Hohle Knochen, die Dinosaurier zu Riesen werden ließen, haben sich mindestens dreimal unabhängig voneinander entwickelt, zeigt eine Studie

Dinosaurier so groß wie Busse oder fünfstöckige Gebäude wären nicht möglich, wenn ihre Knochen so dicht und schwer wären wie unsere. Wie heutige Vögel hatten Dinosaurier hohle Knochen mit inneren Strukturen, die als Luftsäcke bekannt sind, was ihre Skelette leichter und weniger dicht machte. Diese Strukturen waren anscheinend so vorteilhaft, dass sie mindestens dreimal während der Evolution von Dinosauriern und Pterosauriern (fliegenden Reptilien) entstanden sind, laut einer Studie, die in beschrieben wird Wissenschaftliche Berichte.

„Knochen mit geringerer Dichte, die mehr Luft enthalten, gaben den Dinosauriern und Flugsauriern [and still give birds] mehr Sauerstoff zirkuliert in ihrem Blut, sowie mehr Beweglichkeit zu jagen, zu fliehen und zu kämpfen oder sogar zu fliegen. Sie verbrauchten nicht nur weniger Energie, sondern hielten ihren Körper auch effizienter kühl“, sagte Tito Aureliano, Erstautor des Artikels. Die Studie war Teil seiner Doktorarbeit am Institut für Geowissenschaften (IG-UNICAMP) der Staatlichen Universität von Campinas ).

Aureliano analysierte versteinerte Knochen von drei brasilianischen Arten aus der späten Trias (vor etwa 233 Millionen Jahren), der Zeit, in der die Dinosaurier auftauchten. Alle Knochen wurden in den vergangenen Jahrzehnten in Rio Grande do Sul, Brasiliens südlichstem Bundesstaat, gefunden.

Detailliertes Wissen über Exemplare, die zu verschiedenen Gruppen gehören und aus einem frühen Stadium ihrer Evolution stammen, bietet eine Grundlage für das Verständnis, wann bestimmte Merkmale entwickelt wurden. In diesem Fall suchten die Forscher nach Anzeichen für das Vorhandensein von Luftsäcken, die bei geologisch jüngeren (und besser untersuchten) Arten wie Tyrannosaurus oder Velociraptoren alltäglich waren und, wie bereits erwähnt, bei heutigen Vögeln zu finden sind. Luftsäcke befinden sich in Knochen im ganzen Körper neben der Wirbelsäule.

Computertomographie wurde verwendet, um die inneren Strukturen der Fossilien sichtbar zu machen. Kleine Räume in den Wirbeln wurden als Foramina für Venen, Arterien und Knochenmark identifiziert, und Befestigungspunkte für Muskeln und Sehnen waren zu sehen, aber keiner schien in der Lage zu sein, als pneumatische Kammern zu dienen, durch die kontinuierlich Luft hätte strömen können.

„Die Trias war sehr warm und trocken. Das heutige Rio Grande do Sul lag weit entfernt vom Meer im Herzen des Superkontinents Pangäa. In diesem Zusammenhang würde mehr im Blut zirkulierender Sauerstoff den Körper effizienter kühlen und wäre sicherlich ein willkommener Vorteil , so sehr, dass es sich mindestens dreimal unabhängig voneinander entwickelt hat“, sagte Fresia Ricardi-Branco, vorletzte Autorin des Artikels, Professorin am IG-UNICAMP.

Pneumatik

Die analysierten Fossilien wurden zwischen 2011 und 2019 von Forschern der Federal University of Santa Maria (UFSM) in einem als Quarta Colonia bekannten Gebiet in der Nähe von Santa Maria in Rio Grande do Sul gefunden. Einige dieser Forscher sind Co-Autoren des Artikels.

Die Fossilien gehörten zu drei Arten: Buriolestes schultzi, Pampadromaeus barberenai und Gnathovorax cabreirai. Die ersten beiden waren Sauropodomorphe, die Gruppe langhalsiger Dinosaurier, die zu den größten Tieren auf dem Planeten wurden. Der dritte war ein Herrerasaurid, einer der frühesten fleischfressenden Dinosaurier. Die Linie erlosch kurz nach der Zeit, in der dieses Exemplar lebte.

Eine 2021 veröffentlichte Studie von Forschern aus Südafrika, dem Vereinigten Königreich, den Vereinigten Staaten und Kanada hatte bereits gezeigt, dass einer anderen Dinosaurierlinie, den Ornithischianern, ebenfalls Strukturen fehlten, die Luftsäcke hätten beherbergen können. Diese Dinosaurierordnung entstand wahrscheinlich später im Jura (vor 201 Millionen bis 145 Millionen Jahren) und umfasste den beliebten Triceratops.

Die an Ornithischianern, Herrerasauriden und Sauropoden gesammelten Daten zeigten, dass sich Luftsäcke in jeder Gruppe unabhängig voneinander entwickelten. „Wir entdeckten, dass kein gemeinsamer Vorfahre dieses Merkmal hatte. Alle drei Gruppen müssen unabhängig voneinander Luftsäcke entwickelt haben“, sagte Aureliano.

Die anderen Gruppen, die Luftsäcke hatten, waren die Flugsaurier (einschließlich Pterodaktylen) und die Theropoden (einschließlich Tyrannosaurier und Velociraptoren sowie rezente Vögel). Obwohl sie von B. schultzi und P. barberenai abstammen, entwickelten sich Hohlknochen in der langhalsigen Linie erst später. Wann genau, ist noch nicht bekannt.

„Die ältesten Dinosaurier der Welt befinden sich in Südamerika und wurden erst in den letzten zwei Jahrzehnten entdeckt“, sagte Ricardi-Branco. „Es muss mehr Forschung dieser Art betrieben werden, um zu zeigen, wie die vorherrschenden Organismen dieser Zeit mit einem viel wärmeren Klima als unserem fertig wurden.“