Claws, Jaws and Spikes: the Science of the Dinosaur Arsenal

van de zandbak naar het grote scherm stellen we ons graag dinosaurussen voor die elkaar scheuren. De tanden, hoorns, klauwen en spikes die hun skeletten sieren moeten toch een doel hebben gehad.sinds hun wetenschappelijke ontdekking in het begin van de 19e eeuw worden dinosauriërs vaak afgeschilderd als woeste wezens die vaak in dodelijke gevechten vastzitten. Beelden van een Triceratops naar beneden gericht op een Tyrannosaurus brengen zulke lang vervlogen confrontaties tot leven, maar dankzij een hoop nieuwe studies kunnen paleontologen veel meer doen dan alleen maar aanvallen en verdediging voorstellen in de prehistorische wereld.

dinosaurusbotten zijn wat overblijft van eens levende, ademende dieren, en door uiteenlopende wetenschappelijke technieken – van biomechanica tot bothistologie – geven paleontologen ons een ongekend beeld van het leven en de biologie van deze wezens.

sommige van deze bevindingen, zoals het vermogen van Tyrannosaurus om grote stukken vlees in de lucht te gooien alvorens erop te bijten, maken ze nog beangstigender, terwijl het idee dat de “wapens” van veel herbivore dinosaurussen meer werden gebruikt voor weergave dan voor verdediging, wetenschappers ertoe aanzet om na te denken over wat er is aangenomen over hun evolutie.

afbeelding: Tim Bekaert

Tyrannosaurus rex

al meer dan een eeuw lang vertegenwoordigt Tyrannosaurus rex de grootste en slechtste van de roofzuchtige dinosaurussen. Zijn tanden bezaaid kaken nog steeds inspireren een mix van angst en fascinatie in vele museumzalen, en er kan geen twijfel over bestaan dat deze top roofdier van de Noord-Amerikaanse krijt had een formidabele beet. Maar nieuw onderzoek toont aan dat het geheim van de kracht van Tyrannosaurus niet gevonden wordt in zijn kaken, maar in zijn nek.hoewel de kleine onderarmen van Tyrannosaurus en zijn naaste verwanten Gespierd waren en als vleeshaken hadden kunnen handelen bij het vangen van prooien, gebruikten deze dinosaurussen voornamelijk hun hoofd en nek om andere dinosaurussen te vangen en te doden. Inderdaad, de nek van Tyrannosaurus zou hebben moeten weerstaan aan de stress van worstelen met worstelende hadrosaurs en gehoornde dinosaurussen in aanvulling op de reguliere stammen van het dragen rond zo ‘ n enorme noggin.met behulp van littekens achtergelaten op het bot door spieraanhechtingen en de anatomie van levende vogels en krokodillen als gids, creëerden paleontologen Eric Snively van de Universiteit van Alberta en Anthony Russell van de Universiteit van Calgary in 2007 een digitale reconstructie van Tyrannosaurus om het bewegingsbereik en de spierkracht van de nek van de tiran te onderzoeken.hun reconstructie van de nekspieren van Tyrannosaurus toonde verrassend genoeg aan dat ze sterk genoeg waren om snel dat enorme hoofd naar de zijkant te zwaaien terwijl ze prooien aanvielen. Hij hoefde zich waarschijnlijk niet eens vast te klampen met zijn kleine voorpoten voor de eerste, verpletterende beet.nog indrukwekkender was dat Tyrannosaurus in staat zou zijn geweest zijn prooi naar boven te gooien om de kaakspieren een moment te geven om zich te ontspannen voordat hij dichtklapte om het voedsel te verplaatsen. Volgens de metingen van de wetenschappers, kan Tyrannosaurus een stuk vlees van 110 pond tot 16 voet in de lucht hebben gegooid. Deze bijzondere consumptiewijze, bekend als traagheidsvoeding, wordt gezien onder levende vogels en krokodillen.

afbeelding: Brett Booth

Tarbosaurus

ondanks het roofzuchtige vermogen van tyrannosaurussen, konden ze nogal kwetsbaar zijn met hun kaken wanneer ze dat wilden. Hoewel vaak gecast als willekeurige bonecrushers, tyrannosaurussen kon heel verstandig zijn met hun beten.

wetenschappers vonden onlangs bijtsporen op het bijna complete skelet van een grote Hadrosaurus (rechts), opgegraven in de gobi-woestijn, die waarschijnlijk door de oostelijke neef van Tyrannosaurus Tarbosaurus (boven) waren veroorzaakt. In een beetje fossiel forensisch onderzoek, paleontologen David Hone van het Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology in Beijing en Mahito Watabe Hayashibara Museum of Natural Sciences in Okayama, Japan vastgesteld dat de Hadrosaurus was dood en meestal begraven toen de Tarbosaurus gebeurde op het, met slechts een paar delen van zijn lichaam steken boven de grond.de Tarbosaurus gebruikte echter verschillende bijthoeken om de overgebleven spier van de linkerarm van de Hadrosaurus te verwijderen, waardoor een aantal krassen en putjes achterbleven. De resultaten verschijnen op 29 juni in het tijdschrift Acta Palaeontologica Polonica.

