古恐龙的壮观长尾与现今任何生物都不同。新的研究表明，当它们的主人行走时，尾巴优雅地左右摆动，而在奔跑时则热情地摇摆。大约8000万年的时间里，鸟类恐龙失去了如此长的尾巴，这与身体比例和姿势的重大变化相吻合。长尾巴如此顽固地存在表明它们对这些动物很重要。但没有活生生的例子，恐龙的尾巴如何为其古代存在做出贡献并不完全清楚；恐龙的尾巴之前已被研究过它们在防御捕食者、种内沟通以及平衡和游泳中的潜在作用。
新的建模显示，它们可能在恐龙的移动中发挥了关键作用，而不仅仅是作为直立姿势的配重。当第一次看到模拟结果时，我非常惊讶，昆士兰博物馆的古生物学家彼得·毕晓普说。模拟显示，他们建模的非鸟类兽脚亚目恐龙（包括霸王龙和伶盗龙）的尾巴和脖子都左右摆动。
毕晓普和他的同事们通过研究现有物种得出的物理和生物参数，使用全身方法与解剖和肌肉模型相结合，创建了详细的三维动态动物行走行为模型，这些模型受其生物系统基础物理的约束。他们通过模拟目前生活的鸟类物种——南美灌木丛鸟（Eudromia elegans）的运动来测试模型的准确性。模拟自发生成了与经验观察有强烈运动学和动力学匹配的行走和奔跑步态，团队在他们的论文中写道。
该模型还预测这些鸟类可以以2.62米/秒的速度奔跑，这与我们对鸵鸟的了解相符。因此，他们开发了Coelophysis bauri的模拟——一种小型食肉兽脚亚目恐龙，它们在大约2.2亿年前捕猎昆虫、蜥蜴和古代鳄鱼祖先的婴儿。这些动物有空心骨骼，身材修长，像灰狗一样，使它们轻盈、敏捷并且可能非常快。它们的体长可达3米（9.8英尺），体重约15公斤。
先前的运动模型将动物长度上的身体段视为单一刚性实体，并将尾巴视为前端的配重，但研究人员结合了轴向运动，以观察“整体动物运动如何与形态、神经肌肉控制和性能相互作用”。在运行了一系列进一步的模拟，使尾巴更重、更轻甚至完全没有尾巴后，我们能够最终证明尾巴摇摆是控制步态中角动量的一种手段，毕晓普解释道。通过左右摆动，C. bauri的尾巴通过充当惯性阻尼器，调节动物整个身体的角动量（旋转运动的量）。
它将这种旋转运动保持在有限范围内。本质上，我们的发现表明，像霸王龙和迅猛龙这样的恐龙在奔跑时从一边到另一边摇摆它们的尾巴，这帮助它们保持平衡，毕晓普说。该模型显示了超过5.7米/秒的速度限制，这对于该物种来说是一种快速的奔跑步态。不过，这可能是一个轻微的低估，因为脚-地面反作用力不完全准确，团队指出。还有一些其他区域显示了初始模型与真实鸟类之间的差异，包括更直立的臀部姿势。
但该模型揭示了C. bauri的尾巴运动似乎与其他身体运动协调一致，以最小化所需的肌肉努力。运行无尾模拟显示，尽管无尾模型恐龙能够调整其运动模式以补偿这种惯性阻尼的缺失，但它将所需的肌肉努力增加了18％，这表明恐龙的尾巴在超越简单配重的作用中具有关键作用。
这项研究让我们更好地了解了恐龙是如何移动的，并且很可能在未来改变我们在电影中看到的恐龙形象，如侏罗纪公园，昆士兰博物馆网络首席执行官吉姆·汤普森说。这项研究发表在《科学进展》上。