Karmok, állkapcsok és tüskék: a dinoszaurusz arzenál tudománya

a játszótéri homokozótól a nagy képernyőig szeretjük elképzelni, hogy a dinoszauruszok egymásba szakadnak. A csontvázukat díszítő fogaknak, szarvaknak, karmoknak és tüskéknek végül is volt valamilyen célja.

a 19. század eleji tudományos felfedezésük óta a dinoszauruszokat gyakran vad lényekként ábrázolták, gyakran halálos harcba zárva. A Tyrannosaurus felé néző Triceratops képei ilyen hosszú múltra visszatekintő konfrontációkat keltenek életre, de a rengeteg új tanulmánynak köszönhetően a paleontológusok sokkal többet tudnak tenni, mint pusztán elképzelni a támadást és a védelmet az őskori világban.

a dinoszaurusz csontok az egykor élő, lélegző állatok maradványai, és a különböző tudományos technikák – a biomechanikától a csontszövettanig – a paleontológusok példátlan képet adnak nekünk ezeknek a lényeknek az életéről és biológiájáról.

néhány ilyen megállapítás, mint például a Tyrannosaurus azon képessége, hogy nagy húsrészeket dobjon a levegőbe, mielőtt visszaharapná őket, még ijesztőbbé teszi őket, miközben az a gondolat, hogy sok növényevő dinoszaurusz “fegyvereit” inkább megjelenítésre, mint védekezésre használták, arra készteti a tudósokat, hogy újragondolják azt, amit feltételeztek az evolúciójukról.

kép: Tim Bekaert

Tyrannosaurus rex

Több mint egy évszázada a Tyrannosaurus rex képviseli a legnagyobb és legrosszabb ragadozó dinoszauruszokat. Fogazott állkapcsai még mindig félelmet és elbűvölést keltenek számos múzeumteremben, és nem lehet kétséges, hogy az észak-amerikai Kréta csúcsragadozójának félelmetes harapása volt. De az új kutatások azt mutatják, hogy a Tyrannosaurus erejének titka nem az állkapcsában, hanem a nyakában található.

míg a Tyrannosaurus és közeli rokonai kis alkarjai izmosak voltak, és húsfogóként viselkedhettek a zsákmány elfogásában, ezek a dinoszauruszok elsősorban a fejüket és a nyakukat használták más dinoszauruszok elfogására és megölésére. Valójában a Tyrannosaurus nyakának el kellett volna viselnie a hadrosaurusokkal és a szarvas dinoszauruszokkal való küzdelem terheit, amellett, hogy rendszeresen hordoztak egy ilyen hatalmas gömböt.

az Alberta Egyetem paleontológusai, Eric Snively és Anthony Russell, a Calgary Egyetem paleontológusai 2007-ben elkészítették a Tyrannosaurus digitális rekonstrukcióját, hogy megvizsgálják a zsarnok nyaka által megengedett mozgás és izomerő tartományát.

a Tyrannosaurus nyaki izmainak rekonstrukciója meglepő módon azt mutatta, hogy elég erősek ahhoz, hogy gyorsan oldalra lendítsék ezt a hatalmas fejet, miközben megtámadják a zsákmányt. Valószínűleg nem is kellett apró mellső lábaival reteszelnie a kezdeti előtt, zúzó harapás.

még lenyűgözőbb, hogy felfedezték, hogy a Tyrannosaurus képes lett volna felfelé dobni a zsákmányát, hogy az állkapocs izmainak egy pillanatra pihenjen, mielőtt becsukódna, hogy áthelyezze az ételt. A tudósok mérései szerint a Tyrannosaurus egy 110 kilós húsdarabot akár 16 lábig is dobhatott a levegőbe. Ez a sajátos fogyasztási mód, az úgynevezett inerciális etetés, látható az élő madarak és krokodilok között.

Image: Brett Booth

Tarbosaurus

annak ellenére, hogy a tyrannosaurusok ragadozó erővel rendelkeztek, meglehetősen érzékenyek voltak az állkapcsukkal, amikor akartak. Bár a tyrannosaurusok gyakran válogatás nélküli csonttörőként szerepelnek, harapásukkal meglehetősen megfontoltak lehetnek.

a tudósok nemrégiben harapásnyomokat találtak a Góbi-sivatagból feltárt nagy hadrosaurusz (jobbra) majdnem teljes csontvázán, amelyek valószínűleg a Tyrannosaurus keleti unokatestvére, a Tarbosaurus (fent) által okozott szúrások és karcolások voltak. David Hone, a pekingi gerinces paleontológiai és paleoantropológiai Intézet paleontológusa és a japán Okayamai Mahito Watabe Hayashibara Természettudományi Múzeum paleontológusa megállapította, hogy a Hadrosaurus halott volt, és többnyire eltemették, amikor a Tarbosaurus rátalált.

a Tarbosaurus azonban ahelyett, hogy a kiálló végtagcsontokat átdöfte volna és lecsavarozta volna őket, több különböző harapási szöget használt, hogy a maradék izmot a hadrosaurida bal karjáról levágja, számos karcolást és gödröt hagyva maga után. Az eredmények június 29-én jelennek meg az Acta Palaeontologica Polonica folyóiratban.

