Kløer, kæber og pigge: videnskaben om Dinosaur Arsenal
fra legepladsen sandkasse til den store skærm, Vi elsker at forestille dinosaurer rive ind i hinanden. Tænderne, hornene, klørne, og pigge, der pryder deres skeletter, må have haft et eller andet formål, trods alt.
siden tidspunktet for deres videnskabelige opdagelse i det tidlige 19.århundrede er dinosaurer ofte blevet afbildet som voldsomme væsner, der ofte er låst i dødelig kamp. Billeder af en Triceratops, der vender ned mod en Tyrannosaurus, bringer sådanne langvarige konfrontationer til live, men, takket være en række nye undersøgelser, paleontologer kan gøre meget mere end bare forestille sig angreb og forsvar i den forhistoriske verden.Dinosaurknogler er det, der er tilbage af engang levende, åndende dyr, og gennem forskellige videnskabelige teknikker – fra biomekanik til knoglehistologi – giver paleontologer os et hidtil uset syn på disse væseners liv og biologi.
Nogle af disse fund, såsom Tyrannosaurus evne til at kaste store hunks kød i luften, før de bider ned igen på dem, gør dem endnu mere skræmmende, mens forestillingen om, at “våben” fra mange planteædende dinosaurer blev brugt mere til visning end forsvar, får forskere til at genoverveje, hvad der er blevet antaget om deres udvikling.
billede: Tim Bekaert
Tyrannosaurus
I over et århundrede har Tyrannosaurus repræsenteret den største og sejeste af rovdinosaurierne. Dens tandbesatte kæber inspirerer stadig til en blanding af frygt og fascination i mange museumshaller, og der kan ikke være nogen tvivl om, at denne spids rovdyr fra det nordamerikanske kridt havde en formidabel bid. Men ny forskning viser, at hemmeligheden bag styrken af Tyrannosaurus ikke findes i kæberne, men i nakken.
mens de små underarme af Tyrannosaurus og dens nære slægtninge var muskuløse og kunne have handlet som kødkroge i at fange bytte, brugte disse dinosaurer primært deres hoved og nakke til at fange og dræbe andre dinosaurer. Faktisk ville Tyrannosaurus hals have været nødt til at modstå stressene ved at kæmpe med kæmpende hadrosaurer og hornede dinosaurer ud over de regelmæssige stammer af at bære rundt på en så enorm noggin.
brug af ar, der er efterladt på knogler af muskelvedhæftninger og anatomi af levende fugle og krokodiller som vejledning, paleontologer Eric Snively fra University of Alberta og Anthony Russell fra University of Calgary skabte en digital rekonstruktion af Tyrannosaurus i 2007 for at undersøge bevægelsesområdet og muskelkræfterne, som tyrannens hals ville have tilladt.
deres rekonstruktion af Tyrannosaurus nakkemuskler viste overraskende, at de var stærke nok til hurtigt at svinge det enorme hoved til siden, mens de angreb bytte. Det behøvede sandsynligvis ikke engang at låse sig fast med sine små forben før den første knusende bid.
endnu mere imponerende opdagede de, at Tyrannosaurus ville have været i stand til at kaste sit bytte opad for at give kæbemusklerne et øjeblik at slappe af, før de knækkede for at flytte maden. Ifølge forskernes målinger kunne Tyrannosaurus have kastet en 110 pund klump kød op til 16 fod i luften. Denne ejendommelige forbrugsmåde, kendt som inertial fodring, ses blandt levende fugle og krokodiller.
billede: Brett Booth
Tarbosaurus
på trods af den rovende kraft, der udøves af tyrannosaurer, kunne de være ret sarte med deres kæber, når de ville. Selvom de ofte kastes som vilkårlige bonecrushers, kunne tyrannosaurer være ret fornuftige med deres bid.
forskere fandt for nylig bidemærker på det næsten komplette skelet af en stor hadrosaur (til højre) udgravet fra Gobi-ørkenen, der sandsynligvis var punkteringer og ridser sandsynligvis lavet af den østlige fætter af Tyrannosaurus kaldet Tarbosaurus (ovenfor). I en smule fossil retsmedicin, paleontologer David Hone fra Institute of Vertebrate Palaeontology and Palaeoanthropology i Beijing og Mahito Hayashibara Museum of Natural Sciences i Okayama, Japan fastslog, at hadrosaur var død og for det meste begravet, da Tarbosaurus skete på den, med blot et par dele af kroppen, der stikker op over jorden.
i stedet for at chomp gennem de fremspringende lemmer og bolte dem ned, brugte Tarbosaurus imidlertid flere forskellige bidvinkler til at fjerne den resterende muskel fra hadrosaurens venstre arm og efterlod en række ridser og grober. Resultaterne vises 29. Juni i tidsskriftet Acta Palaeontologica Polonica.
