霸王龙奔跑速度并不快 人类完全可以逃离险境!
如果人類穿越時空,到達7000萬年前的恐龍時代,你可能會認為自己的小命不保,很容易成為霸王龍的大餐,目前科學家最新研究表明,如果人類與霸王龍?zhí)幱谕粫r代,或許是安全的,因為人類奔跑速度超過霸王龍。
著名進化生物學家霍爾丹曾提出,當一只老鼠從300米深的礦井掉落下來,它會在井底爬起來,抖去灰塵,然后飛速逃離,甚至它們還可以再嘗試一次。然而,如果人類從相同高度跳下來一定會骨折,馬跌落下來會摔得血肉模糊。
在1926年的一篇文章中,霍爾丹分析如果一頭體重9噸的霸王龍掉入礦井會怎樣?他沒有用一些形容詞描述該場景,但是霸王龍由于體型龐大,會以時速276公里大聲尖叫落入井底,以120噸的沖擊力撞擊井底,它的尸體可能會爆炸式肢解?尸體粉碎?或者僅剩一團血肉?
霸王龍最終跌入礦井的結(jié)果并不重要,事實上霍爾丹的可怕思維實驗?zāi)康氖菫榱俗C明大型與小型動物之間的差別,與重力關(guān)系有極大的不同。這種關(guān)系,以及老鼠、人類、馬的不同實驗推測,可以用“平方-立方”定律進行解釋,該定律是一個簡單的概念,即一個動物的體積是立方等級,而表面積僅是平方等級。因為動物身體表面積在高空跌落時起到阻力剎車作用,而它的質(zhì)量決定了它的沖擊力,不同物種高空跌落的結(jié)果不同,可以是驚心動魄、悲慘的,也可以是亂糟糟的,被摔得血肉模糊,這主要取決于它們的體型差異。
這可能是一個簡單的概念,但是由于跌落過程非常短暫,很難憑直覺判斷。對于曾在地球上行走的最大陸地霸主尤為如此,如果你穿越時空,與霸王龍生活在一起,普通人類快速奔跑能否逃脫霸王龍的捕殺嗎?
成年霸王龍體型龐大、力量很大,長著一排排鋒利牙齒,可以刺穿三角龍骨頭,用嘴咬起人類體型大小的肉塊擲到5米空中,它們幾乎和現(xiàn)今長頸鹿一樣高,體重達到9噸,與大象體重接近。然而,人們?nèi)绻娴挠龅桨酝觚埐槐乜只牛恍枘刈⒁曋绹砜死神R州立大學生物學家埃里克·斯尼維利多年研究恐龍生物力學,他說:“按比例來講,霸王龍的運動肌肉超過地球史上任何動物,但人們很有可能逃脫霸王龍的追殺,因為霸王龍不擅長奔跑。”
約翰·哈欽森是《自然》雜志一篇題為《霸王龍不是快速奔跑者》文章的作者,他說:“霸王龍短距離慢跑大概是它們的最佳成績,而且起步也不快。”
事實上,超級強壯的霸王龍行動遲緩,基于“平方-立方”定律,它在礦井中死亡非常迅速。像身體表面積一樣,骨骼強度是平方等級,力量是立方等級,這樣,隨著動物體型增大,它需要強大的肌肉和腿骨實現(xiàn)站立、移動和奔跑,但是體型超過一定等級,力量就無法維持平衡。
盡管霸王龍是肌肉發(fā)達的大塊頭,但是任何輕快慢跑產(chǎn)生的壓力都足以造成腿骨碎裂。斯尼維利稱,從霸王龍的體重、肌肉和骨骼來判斷,它時速不會超過20公里。雖然人類最快時速也是20公里,但霸王龍加速度較慢,在平均奔跑時速相近的情況下,人類身體更靈活,很容易逃脫行動遲緩霸王龍的獵殺。
當然,如果人類穿越時空進入侏羅紀時期,霸王龍不是你唯一擔心的掠食者,許多體型大小不一的食肉恐龍可能對你感興趣,你能否超越它們?nèi)Q于它們的體重。
3年前,德國生物多樣性研究中心生物學家米麗婭姆·赫特提出一個看似簡單的問題:為什么最大、最強壯的動物——鯨魚、大象和犀牛不是運動最快的?而體型最小的,老鼠、小魚、千足蟲不是運動最慢的?是否速度和體型有一個最佳比例?
米麗婭姆認為,自然界應(yīng)該存在達到最快速度的完美體型大小,如果某種動物要獲得最快速度,那么它的體重大約在90公斤,但對水棲生物稍重一些,對飛行性生物微輕一些。她發(fā)現(xiàn)體型與速度之間一個精確的拋物線關(guān)系,這不僅表明你需要敬畏中等體型恐龍,也表明人們不必擔心體型龐大恐龍的威脅。這是因為強壯、速度與新陳代謝之間存在相互作用。
動物最高速度是兩個因素的交匯點,首個因素是動物總肌肉量,這與它的體重成比例,第二個因素是它的體重加速度。加速度依賴于厭氧肌肉或者肌肉纖維中存儲三磷酸腺苷(ATP)能量,快速收縮肌產(chǎn)生加速所需的快速、有力的收縮,但它們很快就會消耗殆盡,它們的能力是由新陳代謝決定的。
出于某些原因,動物的能量生產(chǎn)(新陳代謝)與體重成正比遞減,如果我們的新陳代謝與老鼠成正比,我們必須每天吃大約11公斤的食物,然而我們每天僅吃1.8公斤的食物。因此,體型較大的動物更強壯、營養(yǎng)吸收效率更高,但產(chǎn)生用于加速和克服慣性的能量要少許多。
總結(jié)
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