二足歩行の恐竜は、巨大な鱗のある子犬のように尻尾を振っていた。

『ジュラシック・パーク』のような映画を見ると、恐竜がどのように歩き、走っていたかなど、恐竜についてすべて知っているような印象を受けるかもしれない。しかし、絶滅した生物がどのように体を動かしていたかを解明するのは実は非常に難しい。

現在、計算バイオメカニクスといわゆる「予測シミュレーション」の効果的な組み合わせが、これらの運動に関する知識のギャップを埋めるのに役立っています。

約2億年前に生息していた三畳紀の恐竜、コエロフィシス・バウリの動きを再現するため、多様な専門知識を持つ研究者チームが新しい3Dシミュレーションプログラムを開発した。その結果によると、コエロフィシス・バウリのような小型の二足歩行恐竜は、人間が腕を振るのと同じように、歩いたり走ったりするときに尾を振っていた可能性が高い。研究者たちはさまざまな筋肉がどのように相互作用するかを再現し、尾の動きがコエロフィシス・バウリの歩き方と運動量にどのような影響を与えたかを調べた。

尾は角運動量と効率を調節し、恐竜の体にかかる筋肉の負担を軽減していたことが判明した。研究チームは、このメカニズムはおそらく他の恐竜にも当てはまると考えている。この研究はScience Advances 誌に掲載された。

これまで古生物学者の多くは、尾は恐竜の頭と首の重さを相殺する受動的なカウンターバランスに過ぎないと信じていたと、進化生体力学者で共著者のピーター・ビショップ氏はライブサイエンスに語った。「この発見に至るまで、私たちは特に期待も仮説も持っていませんでした」と同氏は付け加えた。「[尾]はただそこにぶら下がっているだけだと思っていました。」

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モデルが現実の生体力学と一致していることを確認するために、研究チームはまず、二足歩行の恐竜に似た解剖学を持つ、中南米に生息する優雅な鳥類であるシギダマシのシミュレーションを行った。シミュレーションで現実の鳥の体の動きを忠実に再現できることがわかった後、研究チームはモデルをC.バウリ恐竜に応用した。

尾の重要性を本当に理解するために、研究チームはシミュレーションを繰り返したが、モデルから恐竜の尾を取り除いた。シミュレーションされたC. bauri は骨盤を別の方法で動かさなければならなかった。「尾を切り落としたとき、恐竜は尾の喪失を補うために事実上腰を振らなければならなかった」とビショップ氏はガーディアン紙に語った。

尾のない恐竜は筋力を 18 パーセント増やす必要があった。これは、尾がエネルギー消費を低く抑えるのにも役立っていたことを示唆している。研究チームがこのモデルを繰り返し、尾の動きを同期させないようにしたところ、 C. bauri は同じ速度で移動するためにエネルギー消費を大幅に増やさなければならなかった。

「恐竜の移動に堅牢な計算バイオメカニクスのアプローチが適用されるのは、いつもうれしいことです」と、ポーツマス大学の脊椎動物古生物学者で、今回の研究とは無関係のニザール・イブラヒム氏はギズモードに語った。イブラヒム氏は、2010年に発表された研究の筆頭著者である。 昨年ネイチャー誌に発表されたこの論文では、巨大恐竜スピノサウルス・エジプティアクスが尾を使って泳いでいた可能性が示されている。同氏は、この3Dシミュレーションのような新たな研究は、「恐竜の尾はこれまで考えられていたよりも動的で複雑だった」という考えを裏付ける研究が増えていることに付け加えた。

このシミュレーションの準備ができたので、ビショップ氏はこれを古代のあらゆる生物に適用したいと考えています。「恐竜だけでなく、他の絶滅した生物の移動やその他の行動を調査する準備が整いました」とビショップ氏はギズモードに語りました。「ほとんど何でも対象になります。」