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T. rex beim Spaziergang

Beschwingt – aber erstaunlich langsam

 

Wie bewegte sich Tyrannosaurus rex auf einem gemütlichen Streifzug durch sein Reich? Ein Mensch hätte ihn sogar im Trödel-Gang begleiten können, geht aus einer Studie hervor. Den biomechanischen Modellierungen zufolge war T. rex nur mit etwa 4,6 Kilometer pro Stunde bei einem Spaziergang unterwegs. Dies lag am Schwingungsverhalten des langen Schwanzes des Raubsauriers, erklären die Wissenschaftler: Nur bei der geringen Geschwindigkeit entstand eine energiesparende Resonanz. Dieses Ergebnis rundet das eher gemächliche Bild von T. rex ab, denn frühere Untersuchungen haben ihm auch bereits eher bescheidene Spitzengeschwindigkeiten attestiert.

Im Film Jurassic Park sorgte noch ein rasanter T. rex für Spannung: In einer eindrucksvollen Szene verfolgt er ein Auto mit den flüchtenden Protagonisten. Um dem zähnefletschenden Sprinter zu entkommen, ist dabei ordentliches Gasgeben nötig. Doch vermutlich hätte wohl auch ein Fahrrad für die Flucht gereicht. Denn biomechanischen Kalkulationen zufolge lag die Höchstgeschwindigkeit des bis zu 13 Meter langen und sieben Tonnen schweren Raubsauriers wohl nur bei rund 30 Kilometer pro Stunde. Denn es gilt: Ab einer bestimmten Größe zehrt die Massenträgheit an den möglichen Spitzengeschwindigkeiten. Doch wie war T. rex normalerweise unterwegs – im alltäglichen Schlender-Gang? Dieser Frage sind die Forscher um Pasha van Bijlert von der Freien Universität Amsterdam nachgegangen.

Resonanz im Energiesparmodus

Wie sie erklären, besitzen unterschiedliche Lebewesen eine typische Geschwindigkeit im bequemen Gang, bei dem es sich gleichsam um den Energiesparmodus der Fortbewegung handelt. Dabei kommt es zu Bewegungsabläufen, die auf der Grundlage der körperlichen Merkmale einen möglichst geringen Energieverbrauch gewährleisten. Ein wichtiger Aspekt ist dabei, dass der Körper buchstäblich gut abgestimmt unterwegs sein sollte: Die Schrittfrequenz des Menschen ist deshalb mit den Pendelbewegungen der Arme im Einklang. Nur wenn eine Resonanz im Körper entsteht, ist das Gehen wenig anstrengend und somit energiesparend, erklären die Wissenschaftler. Das galt somit sicherlich auch schon für den Tyrannosaurus rex.

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Ähnlich wie wir liefen diese Raubsaurier auf zwei Beinen – doch dabei prägte ein Aspekt ihre Biomechanik, den es bei uns nicht gibt: Der lange und schwere Schwanz spielte eine wichtige Rolle beim Bewegungsverhalten. „Es gab bereits Studien, die Gehgeschwindigkeiten von Dinosauriern untersuchten, doch dabei standen die Beine im Fokus und der Schwanz wurde weitgehend ignoriert, obwohl er doch diese Tiere auszeichnete“, sagt Van Bijlert. Er und seine Kollegen sind überzeugt davon, dass das Schwingungsverhalten des Schwanzes eine zentrale Rolle für den typischen Bewegungsablauf von T. rex beim Gehen gespielt hat. Denn wie sie erklären, wippte das lange Anhängsel bei jedem Schritt auf und nieder. Bei einer Schrittfrequenz, die in Dissonanz mit der Eigenfrequenz des Schwanzes gestanden hätte, wäre ein ungünstiger Energieverbrauch entstanden, so die Forscher.

Im Einklang mit der Schwanz-Schwingung

Um die Eigenfrequenz einschätzen zu können, haben Van Bijlert und seine Kollegen nun den Schwanz von „Trix“ modelliert, einem T. rex-Fossil, das im Naturalis Biodiversity Center in Leiden ausgestellt ist. Sie fügten der Knochenstruktur am Computer Muskeln und Sehnen hinzu, um eine Grundlage für ihre biomechanische Analysen zu schaffen. Die Modellrechnungen ergaben schließlich einen Wert von 0,66 Hertz für das typische Schwingungsverhalten des T. rex-Schwanzes. Diesen Wert konnten die Forscher dann als Grundlage für die Einschätzung der Schrittfrequenz des Tieres nutzen, die mit der Schwanz-Schwingung abgestimmt sein musste, um einen optimalen Energieverbrauch zu gewährleisten.

In Kombination mit typischen Schrittlängen von T. rex, die von fossilen Fußspuren bekannt sind, kamen die Forscher dann schließlich auch auf eine Einschätzung der typischen Geschwindigkeit. Demnach waren die Könige der Raubsaurier bei einem Spaziergang nur mit etwa 4,6 Kilometern pro Stunde unterwegs. „Wir stellten damit deutlich niedrigere Gehgeschwindigkeiten fest, als wenn man nur die Merkmale der Beine berücksichtigt“, sagt Van Bijlert. Der Wert befindet sich sogar am unteren Ende der Bandbreite typischer Gehgeschwindigkeiten beim Menschen. Dies mag für ein so großes Tier überraschend wirken, doch vor dem Hintergrund der Werte bei heutigen Großtieren erscheint es plausibel. Denn beispielsweise sind auch Elefanten oder Giraffen mit ähnlich geringen Geschwindigkeiten unterwegs, wenn sie gemütlich gehen, sagen die Forscher.

Van Bijlert und seine Kollegen wollen nun am Ball bleiben: Sie planen, ihren „Natural Frequency Method“ genannten Ansatz nun auch auf die Untersuchung der Bewegungsmuster anderer Dinosaurierarten anzuwenden. „Und dabei wird sicherlich wieder der Schwanz eine wichtige Rolle spielen“, sagt Van Bijlert abschließend.

Quelle: Naturalis Biodiversity Center, Fachartikel: Royal Society Open Science, doi: 10.1098/rsos.201441

Video: Animation von T. rex „Trix“ beim Gehen mit Schwanz-Resonanz. (Credit: Rick Stikkelorum, Arthur Ulmann & Pasha van Bijlert)

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