*képek: 1) Tarbosaurus/Matt van Rooijen. 2) Közelkép a harapásnyomokról a hadrosaur csont disztális végén a Maastrichti Bugin Tsav helységből Mongóliában. A fekete nyilak mély vágásokat jeleznek, amelyek behatolnak a csont végén lévő kéregbe. A fehér nyilak mély lyukasztási jeleket jeleznek a csont felületén. / * David W. E. Hone.

Deinonychus

a Deinonychus apró volt a tyrannosaurushoz képest, de egészen másfajta ragadozó volt. Tagja volt a dromaeosauridák nevű dinoszauruszcsoportnak, amely közismert nevén raptors. A Deinonychust klasszikusan úgy ábrázolták, mint egy markolót, amely karjait és lábait arra használta, hogy nagyobb zsákmányt szedjen le, miközben csoportban cselekedett.

a wyomingi Tenontosaurus növényevő dinoszaurusz nemrégiben előkerült csontváza különböző harapásnyomokat mutat, és a Deinonychus fogdarabjai között találták meg.

fegyverzetét tekintve valószínűtlennek tűnt, hogy a Deinonychus képes volt a nagy fejű és kis mellső lábú más ragadozó dinoszauruszok által kifejtett erős harapási erőkre, de a Tenontosaurus csontvázának jobb mellső végtagján okozott károk azt mutatták, hogy a Deinonychus valóban képes volt csontszúrásra.

a Journal of Vertebrate Paleontology július 4-én közzétett tanulmányában Paul Gignac, a Tallahassee-i Floridai Egyetem kutatói latexet használtak a lyukak kitöltésére, hogy formájuk öntvényeit hozzák létre. Meg tudták állapítani, hogy a lyukakat valószínűleg egy nagy, felnőtt Deinonychus készítette, aki a Tenontosaurus mellső lábát az állkapcsának jobb oldalán tartotta.

annak vizsgálatához, hogy milyen nyomásra volt szükség a károsodás előidézéséhez, a tudósok nikkelből készítettek egy Deinonychus fogat, amelyet tehén végtagcsontok sorozatába nyomtak. A paleontológusok azt találták, hogy körülbelül 4100 Newton erő kellett ahhoz, hogy a mesterséges Deinonychus fogat a tehén csontjaiba hajtsák, hasonlóan a hiénák és az oroszlánok harapásához. Becsléseik szerint a dinoszaurusz állkapcsának hátsó része akár kétszer annyi erőt fejthetett ki, mint amit a felnőtt amerikai aligátoroknál rögzítettek, és sokkal erősebb, mint azt korábban gondolták.

képek: 1) Bearerofthecup/Wkimedia Commons. 2) John Conway / Wikimedia Commons.

Triceratops

nyilvánvaló, hogy a fogak a ragadozó dinoszaurusz arzenáljának fontos elemei voltak, de a számos növényevő dinoszauruszon látható különféle díszek funkciója nem volt olyan egyértelmű. Vegyük a híres Triceratops három arcszarvát. Minden bizonnyal olyan fegyvereknek tűnnek, amelyek hasznosak lehetnek az éhes Tyrannosaurus elrettentésében, de a tudósok azt is feltételezték, hogy más Triceratopokkal való megjelenítésre vagy akár harcra is felhasználhatók.

Andrew Farke paleontológus, aki jelenleg a Raymond M. Alf Paleontológiai Múzeumban található Claremontban, Kaliforniában, támogatta az utóbbi hipotézist, amikor a Triceratops koponyák méretarányos modelljeit használta, hogy kitalálja a különböző “kürtzáró pozíciókat” ezeknek a dinoszauruszoknak a konfrontációk során.

tavaly egy olyan csapatot vezetett, amely tanulmányozta a Triceratops koponyáiban észlelt sérülések mintáit. A koponyák magas frekvenciájú sérüléseket mutattak a squamosalis csonton, amely a fodor oldalsó részét alkotja, és a jugal csontokon, amelyek közvetlenül a szem alatt nyúlnak ki. A sérüléseket valószínűleg az okozta, hogy a Triceratops fej-fej mellett haladt a versenyben.

képek:1) Lukas Panzarin, Raymond M. Alf Paleontológiai Múzeum*. 2) Eva Krocher/Wikimédia Commons*

ankylosaurusok

az ankylosaurusokat gyakran” páncélozott dinoszauruszoknak ” nevezik a testükön elrendezett csontos osteodermák vastag sorai miatt. Ezek az oszteodermák sokféle formát öltöttek, a lekerekített gerincektől a hatalmas válltüskékig és a farokcsapokig. De az Acta Palaeontologica Polonica folyóiratban júniusban közzétett kutatásban a japán Hokkaido Egyetem Shoji Hayaski vezetésével végzett paleontológusok azt találták, hogy ezeknek a dinoszauruszoknak a páncélja nem volt olyan alkalmas a védelemre, mint azt korábban gondolták.

