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恐竜と重力の謎

 子供の頃に胸をワクワクさせていた生物といえば「恐竜」ですよね。巨大な恐竜が地球上を闊歩している姿を想像するのは子供心の空想を刺激してくれました。
 しかし、それらの巨大恐竜たちが現在の地球上では、歩くどころか、立つことさえままならないという説があることはご存知でしたでしょうか。

 『謎の科学30理論』(ユニバース出版社刊)からご紹介。

恐竜のサイズでは現在の地球の重力では立ち上がれない?

 恐竜が絶滅したのは今から6500万年前と言われています。それ以降、陸上動物の主役は哺乳類に なり、その身体のサイズは小型化していきます。
 一説には、巨大な身体を維持するための食料が足りなくなって小型化されてきたとか、効率のいいサイズに進化していったとありますが、恐竜のみならず、植物たちも小型化されてるのは何故でしょう。

 実は、動物の身体の大きさと体重は「2乗〜3乗問題」の関係にあります。これは身体が大きくなると体重はサイズの増加の3乗に比例して増大し、一方、四肢の強さは筋肉の断面積にほぼ、比例し、かつ長さの増加の2乗に比例して増加すると言われています。
 これは、身体が大きくなっていっても、筋肉の機能効率はそれに比例して強くなってはいかないことを意味しています。



ブラキオサウルスとの大きさの比較
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http://www.dinosaur-fan.net/data/

 

 人間を基準に考えると 重量挙げの王者ロバート・カズマイアーという人がいましたが、154kgの体重で450〜500kgのバーベルを持ち上げることができたそうです。人間の筋力としてはこれが限界に近いものといわれています。ました。彼が立ち上がる最大の力は自分の体重154kg+500kg=650kgです。
 では、このカズマイアーが巨大化したとしてどうなるか?
 中型のカミナリ竜アパトサウルス(32トン)と同じになった場合、先ほどの計算式に当てはめると彼が持ちあげる力は21トンが限界になります。そう、彼自身の体重が32トンなので、立ち上がることすら出来ないという計算になるのです。人類最強の筋力をもってしても自分の体重を支えて起き上がることすら困難になるのです。

 

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アパトサウルス


 しかし、アパトサウルスが生きていたのは事実。

 考えられるわずかな可能性としては、恐竜たちの筋肉は現在のどんな動物よりもはるかに効率が良かったということ。しかし、これでは同じ属性を引き継ぐ進化の系統を無視する考え方です。
 筋肉の特長である。大型になればなるほど四肢の厚い筋肉層が何層にも重なって筋肉同士がお互いに束縛しあうという特性を無視しています。

 では、逆に考えて、現在のこの地球上で動物はどこまで大きくなれるのか?それは計算上はなんと9.44トンが限界だそうです。この理論上の限界値に近い体重を持つ動物がいます。
 それはオスのアフリカのゾウ。あの巨体を揺しながら走ることは身体にかなりの負担をかけることになります(正確には、「速歩」であって、走ることやジャンプはできない。)しかし、アルゼンチノサウルスはそのアフリカゾウの17倍の体重があったとされているのです。計算理論を遥かに超えた重量を持つ動物が存在していたのです。 

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アルゼンチノサウルス



血液を頭まで送り込む謎

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 さらに問題があります。それは血液の循環問題。
 首の長い動物といえばキリンが有名ですが、彼らの頭部は地上6mの高さにあります。
 この心臓から頭部まで血液を送り込むための血圧は200〜300ミリHgと、他の動物に較べてもはるかに高く、他の動物がこの血圧になったら血管系が破裂してしまうほどの高いものです。
 キリンは厚い動脈壁と、高々度を飛行するジェットパイロットの圧力服なような非常に頑丈な皮膚によってその生命を保たれています。

 しかし、カミナリ竜の体高はキリンの実に3倍の15〜18m。いったいこの高さまで重力に抗って血液を押し上げるポンプとしての心臓や、その血圧に破壊されない血管系が進化によって作り出されるものなのでしょうか。
 彼らにはもっと深刻な問題があります。それは、陸上で9m〜11mにも達する首を振り回すことができる筋力を持つ動物は力学的にも存在できないという問題です。

 それだけの筋力を維持するには首周りの直径が何mも必要になり、それはもはや首長竜ではなくなるそうです。

 
空を飛べない翼竜?

 同じようなケースは、空を飛んでいたとされる翼竜たちにも当てはまります。最も知られている翼竜といえばプテラノドンでしょうか。

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プテラノドン


 このプテラノドンの推定体重は15〜20kgと言われていますが、羽ばたく筋力はあまりなく、空気の流れに乗ってグライダーのように滑空したのではと言われています。映画などでよく見る人間を爪で捕まえてかっさらうことはとてもできない訳ですね。

 この翼竜の中ではアルゼンチン・テラトーンと呼ばれる鳥が最大とされており、その体重は70kgと推測されています。
 
 しかし、いまの地球の空中を飛ぶ最大の鳥の体重は、14kg以下。自由に空中を飛び立てるには、滑空だけではない翼を羽ばたかせる筋力が必要になりますが、計算上、脊椎動物が空を飛べる最大の重量は22.7kgが限界だとか。

 これらの事を考えると、恐竜の存在自体がこの地球上ではあり得ないことになってしまうのですが・・・・。
 
 しかし恐竜を研究している古生物学者達はそのような意見は相手にしてないようです。巨大恐竜の足跡の化石も見つかってるんですから。いくら理論的に歩けなくても、歩いていたという証拠があるのです。
 この根源的な疑問に真っ向から解決を試みようとしている説はまだ出てきていないよなのです。

 しかし、考えられる最も有力な説、いやこれしか考えられないという説があります。それは、「当時の地球の重力は今の地球の重力よりはるかに軽かった」ということ。


 果たしてこの説は現実的であるのか?しかし地球の重力が軽ければ酸素を地表に留めていくことができなくなり、それはそれでまた生物が生存できる環境ではなくなるのも事実。
 この大いなるミステリーを真正面から解明しようとする議論は全然進んでいないようなのですが。
 化石とはなんとミステリーにとんだ存在なのでしょうか。

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