Brasilianisches Fossil liefert frühesten Beweis für evolutionäre Merkmale, die es Dinosauriern ermöglichten, Riesen zu werden

Gerade wurde das fehlende Bindeglied zwischen den frühesten Dinosauriern, deren Größe zwischen wenigen Zentimetern und höchstens drei Metern Länge lag, und neueren Riesen gefunden, die mehr als doppelt so lang wie ein Bus sein konnten und bei der Bevölkerung eine große Anziehungskraft ausübten Vorstellung.

Macrocollum itaquii, vor 225 Millionen Jahren in der heutigen Agudo, einer Stadt im Bundesstaat Rio Grande do Sul, Südbrasilien, begraben, ist der älteste bisher untersuchte Dinosaurier mit Strukturen, die Luftsäcke genannt werden.

Diese Knochenhöhlen, die auch heute noch bei Vögeln vorhanden sind, ermöglichten es den Dinosauriern, mehr Sauerstoff aufzunehmen, ihren Körper kühl zu halten und den rauen Bedingungen ihrer Zeit standzuhalten. Sie halfen auch einigen, Riesen zu werden: Tyrannosaurus rex und Brachiosaurus zum Beispiel.

Ein Artikel über die Studie, die zu der Entdeckung führte, ist in veröffentlicht Die anatomische Aufzeichnung Tagebuch. Zwei der Autoren sind Forscher an der State University of Campinas (UNICAMP) im Bundesstaat São Paulo.

„Luftsäcke machten ihre Knochen weniger dicht und ermöglichten ihnen ein Wachstum auf mehr als 30 Meter Länge“, sagte Tito Aureliano, Erstautor des Artikels. Die Studie wurde im Rahmen seiner Doktorarbeit durchgeführt. Forschung am Institut für Geowissenschaften (IG-UNICAMP).

„M. itaquii war mit einer Länge von etwa 3 Metern der größte Dinosaurier seiner Zeit. Einige Millionen Jahre zuvor waren die größten Dinosaurier etwa 1 Meter lang. Luftsäcke haben diese Größenzunahme sicherlich erleichtert“, fügte Aureliano hinzu.

Die Studie war eine Phase des Projekts.Taphonomische Landschaften„Taphonomie ist die Untersuchung, wie Organismen zerfallen und versteinern oder in den paläontologischen Aufzeichnungen erhalten bleiben.

Die Hauptforscherin für dieses Projekt war Fresia Ricardi-Branco, vorletzte Autorin des Artikels und Professorin am IG-UNICAMP.

„Dies war einer der ersten Dinosaurier, die in der Trias-Zeit auf der Erde wandelten“, sagte sie. „Die Anpassung der Luftsäcke ermöglichte es ihnen, in dieser Zeit und später im Jura und in der Kreidezeit zu wachsen und dem Klima zu widerstehen. Luftsäcke verschafften den Dinosauriern einen evolutionären Vorteil gegenüber anderen Gruppen, wie zum Beispiel Säugetieren, und sie konnten sich schneller diversifizieren.“

In einer früheren Studie zeigte die Gruppe, dass die frühesten bisher gefundenen Fossilien keine Luftsäcke aufwiesen, was ihr Fehlen als Zeichen dafür interpretierte, dass sich dieses Merkmal mindestens dreimal unabhängig voneinander entwickelt hat.

M. itaquii war ein Zweibeiner, ein Sauropodomorph und ein Vorfahre der riesigen Vierbeiner mit einem kleinen Kopf und einem Hals, der mindestens so lang wie der Rumpf war.

Nichtlineare Evolution

Bis zur Entdeckung von Luftsäcken bei M. itaquii war bekannt, dass diese Wirbelhöhlen entweder aus Kamera- oder Kamellatengewebe bestehen, wobei sich ersteres auf Hohlräume bezieht, die durch Mikrotomographie beobachtet wurden, und letzteres auf schwammigen Knochen. Den Autoren zufolge fanden sie in diesem Fall „innere pneumatische Kammern“, bei denen es sich „weder um Camerate noch um Camellate handelt, sondern um einen neuen Gewebetyp mit einer Zwischentextur“. Sie schlagen vor, die neuen Strukturen „Protokameras“ zu nennen, da sie „nicht groß genug sind, um als Kameras betrachtet zu werden, aber im Inneren auch eine Kamellananordnung aufweisen“.

„Die bisher am weitesten verbreitete Hypothese war, dass die Luftsäcke als Camerae begannen und sich zu Camellae entwickelten. Unser Vorschlag, basierend auf dem, was wir in diesem Exemplar beobachtet haben, ist, dass diese andere Form zuerst existierte“, sagte Aureliano.

Die Wirbel, in denen die Luftsäcke gefunden wurden, verändern auch das, was über die Entwicklung dieser Strukturen bekannt ist. Basierend auf den zuvor analysierten Fossilien schlugen andere Forschungsgruppen vor, dass Luftsäcke zuerst in der Bauchregion auftraten und erst im frühen Jura (vor 190 Millionen Jahren), also lange nach der Zeit, in der M. itaquii lebte, in der Halsregion auftauchten lebte. Hier fanden die Autoren jedoch deutliche Hinweise auf Luftsäcke im Hals- und Rückenbereich, ohne Hinweise auf Strukturen im Bauchbereich.

„Es ist, als hätte die Evolution verschiedene Experimente durchgeführt, bis sie zum endgültigen System gelangte, in dem Luftsäcke vom Halsbereich bis zum Schwanz verlaufen. Es war kein linearer Prozess“, sagte Aureliano.