* Afbeeldingen: 1) Tarbosaurus/Matt Van Rooijen. 2) Close-up van bijtsporen op het distale uiteinde van het hadrosaurusbot uit de Maastrichtiaanse Bugin Tsav-plaats in Mongolië. Zwarte pijlen wijzen op diepe groeven die de cortex op het einde van het bot binnendringen. Witte pijlen geven diepe priksporen aan op het botoppervlak. / * David W. E. Hone.

Deinonychus

Deinonychus was klein vergeleken met de Tyrannosaurus rex, maar het was een heel ander soort predator. Het was een lid van een groep dinosauriërs genaamd dromaeosauriden die in de volksmond bekend staan als roofvogels. Met lange armen getipt met vingers met gebogen klauwen, een mond vol gekartelde tanden, en een sikkel-achtige klauw gedragen op een hyperuitbreidbare tweede teen, Deinonychus is klassiek afgebeeld als een grappler die zijn armen en benen gebruikt om grotere prooien neer te halen terwijl het handelen in een groep.

een recent teruggevonden skelet van de herbivore dinosaurus Tenontosaurus uit Wyoming vertoont verschillende soorten bijtsporen en werd gevonden omringd door tandfragmenten van Deinonychus.het leek onwaarschijnlijk dat Deinonychus in staat was om de zware bijtkrachten van andere roofzuchtige dinosauriërs met grote koppen en kleine voorpoten uit te oefenen, maar de schade aan het rechtervoorpoot van het skelet van de Tenontosaurus toonde aan dat Deinonychus inderdaad in staat was om een beet door te prikken.in een studie gepubliceerd op 4 juli in het Journal of Vertebrate Paleontology, gebruikten wetenschappers onder leiding van Paul Gignac van de Universiteit van Florida in Tallahassee latex om de gaatjes in te vullen om afgietsels van hun vorm te maken. Ze konden vaststellen dat de gaten waarschijnlijk gemaakt waren door een grote, volwassen Deinonychus die de voorpoot van Tenontosaurus in het voorste, rechter deel van zijn kaken vasthield.

om te onderzoeken welke druk nodig was om deze schade te veroorzaken, maakten de wetenschappers een replica van Deinonychus tand uit nikkel, die werd geperst in een reeks botten van koeienpoten. De paleontologen vonden dat er ongeveer 4100 Newton kracht nodig was om de kunstmatige Deinonychus tand in de koeienbotten te drijven, vergelijkbaar met de beet van hyena ‘ s en leeuwen. Ze schatten dat de achterkant van de kaak van de dinosaurus tot twee keer zoveel kracht had kunnen uitoefenen, vergelijkbaar met die van volwassen Amerikaanse alligators, en veel krachtiger dan eerder gedacht.

Images: 1) Dragerof Thecup / Wkimedia Commons. 2) John Conway/Wikimedia Commons.triceratops

dat tanden belangrijke onderdelen waren van het roofzuchtige dinosaurus arsenaal is duidelijk, maar de functie van de verschillende ornamenten die op veel herbivore dinosaurussen te zien zijn, is niet zo duidelijk. Neem de drie gezichtshoorns van de beroemde Triceratops. Ze zien er zeker uit als wapens die nuttig hadden kunnen zijn om een hongerige Tyrannosaurus af te schrikken, maar wetenschappers hebben ook de hypothese dat ze gebruikt zouden kunnen zijn voor display of zelfs gevecht met andere Triceratops.paleontoloog Andrew Farke, momenteel in het Raymond M. Alf Museum of Paleontology in Claremont, Californië, steunde deze laatste hypothese toen hij Schaalmodellen van Triceratops-schedels gebruikte om de verschillende “horn-locking posities” te achterhalen die mogelijk waren voor deze dinosaurussen tijdens confrontaties.

vorig jaar leidde hij een team dat de patronen bestudeerde van schade die werd waargenomen bij schedels van Triceratops. De schedels vertoonden hoge frequenties van schade aan het squamosale bot, dat het laterale deel van de kraag vormt, en de jukbeenderen, die net onder het oog uitsteken. De verwondingen zijn waarschijnlijk veroorzaakt door Triceratops die in een wedstrijd tegen elkaar gingen.

