Jak rychle běhali pštrosí dinosauři

…ale teď už doopravdy

Pštrosí dinosauři neboli zástupci teropodních dinosaurů z čeledi Ornithomimidae bývají považováni za jedny z nejrychlejších dinosaurů, pokud už ne ty s přehledem nejrychlejší.[1] Tito štíhlí a dlouhonozí teropodi žili na území Laurasie (nebo také dnešní Severní Ameriky a Asie) v období pozdní křídy, asi před 92 až 66 miliony let, a celkově se skutečně poněkud podobali dnešním pštrosům.[2] Nejznámějšími zástupci ornitomimidů (v doslovném překladu toto jméno znamená „napodobitelé ptáků“) jsou severoamerické rody Ornithomimus a Struthiomimus, případně pak také Jurským parkem proslavený mongolský rod Gallimimus. Čeleď Ornithomimidae stanovil roku 1890 americký paleontolog Othniel Charles Marsh a v současnosti do ní řadíme asi dvanáct platných rodů, jejichž fosilie byly objeveny zejména ve Spojených státech amerických, Kanadě, Mongolsku a Číně.[3] Rod Tototlmimus byl ale roku 2016 popsán ze souvrství Packard v Mexiku[4] a v roce 1994 byl dokonce oznámen objev možných fosilií ornitomimidů z australského souvrství Wonthaggi[5]. Mohlo se tedy ve skutečnosti jednat o geograficky podstatně rozšířenější skupinu, než jakou si dosud paleontologové představovali. Dnes už také víme, že většina nebo dokonce všichni ornitomimidi měli značnou část těla pokrytou opeřením, jejich relativně malé hlavy byly zakončeny bezzubými zobáky a jejich přední končetiny byly poměrně dlouhé a výrazné, s ostrými zahnutými drápy.[6] Zadní nohy měli tito kurzoriální teropodi velmi dlouhé a silné, zakončovaly je však spíše tupé drápy, vzdáleně připomínající jakási drobná kopýtka. I v tomto případě se mohlo jednat o adaptaci pro rychlý běh, protože ostré dlouhé drápy na nohách by mohly být při sprintu náchylné ke zlomení a překážely by tak svému majiteli při jakémkoliv zrychlení pohybu. Podrobné výzkumy lebek ornitomimidů ukázaly, že se jednalo o dinosaury s poměrně velkým mozkem a očima i celkově bystrými smysly, aktivní v kratších intervalech v průběhu dne (u samotného rodu Ornithomimus ale možná spíše v noci).[7] Většina z nich se nejspíš živila jak rostlinami, tak i menšími živočichy, převažovala ale pravděpodobně rostlinná potrava.[8]