*billeder: 1) Tarbosaurus/Matt van Rooijen. 2) nærbillede af bidemærker på den distale ende af hadrosaurben fra Maastrichtian Bugin Tsav lokalitet i Mongoliet. Sorte pile angiver dybe huller, der trænger ind i barken på enden af knoglen. Hvide pile angiver dybe punkteringsmærker på overfladen af knoglen. / * David Hone.
Deinonychus
Deinonychus var sølle sammenlignet med Tyrannosaurus, men det var en meget anden slags rovdyr. Det var medlem af en gruppe dinosaurer kaldet dromaeosaurider, der er populært kendt som rovfugle. Med lange arme tippet med fingre, der bærer recurved kløer, en mund fuld af takkede tænder, og en segllignende klo båret på en hyperekstenderbar anden tå, Deinonychus er klassisk blevet portrætteret som en grappler, der brugte sine arme og ben til at nedbringe større bytte, mens han optrådte i en gruppe.et nyligt genvundet skelet af den planteædende dinosaur Tenontosaurus viser forskellige slags bidemærker og blev fundet omgivet af tandfragmenter af Deinonychus.
i betragtning af sin vifte af våben, har det syntes usandsynligt, at Deinonychus var i stand til de tunge bid kræfter udøves af andre aggressiv dinosaurer med store hoveder og små forben, men skaden på højre forben af Tenontosaurus skelet viste, at Deinonychus var faktisk i stand til en knogle-punktering bid.i en undersøgelse, der blev offentliggjort 4. juli i Journal of Vertebrate Paleontology, brugte forskere ledet af Paul Gignac fra University of Florida i Tallahassee lateks til at udfylde punkteringerne for at skabe støbninger af deres form. De var i stand til at bestemme, at hullerne sandsynligvis blev lavet af en stor, voksen Deinonychus, der holdt Tenontosaurus forbenet foran, højre del af kæberne.
for at undersøge, hvilken slags tryk der kræves for at producere denne skade, lavede forskerne en replika Deinonychus tand ud af nikkel, som blev presset ind i en række ko-lemmer knogler. Paleontologerne fandt ud af, at det tog omkring 4.100 nyheder at drive den kunstige Deinonychus-tand ind i Ko-knoglerne, svarende til bid af hyener og løver. De estimerer, at bagsiden af dinosaurens kæbe kunne have udøvet op til dobbelt så meget kraft, svarende til dem, der er registreret fra voksne amerikanske alligatorer, og meget kraftigere end tidligere antaget.
Billeder: 1) Bearerofthecup/
Triceratops
at tænderne var vigtige komponenter i rovdinosaurens arsenal er indlysende, men funktionen af de forskellige ornamenter, der ses på mange planteædende dinosaurer, har ikke været så let synlig. Tag de tre ansigtshorn af de berømte Triceratops. De ligner bestemt våben, der kunne have været nyttige til at afskrække en sulten Tyrannosaurus, men forskere har også antaget, at de kunne have været brugt til visning eller endda kamp med andre Triceratops.Farke, i øjeblikket på Raymond M. Alf Museum of Paleontology i Claremont, Californien, kastede støtte til sidstnævnte hypotese, da han brugte skalamodeller af Triceratops kranier til at finde ud af de forskellige “hornlåsende positioner”, der var mulige for disse dinosaurer under konfrontationer.
sidste år ledede han et hold, der studerede mønstre af skader set i Triceratops kranier. Kranierne viste høje frekvenser af skader på skvamosalbenet, som udgør den laterale del af frill, og de jugalben, der rager ud lige under øjet. Skaderne var sandsynligvis forårsaget af Triceratops, der gik head-to-head i konkurrence.
billeder:1) Lukas Pansarin, Raymond M. Alf Museum of Paleontology*. 2) Eva Krocher*
Ankylosaurs
ankylosaurerne kaldes ofte “pansrede dinosaurer” for de tykke rækker af benede osteoderms arrangeret over deres kroppe. Disse osteoderms tog mange former, fra afrundede scutes til enorme skulderspidser og haleklubber. Men i forskning offentliggjort i Juni i tidsskriftet Acta Palaeontologica Polonica paleontologer ledet af Shoji Hayaski fra Hokkaido University i Sapporo, Japan fandt ud af, at noget af rustningen fra disse dinosaurer måske ikke har været så velegnet til forsvar som tidligere antaget.
en ankylosaur kaldet Edmontonia (højre og under) havde et sæt store pigge, der stak ud over nakken og skuldrene, og knogletætheden, som forskerne fandt inde i en sådan spids, antyder, at de blev brugt til forsvar. Men da forskerne så på en lignende spids fra dinosaur Gastonia (ovenfor), fandt de, at knoglen var tyndere og ikke syntes at have den slags forstærkning, der forventes for et våben. Og rustningen af ankylosaur Saichania var også relativt svag. Mens disse arters pigge og rustning måske har haft en vis defensiv fordel, forskerne mener, at de sandsynligvis var vigtigere for konkurrencedygtig stilling eller identifikation af medlemmer af samme art.