Images:1) Lukas Panzarin, Raymond M. Alf Museum of Paleontology*. 2) Eva Krocher/Wikimedia Commons*

Ankylosaurs

De ankylosaurs worden vaak genoemd de “gepantserde dinosaurussen” voor de dikke rijen van de benige osteoderms geregeld over hun lichaam. Deze osteodermen namen vele vormen aan, van afgeronde scutes tot enorme schouderpieken en staartknotsen. Maar in onderzoek gepubliceerd in juni in het tijdschrift Acta Palaeontologica Polonica paleontologen onder leiding van Shoji Hayaski van de Hokkaido Universiteit in Sapporo, Japan vond dat sommige van de pantser van deze dinosaurussen niet zo goed geschikt voor verdediging als eerder gedacht.Eén Ankylosaurus, Edmontonia (rechts en onder), had een aantal grote spikes die uitstaken over zijn nek en schouders, en de dichtheid van het bot dat de wetenschappers in zo ‘ n spik vonden, suggereert dat ze werden gebruikt voor verdediging. Maar toen de wetenschappers keken naar een soortgelijke spike uit de dinosaurus Gastonia (boven), vonden ze het bot was dunner en leek niet te hebben het soort versterking verwacht voor een wapen. En de bepantsering van de Ankylosaurus Saichania was ook relatief zwak. Hoewel de spikes en pantser van deze soorten een defensief voordeel kunnen hebben gehad, denken de wetenschappers dat ze waarschijnlijk belangrijker waren voor het competitieve aanstellen of identificeren van leden van dezelfde soort.

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. Paleontologen Kevin Padian van de Universiteit van Californië, Berkeley en Jack Horner van het Museum of the Rockies in Bozeman, Montana bespraken de diversiteit van vreemde dinosaurus ornamenten in juni in het Journal of Zoology en vonden dat veel van hen niet lijken te zijn geëvolueerd voor elke vorm van functionele rol.

als de primaire functie van hoorns onder de ceratopsische dinosaurussen bijvoorbeeld verdediging was, zou men verwachten dat de rangschikking van hoorns bij meerdere soorten gelijk zou zijn, omdat er waarschijnlijk optimale hoornregelingen zouden zijn geweest voor betrouwbare bescherming, en in de loop van de tijd zou zijn verbeterd. In plaats daarvan vertonen de dinosauriërs een rel van verschillende hoornarrangementen, van die van de beroemde Triceratops tot de onlangs beschreven en extra-stekelige Diabloceratops. Bovendien zijn verschillen tussen mannelijke en vrouwelijke dinosaurussen bijna onmogelijk te bepalen op basis van de grove anatomie alleen, dus het is onwaarschijnlijk dat de evolutie van dergelijke ornamenten voornamelijk werd gedreven door seksuele selectie.

de wetenschappers suggereren dat soortherkenning een belangrijke rol speelde in de evolutie van bizarre eigenschappen. Als dit het geval was, zou de evolutie verschillende vormen begunstigen, zodat soorten elkaar gemakkelijk konden herkennen in landschappen die bevolkt werden door vele andere dinosaurussen. Dit wil niet zeggen dat verdediging, seksuele vertoning of andere factoren de evolutie van deze eigenschappen helemaal niet beà nvloedden, maar dat we verder moeten kijken dan alleen functievragen om uit te leggen hoe de bizarre structuren van dinosaurussen evolueerden.

Afbeeldingen 1) Sauropelta. Jon Conway/Wikimedia Commons. 2) Ceratopsians. Nobu Tamura / Wikimedia Commons.

Brian Switek is de auteur van het komende boek Written in Stone, en een medewerker van Smithsonian.com ‘ s dinosaurus Tracking.

zie ook:

• 67 miljoen jaar oud Slangenfossiel gevonden etende babydinosaurussen
• gevederde dinosaurussen waren giftige roofdieren
• CT-Scans tonen aan dat Dinosaurusstaart een Botbreker was
• littekens onthullen hoe Triceratops vochten

Snively, E., and Russell, A. P. 2007. Craniocervicale voedingsdynamiek van Tyrannosaurus rex. Paleobiology 33 (4): 610-638

Hone, D. W. E., and Watabe, M. 2010. Nieuwe informatie over aaseters en selectief voedselgedrag bij tyrannosaurussen. Acta Palaeontologica Polonica (in press)

Gignac, P. M.; Makovicky, P. J.; Erickson, G. M.; Walsh, R. P. 2010. Een beschrijving van Deinonychus antirrhopus bijtsporen en schattingen van bijtkracht met behulp van tandindruk simulaties. Journal of Vertebrate Paleontology 30 (4): 1169-1177

Farke, A. A. 2004. Horn use in Triceratops (Dinosauria: Ceratopsidae): het testen van gedragshypothesen met behulp van schaalmodellen. Electronica Palaeontologia. 7 (1): 1-10

Farke, A. A.; Wolff, E. D. S.; Tanke, D. H. 2009. Bewijs van een gevecht in Triceratops. PLoS One 4 (1): E4252

Hayashi, S.; Carpenter, K.; Scheyer, T. M.; Watabe, M.; Suzuki, D. 2010. Functie en evolutie van ankylosaur dermal armor. Acta Palaeontologica Polonica 55 (2): 213-228

Padian, K., En Horner, J. R. 2010. De evolutie van’ bizarre structuren ‘ in dinosaurussen: biomechanica, seksuele selectie, sociale selectie, of soortherkenning? Tijdschrift voor Dierkunde (online eerst): 1-15