Bulletin. 82: 195-208.

[10] Gierliński, G. D. (2009). A preliminary report on new dinosaur tracks in the Triassic, Jurassic and Cretaceous of Poland. In: Actas de las IV Jornadas Internacionales sobre PaleontologÃa de Dinosaurios y su Entorno Salas de los Infantes, Burgos.

[11] Farlow, J. O. (1981). Estimates of dinosaur speeds from a new trackway site in Texas. Nature. 294: 747-748.

———