Images: 1) Gastonia burgei. Mariana Ruiz/Wikimedia Commons. 2) Edmontonia armor. W.D. Matthews/Wikimedia Commons. 3) Edmontonia. Mariana Ruiz/Wikimedia Commons*.*
Ceratopsians
Many of the horns, spikes, plates, crests, and other bizarre structures seen in dinosaurs may have been more for display than defense or destruction. Palæontologer Kevin Padian fra University of California, Berkeley og Jack Horner fra Museum of the Rockies, Montana gennemgik mangfoldigheden af ulige dinosaurpynt i Juni i Journal of Soology og fandt ud af, at mange af dem ikke syntes at have udviklet sig til nogen form for funktionel rolle.
Hvis den primære funktion af Horn blandt de ceratopsiske dinosaurer var forsvar, for eksempel, ville det forventes, at arrangementet af horn ville være ens på tværs af flere arter, fordi der sandsynligvis ville have været optimale hornarrangementer for pålidelig beskyttelse og ville have forbedret sig over tid. I stedet viser dinosaurerne et oprør af forskellige hornarrangementer, fra de berømte Triceratops til de nyligt beskrevne og ekstra-spiky Diabloceratops. Desuden, forskelle mellem mandlige og kvindelige dinosaurer har været næsten umulige at bestemme på grundlag af grov anatomi alene, så det er usandsynligt, at udviklingen af sådanne ornamenter hovedsageligt blev drevet af seksuel selektion.
forskerne foreslår noget så simpelt som artsgenkendelse spillede en vigtig rolle i udviklingen af bisarre træk. Hvis dette var tilfældet, ville evolutionen favorisere forskellige former, simpelthen så arter let kunne genkende hinanden i Landskaber befolket af mange andre dinosaurer. Dette betyder ikke, at Forsvar, seksuel visning eller andre faktorer overhovedet ikke påvirkede udviklingen af disse træk, men at vi er nødt til at se ud over spørgsmål om funktion alene for at forklare, hvordan dinosaurernes bisarre strukturer udviklede sig.
Billeder 1) Sauropelta. Jon Er En Del Af Commons. 2) Ceratopsians. Nobu Tamura.
Brian Viviek er forfatter den kommende bog skrevet i sten, og en bidragyder til Smithsonian.com ‘ s Dinosaur sporing.
Se også:
- 67 millioner år gammel Slangefossil fundet at spise baby dinosaurer
- fjerede dinosaurer var giftige rovdyr
- CT-scanninger viser Dinosaurhale var en Knogleknuser
- ar afslører, hvordan Triceratops kæmpede
Snively, E. og Russell, A. P. 2007. Craniocervikal fodringsdynamik af Tyrannosaurus. Paleobiology 33 (4): 610-638
Hone, D. V. E., M. 2010. Nye oplysninger om rensning og selektiv fodringsadfærd hos tyrannosaurer. Acta Palaeontologica Polonica (i pressen)
Gignac, p.m.; Makovicky, P. J.; Erickson, G. M.; Valsh, R. P. 2010. En beskrivelse af Deinonychus antirrhopus bid mærker og skøn over bid kraft ved hjælp af tand indrykning simuleringer. Tidsskrift for hvirveldyr paleontologi 30 (4): 1169-1177
Farke, AA 2004. Hornbrug i Triceratops (Dinosauria: Ceratopsidae): test af adfærdsmæssige hypoteser ved hjælp af skalamodeller. Palaeontologia Electronica. 7 (1): 1-10
Farke, A. A.; Ulff, E. D. S.; tanker, D. H. 2009. Bevis for kamp i Triceratops. PLoS One 4 (1): e4252
Hayashi, S.; Tømrer, K.; Scheyer, T. M.; Vandabe, M.; Susuki, D. 2010. Funktion og udvikling af ankylosaur dermal rustning. Acta Palaeontologica Polonica 55 (2): 213-228
Padian, K., og Horner, J. R. 2010. Udviklingen af’ bisarre strukturer ‘ i dinosaurer: biomekanik, seksuel selektion, social selektion eller artsgenkendelse? (Online først): 1-15