———

———

Krk těchto dinosaurů byl velmi dlouhý a štíhlý a jejich hlava malá a lehká. Je pravděpodobné, že žili v menších stádních skupinách a dospělci se možná po nějakou dobu starali o své potomstvo. Ačkoliv ale z kanadské Alberty známe fosilie embryí nebo čerstvě vylíhnutých ornitomimidů, o reprodukci a případné péči o mláďata u této skupiny teropodů prakticky nic jistého zatím nevíme.[9] Vraťme se ale nyní zpět k otázce rychlosti běhu těchto dinosaurů. Ačkoliv se totiž prakticky všichni paleontologové shodují na tom, že ornitomimidi patřili k nejrychlejším dinosaurům, konkrétnější odhady jejich rychlosti dlouho neexistovaly. Již O. C. Marsh si v roce 1890 povšiml, že nártní část nohy u rodu Ornithomimus je výrazně delší než stehenní část zadní končetiny, protože kost holenní (tibia) je o celých 20 % delší než kost stehenní (femur).[10] Anatomické adaptace pro svižný běh byly u prvních objevených fosilií natolik zjevné, že o schopnosti rychlého pohybu ornitomimidů nepanovaly pochyby dokonce ani v první polovině 20. století, kdy byli dinosauři obecně považováni spíše za pomalá, nemotorná a neohrabaná stvoření. Ornitomimidi jako byl Struthiomimus byli dokonce již před více než stoletím jako první považováni za dinosaury s horizontálně nad zemí neseným ocasem.[11] V průběhu Dinosauří renesance se pak samozřejmě vrátily odvážnější myšlenky a někteří badatelé se dokonce domnívali, že „pštrosí“ dinosauři dosahovali vyšších rychlostí v běhu než sám pštros africký (Struthio camelus). Vzhledem k tomu, že tito původem afričtí nelétaví ptáci nejsou jen největšími žijícími ptáky, ale také nejrychlejšími bipedními (po dvou se pohybujícími) současnými tvory, není to žádná maličkost. Dobře podložené odhady či výpočty udávají pro dospělé pštrosy rychlost mezi 55 km/h a 73 km/h (15,3 m/s a 20,3 m/s) s ojedinělým pochybným údajem v hodnotě fantastických 96,6 km/h (26,8 m/s).[12] Ale i kdyby platila jen nejnižší uvedená hodnota, běžný pštros by byl stále nejméně o 10 km/h rychlejší než rekordní „lidský“ sprinter Usain Bolt (který v roce 2009 dosáhl při svém světovém rekordu v běhu na 100 metrů rychlosti 44,72 km/h, resp. 12,42 m/s).[13] Pštrosi jsou skutečně fantastičtí běžci, jak by si tedy v porovnání s nimi vedli „pštrosí“ dinosauři? Od 70. let minulého století u nich vědci jako Robert T. Bakker nebo Gregory S. Paul udávali vysoké hodnoty odhadované maximální rychlosti běhu v rozmezí 50 až 80 km/h. Střízlivější názory však stále přisuzovaly ornitomimidům „pouhých“ zhruba 48 km/h (13,3 m/s).[14]

———

———

S kritičtějším pohledem přišel jako první v roce 1982 britský paleontolog Richard A. Thulborn, který odhadl maximální rychlost běhu u rodu Gallimimus na skromnějších 42 až 56 km/h (11,7 m/s až 15,6 m/s), v průměru tedy kolem 49 km/h (13,6 m/s).[15] Jedná se stále o výrazně rychlejší běh než u člověka, ale naopak značně pomalejší než u pštrosů, kterým sám Thulborn přisuzuje údaj 70 až 80 km/h. Podle jeho názoru byli ornitomimidi podstatně pomalejší než pštrosi z důvodů souvisejících s metabolismem, ale také s jednoduchou okolností anatomickou a biomechanickou – křídoví sprinteři by nedohnali současné pštrosy proto, že měli relativně těžký ocas a přední končetiny, poněkud překážející při rychlém pohybu a navíc zvyšující hmotnost zvířete. Ačkoliv Thulbornova čtyřicet let stará studie rozhodně není posledním slovem, vyřčeným k této problematice (ostatně autor ještě pracoval s výrazně zastaralými představami o fyziologii a anatomii dinosaurů), jeho výpočty jsou do značné míry potvrzovány i odhady rychlosti běhu, založenými přímo na dochovaných sériích stop dinosaurů. V případě teropodů se jedná spíše o stopy dromeosauridů, tyranosauridů nebo vývojově primitivních célurosaurů, nejvyšší zjištěné (resp. přímo vypočítané) hodnoty se pohybují skutečně mezi 37 a 50 km/h (10,3 a 13,9 m/s).[16] Dnes víme, že velmi rychlí byli také zástupci jiných skupin teropodů i ptakopánvých dinosaurů, například u rodu Dilophosaurus je maximální rychlost odhadována až na 38 km/h[17], u odrostlého mláděte tyranosaura ve věku kolem 14 let asi na 53 km/h[18] a například u noasauridního teropoda rodu Elaphrosaurus dokonce až na 68 km/h (18,9 m/s)[19]. Je tedy dokonce možné, že bychom mezi ornitomimidy dinosauřího rychlostního rekordmana vůbec nenašli, ačkoliv nepochybně patřili k nejrychlejším známým dinosaurům. V rámci dosud známých faktů lze tedy problematiku uzavřít s konstatováním, že ornitomimidi by pravděpodobně dokázali hravě předběhnout i nejrychlejší lidské sprintery, kteří v ideálních podmínkách dokážou překonat i hranici 12 m/s (43,2 km/h).[20] Abychom si ale byli jisti tím, jak rychle se ornitomimidi skutečně pohybovali, museli bychom mít možnost tyto pozoruhodné křídové teropody pozorovat „naživo“.