egy Edmontonia nevű ankylosaurusnak (jobbra és lent) nagy tüskék voltak a nyakán és a vállán, és a csont sűrűsége, amelyet a tudósok találtak egy ilyen tüskében, arra utal, hogy védekezésre használták őket. De amikor a tudósok megnéztek egy hasonló tüskét a dinoszaurusz Gastonia-ból (fent), azt találták, hogy a csont vékonyabb volt, és úgy tűnik, hogy nem rendelkezik olyan megerősítéssel, amelyet egy fegyverhez várnának. Az ankylosaur saichania páncélzata szintén viszonylag gyenge volt. Bár ezeknek a fajoknak a tüskéi és páncéljai valamilyen védekező előnnyel járhattak, a tudósok úgy gondolják, hogy valószínűleg fontosabbak voltak ugyanazon faj tagjainak versenyhelyzetében vagy azonosításában.

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. Kevin Padian, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem paleontológusai és Jack Horner, a montanai Bozeman-i Sziklás-hegység Múzeuma júniusban áttekintették a furcsa dinoszaurusz díszek sokféleségét a Journal of Zoology-ban, és megállapították, hogy ezek közül sok nem úgy tűnik, hogy bármilyen funkcionális szerepre fejlődött volna.

Ha például a ceratopsi dinoszauruszok szarvainak elsődleges funkciója a védelem volt, akkor várható, hogy a szarvak elrendezése hasonló lesz több faj esetében is, mert valószínűleg optimális szarvelrendezés volt a megbízható védelem érdekében, és idővel javult volna. Ehelyett a dinoszauruszok különböző szarv-elrendezéseket mutatnak, a híres Triceratopstól a nemrégiben leírt és extra tüskés Diabloceratopsig. Ezenkívül a hím és a nőstény dinoszauruszok közötti különbségeket szinte lehetetlen volt pusztán a bruttó anatómia alapján meghatározni, ezért valószínűtlen, hogy az ilyen díszek evolúcióját elsősorban a nemi szelekció vezérelte.

a tudósok azt sugallják, hogy valami olyan egyszerű, mint a fajok felismerése fontos szerepet játszott a bizarr tulajdonságok kialakulásában. Ha ez lenne a helyzet, az evolúció a különböző formákat részesítené előnyben, egyszerűen azért, hogy a fajok könnyen felismerhessék egymást sok más dinoszaurusz által lakott tájakon. Ez nem azt jelenti, hogy a védelem, a Szexuális megjelenítés vagy más tényezők egyáltalán nem befolyásolták e tulajdonságok fejlődését, hanem azt, hogy a funkció kérdésein túl kell vizsgálnunk, hogy elmagyarázzuk, hogyan alakultak ki a dinoszauruszok bizarr struktúrái.

képek 1) Sauropelta. Jon Conway / Wikimedia Commons. 2) ceratopsiák. A Wikimédia Commons Tartalmaz Nobu Tamura Témájú Médiaállományokat.

Brian Switek a kőbe vésett könyv szerzője és közreműködője Smithsonian.com dinoszaurusz követés.

Lásd még:

• 67 millió éves kígyó fosszília talált eszik baba dinoszauruszok
• tollas dinoszauruszok voltak mérgező ragadozók
• CT vizsgálatok azt mutatják, dinoszaurusz farka volt csonttörő
• hegek mutatják, hogyan Triceratops harcolt

Snively, E., és Russell, A. P. 2007. A Tyrannosaurus rex craniocervicalis táplálkozási dinamikája. Paleobiológia 33 (4): 610-638

Hone, D. W. E. és Watabe, M. 2010. Új információk a tyrannosaurusok gyűjtögetéséről és szelektív etetési viselkedéséről. Acta Palaeontologica Polonica (sajtóközleményben)

Gignac, P. M.; Makovicky, P. J.; Erickson, G. M.; Walsh, R. P. 2010. A Deinonychus antirrhopus harapásnyomok leírása és a harapási erő becslései fogak behúzási szimulációival. Gerinces Paleontológiai folyóirat 30 (4): 1169-1177

Farke, A. A. 2004. Kürt használata Triceratopsban (Dinosauria: Ceratopsidae): viselkedési hipotézisek tesztelése méretarányos modellek segítségével. Palaeontologia Electronica. 7 (1): 1-10

Farke, A. A.; Wolff, E. D. S.; Tanke, D. H. 2009. A Triceratops elleni harc bizonyítéka. PLoS One 4 (1): E4252

Hayashi, S.; Carpenter, K.; Scheyer, T. M.; Watabe, M.; Suzuki, D. 2010. Az ankylosaur bőrpáncél funkciója és fejlődése. Acta Palaeontologica Polonica 55 (2): 213-228

Padian, K., and Horner, J. R. 2010. A bizarr struktúrák evolúciója a dinoszauruszokban: biomechanika, szexuális szelekció, társadalmi szelekció vagy Fajok felismerése? Zoológiai folyóirat (először online): 1-15