Wie hat Tyrannosaurus rex seine Nahrung gefangen? Wenn man sich den versteinerten Schädel von T. rex ansieht, mag die Antwort offensichtlich erscheinen: monströse Kiefer und scharfe Zähne, die eine Beißkraft von mehreren Tonnen liefern können.
Aber Tyrannosaurier haben mehr als nur ihre Köpfe benutzt, um Beute zu fangen, so ein Forscherteam, darunter der Wirbeltierpaläontologe Thomas R. Holtz Jr. von der University of Maryland. Ihre Studie, die diese Woche in veröffentlicht wurde Wirbeltier Anatomie Morphologie Paläontologieenthüllte, dass Tyrannosaurier einzigartige Bänder hatten, die ihre Füße überladen und es ihnen ermöglichten, sich schnell über große Entfernungen zu bewegen.
„Die Menschen fühlen sich seit langem von der unglaublichen Kraft und den lächerlich kleinen Armen des Tyrannosaurus rex und seiner Art angezogen, aber die Beine – und insbesondere die Füße – der Tyrannen-Dinosaurier waren auch hochspezialisiert“, sagte Holtz, einer der Hauptdozenten an der UMD-Abteilung für Geologie. „Diese neue Studie hilft zu zeigen, dass Tyrannosaurier selbst auf mikroskopischer Ebene sowohl für Langstreckenläufe als auch für schnelle Beschleunigung geeignet waren.“
Tyrannosaurier hatten proportional längere Füße als alle anderen großen fleischfressenden Dinosaurier, aber die Einzigartigkeit ihrer Füße hörte nicht bei ihren langen Schritten auf. Der große Mittelknochen ihres Fußes ist von vorne oder im Querschnitt betrachtet dreieckig und verjüngt sich zu einem schmalen Knöchel – ein Merkmal, das Holtz in den 1990er Jahren „Arctometatarsus“ nannte.
Frühere Studien von Holtz, Eric Snively von der Oklahoma State University und anderen Forschern haben gezeigt, dass ein langer Arktometatarsus eine relativ schnelle Vorwärtsbewegung ermöglicht, aber der Grund für diese ungewöhnliche Form blieb ein Rätsel.
Neue Forschungen von Holtz, Snively und Co-Autoren testeten die Hypothese, dass große Bänder die Fußsohlen von Tyrannosauriern in der Nähe der Zehen auf eine Weise stärkten, die unter großen Dinosauriern einzigartig gewesen wäre und bei keinem modernen Tier vorhanden wäre.
Der Forscher Anthony Russell von der University of Calgary zeigte für die Studie, dass der Zug an Bändern und Sehnen dazu führen kann, dass die Knochen von Tyrannosauriern extrudieren und raue, wellige Oberflächen auf dem Knochen hinterlassen. Snively identifizierte raue Oberflächen in Tyrannosaurier-Fossilien, aber es blieb möglich, dass unversteinerter Knorpel oder schnelles Wachstum für das raue Gelände verantwortlich sein könnten.
Die Hauptautorin Lara Surring von Alberta Health Services erkannte, dass Forscher auf Bänder testen konnten, indem sie ein Rasterelektronenmikroskop (SEM) auf den rauen Oberflächen trainierten, wo sich Knochen beim Tyrannosaurier Gorgosaurus berühren. Die Autoren extrahierten dann dünne, durchscheinende Schnitte von Mittelfußknochen von einem Tyrannosaurier und einem „Kontroll“-Dinosaurier, dem kleinen Fleischfresser Coelophysis.
SEM zeigte Vertiefungen in der rauen Knochenoberfläche, was zu engen Bandbefestigungen bei modernen Tieren passt. Die innere Knochenstruktur des Tyrannosauriers zeigte mineralisierte Bänder, die die Sehnen im Knochen verankerten. Der Coelophysis fehlten solche starken Bindungen.
Forscher entdeckten noch mehr Bandbefestigungen, die den Fuß sowohl äußerlich als auch innerlich zusammenhielten. Die Methoden der Autoren ermöglichten es ihnen auch, das Vorhandensein von Weichteilen in fossilen Tieren wie Tyrannosauriern rigoros zu testen. Weichteile wie Bänder und Sehnen sind entscheidend für die Funktion des Skeletts, aber sie sind selten in Fossilien erhalten. Das Auffinden von Beweisen für diese Gewebe hilft zu verstehen, wie diese alten Tiere als Lebewesen funktionierten.
„Wenn die äußere und innere Mikroskopie seine verblichenen Weichteile enthüllt, wird ein kleiner Schritt für einen Tyrannosaurier zu einem bescheidenen Sprung zum Verständnis einer lebendigen Vergangenheit“, sagte Snively.
Abgesehen von der Beantwortung einer seit langem bestehenden Frage sind die Feinheiten der Tyrannosaurierfüße auch für die menschliche Gesundheit relevant. Menschen gehören heute zu den besten Langstreckengehern und -läufern aller Tiere, aber Bänder- und Sehnenverletzungen sind weit verbreitet und machen schätzungsweise 30-50 % der Sportverletzungen aus.
Überanstrengung kann Sehnen und Bänder reißen, daher kann das Verständnis, wie diese Strukturen an Knochen haften – selbst bei ausgestorbenen Tieren wie Dinosauriern – Menschen helfen, solche Verletzungen zu vermeiden.
„Wir hoffen, dass das Lernen, wie Tyrannosaurier Skelettanpassungen vorgenommen haben, um an den Grenzen der Tiergröße funktionsfähig zu bleiben, uns letztendlich helfen wird, menschliche Skelette nach Verletzungen oder Alterung zu bewerten und zu verbessern“, sagte Surring. „Diese Forschung ist ein weiterer Schritt in diese Richtung.“
Mehr Informationen:
Lara Surring et al., Übereinstimmende Beweise bestätigen expansive stabilisierende Bänder im Fuß des Tyrannosauriers, Wirbeltier Anatomie Morphologie Paläontologie (2022). DOI: 10.18435/vamp29387