———

———

Short Summary in English: Ornithomimids (“ostrich-mimic dinosaurs”) were probably some of the fastest running non-avian dinosaurs. While it can’t be determined how fast were these animals precisely, it is very probable, that they could run at speeds close to 50 kph (13.9 mps) or even much faster.

———

Odkazy:

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

http://www.dinochecker.com/dinosaurfaqs/what-is-ornithomimidae

http://www.fossilworks.org/cgi-bin/bridge.pl?a=taxonInfo&taxon_no=38539

https://www.theropoddatabase.com/Ornithomimosauria.htm

http://www.prehistoric-wildlife.com/articles/ornithomimids-ornithomimosaurs.html

———

[1] Makovicky, P. J.; Kobayashi, Y.; Currie, P. J. (2004). „Ornithomimosauria“. In Weishampel, David B.; Dodson, Peter; and Osmólska, Halszka (eds.). The Dinosauria (2nd ed.). Berkeley: University of California Press. str. 137–150.

[2] Tsogtbaatar, C.; et al. (2022). Large-bodied ornithomimosaurs inhabited Appalachia during the Late Cretaceous of North America. bioRxiv. 2022.03.25.485782.

[3] McFeeters, B.; et al. (2016). A new ornithomimid theropod from the Dinosaur Park Formation of Alberta, Canada. Journal of Vertebrate Paleontology. 36 (6): e1221415.

[4] Serrano-Brañas; C. I.; et al. (2015). A new ornithomimid dinosaur from the Upper Cretaceous Packard Shale Formation (Cabullona Group) Sonora, México. Cretaceous Research. 58: 49–62.

[5] Rich, T. H.; Vickers-Rich, P. (1994). Digs at Dinosaur Cove and Flat Rocks 1994. Excavation Report: Dinosaur Cove 1993-1994 & Inverloch 1994.

[6] Nicholls, E. L.; Russell, A. P. (1985). Structure and function of the pectoral girdle and forelimb of Struthiomimus altus (Theropoda: Ornithomimidae). Palaeontology. 28: 643–677.

[7] Schmitz, L.; Motani, R. (2011). Nocturnality in Dinosaurs Inferred from Scleral Ring and Orbit Morphology. Science. 332 (6030): 705–8.

[8] Barrett, P. M. (2005). The diet of ostrich dinosaurs (Theropoda: Ornithomimosauria). Palaeontology. 48 (2): 347–358.

[9] Varricchio, D. J.; et al. (2008). Mud-Trapped Herd Captures Evidence of Distinctive Dinosaur Sociality. Acta Palaeontologica Polonica. 53 (4): 567–578.

[10] Marsh, O. C. (1890). Description of new dinosaurian reptiles. The American Journal of Science. 3 (39): 81-86.

[11] Osborn, H. F. (1917). Skeletal adaptations of Ornitholestes, Struthiomimus, Tyrannosaurus (PDF). Bulletin of the American Museum of Natural History. 35: 733–771.

[12] Hirt, M. R.; et al. (2017). A general scaling law reveals why the largest animals are not the fastest. Nature Ecology & Evolution. 1 (8): 1116–1122.

[13] 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.

[14] Navarro-Lorbés, P.; et al. (2021). Fast-running theropods tracks from the Early Cretaceous of La Rioja, Spain. Scientific Reports. 11: 23095.

[15] Thulborn, R. A. (1982). Speeds and gaits of dinosaurs. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 38 (3–4): 227–256.

[16] 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.

[17] 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.

[18] Dececchi, T. A.; et al. (2020). The fast and the frugal: Divergent locomotory strategies drive limb lengthening in theropod dinosaurs. PLOS ONE. 15 (5): e0223698.

[19] Molina-Pérez, R.; Larramendi, A. (2016). Récords y curiosidades de los dinosaurios terópodos y otros dinosauromorfos. Larousse. (str. 175).

[20] Weyand, P. G.; et al. (2000). Faster top running speeds are achieved with greater ground forces not more rapid leg movements. Journal of Applied Physiology. 89 (5): 1991-1999.

———