Учеными из Бельгии и Великобритании при участии Питера Бишопа (Peter Bishop) из Королевского ветеринарного колледжа была построена механическая опорно-скелетная модель движения динозавра Coelophysis bauri, учитывающая трехмерные осевые движения тела. Она помогла увидеть, что хвост животного способен компенсировать вращательные движения тела, экономя до 18 процентов энергии.
Известно, что моделирование движения мертвых животных позволяет сделать выводы о нагрузке на их скелет, работе мышц, поведении конечностей и других особенностях.
Современные примеры такого моделирования сосредоточены в основном вокруг поведения гоминид и нептичьих динозавров. Сложность используемых там уравнений требует либо использования суперкомпьютеров, либо некоторого упрощения, чтобы время вычислений было разумным. По этой причине описание движения двуногих динозавров ограничивалось 2 или 2,5-мерными моделями, где роль осевых сегментов тела почти всегда игнорировалась. В частности, хвосту традиционно отводилась роль статического противовеса.
В новом исследовании ученые решили учесть трехмерное осевое движение тела при перемещении динозавра Coelophysis bauri. Выяснилось, что хвосту тероподов отводится более важная динамическая роль, чем считалось ранее. Он помогает экономить энергию при движении, компенсируя вращательные движения тела.
Сообщается, что учеными для проведения текущего исследования было смоделировано медленное (0,39 метра в секунду) и быстрое (2,62 метра в секунду) движение животного без использования каких-либо экспериментальных данных, но результат моделирования показал хорошее соотношение с тем, как они двигаются на самом деле.
Детальный анализ кинематики модели показал, что движения хвоста были тесно связаны с движениями задних конечностей, компенсируя возникающий угловой момент.
А чтобы оценить влияние движений хвоста на общие механические характеристики многоскелетной структуры, ученые провели серию симуляций с отсутствием койлофиза хвоста, масса и момент инерции которого передавались туловищу. В последнем случае оказалось, что бесхвостому динозавру пришлось бы затрачивать на 18 процентов больше усилий. Это показало, что хвост имеет важные динамические функции – по-видимому, он работает у теропод аналогично человеческим рукам при ходьбе.
Исследователями отмечается, что необходимо провести дополнительные исследования, так как форма хвоста в разных описаниях отличается, как и описание конечностей.
Научная работа опубликована в журнале Science Advances.
