Neu beschriebene Arten kuppelköpfiger Dinosaurier trugen möglicherweise eine borstige Kopfbedeckung

Wenn Sie sich genügend Dinosaurierfossilien ansehen, werden Sie feststellen, dass ihre Schädel eine erstaunliche Vielfalt an Knochenornamenten aufweisen, die von den Hörnern des Triceratops und den Irokesen-ähnlichen Kämmen der Hadrosaurier bis zu den Beulen und Noppen auf dem Kopf des Tyrannosaurus Rex reichen.

Aber Paläontologen finden zunehmend Beweise dafür, dass Dinosaurier über noch aufwändigere Kopfornamente verfügten, die nicht in den fossilen Schädeln erhalten waren – Strukturen aus Keratin, dem Stoff, aus dem Fingernägel hergestellt wurden, die wahrscheinlich als visuelle Signale oder Semaphore für andere ihrer Art verwendet wurden.

Eine neu beschriebene Art kuppelköpfiger Dinosaurier – ein Pachycephalosaurier, der vor etwa 68 Millionen Jahren entstanden ist – ist das jüngste Beispiel. Pachycephalosaurier lebten in der Kreidezeit vor etwa 130 bis 66 Millionen Jahren und waren in der Regel kleine bis mittelgroße Pflanzenfresser. Sie waren zwischen 3 und 15 Fuß lang, gingen auf zwei Beinen und hatten einen langen, steifen Schwanz, um das Gleichgewicht zu halten.

Die neue Art basiert auf einem Teilschädel eines Pachycephalosauriers, einschließlich seiner bowlingkugelförmigen Kuppel, der 2011 in der Hell-Creek-Formation in Montana ausgegraben wurde. Dabei handelt es sich um Gesteinsschichten aus der Oberkreide, aus denen Paläontologen seit Jahrzehnten Dinosaurierfossilien sammeln.

Basierend auf CT-Scans und mikroskopischen Analysen von Schnitten durch die versteinerte Kuppel kamen die Paläontologen Mark Goodwin von der University of California, Berkeley, und John „Jack“ Horner von der Chapman University in Orange, Kalifornien, zu dem Schluss, dass der Schädel wahrscheinlich Borsten aus Keratin aufwies. erinnert an einen Pinselschnitt.

„Wir kennen die genaue Form dessen, was die Kuppel bedeckte, nicht, aber sie hatte diese vertikale Komponente, die wir als mit Keratin bedeckt interpretieren“, sagte Goodwin und bemerkte, dass eine borstige, flache Abdeckung „biologisch sinnvoll“ sei. Tiere verändern sich oder bestimmte Merkmale, insbesondere am Schädel, für mehrere Funktionen nutzen – sei es zur Darstellung oder für soziale und biologische Interaktionen mit visueller Kommunikation.“

„Ich würde vermuten, dass da oben etwas ziemlich Aufwendiges war“, sagte Horner, Dozent und Presidential Fellow bei Chapman, emeritierter Professor an der Montana State University in Bozeman und emeritierter Kurator am Museum of the Rockies.

Bemerkenswerterweise hatte der Schädel an der Spitze eine hässliche Furche, die verheilt war, was darauf hindeutet, dass der Kreatur einst ein schwerer Unfall widerfahren war, sie aber lange genug überlebt hatte, damit neues Knochengewebe in die Wunde hineinwachsen konnte.

„Wir sehen wahrscheinlich den ersten eindeutigen Beweis für ein Trauma im Kopf eines Pachycephalosauriers, wo der Knochen tatsächlich irgendwie aus der Kuppel herausgeschleudert wurde und im Laufe des Lebens teilweise verheilte“, sagte Goodwin, emeritierter stellvertretender Direktor und Paläontologe am UC Museum of Paleontology. „Wir wissen nicht, wie das verursacht wurde. Es könnte ein Kopfstoß gewesen sein – das bestreiten wir nicht.“

Goodwin und Horner warnen davor, dass diese Kopfläsion, die etwa einen halben Zoll tief ist, kein Beweis für die berühmte Hypothese ist, dass diese Dinosaurier im Rahmen ihrer sozialen Interaktion mit den Köpfen aneinander stießen – das kreidezeitliche Äquivalent der Art und Weise, wie Dickhornböcke heute mit den Köpfen zusammenstoßen. Vielmehr könnte die Verletzung durch einen Steinschlag oder eine zufällige Begegnung mit einem Baum oder einem anderen Dinosaurier verursacht worden sein.

„Das ist der erste Ort, an den jeder gehen möchte – lasst uns sie gemeinsam zum Absturz bringen. Und wissen Sie, wir sehen histologisch einfach keine Beweise dafür“, sagte Horner und bezog sich dabei auf detaillierte Studien des Gewebes unter der Kuppel, beide in in diesem Exemplar und in anderen Pachycephalosaurier-Schädeln. „Etwas traf den Kopf dieses Kerls und beschädigte ihn, und es war etwas ganz Schweres. Aber einen Abwehrmechanismus auf dem Kopf zu haben, ist keine gute Idee, für niemanden. Irgendwelche Merkmale, irgendwelche Ausstattungen, die wir auf den Köpfen finden.“ Ich glaube, die Dinosaurier sind alle zur Schau gestellt – es geht nur um die Zurschaustellung.“

Solche Verzierungen sind bei den Reptilien-Vorfahren der Dinosaurier und ihren Vogel-Nachkommen üblich; Sie werden sowohl dazu verwendet, Freunde anzulocken als auch Rivalen einzuschüchtern. Aber Horner und Goodwin argumentieren seit langem, dass die innere Struktur der Schädel von Pachycephalosauriern nicht gepolstert genug ist, um Kopfstöße ohne schwere Hirnschäden zu ermöglichen, und dass Kopfstöße eine Säugetiersache sind, die man bei Reptilien oder Vögeln selten sieht. Insbesondere fehlt es den Schädeln von Pachycephalosauriern an Spezialisierungen, etwa einer pneumatischen Kammer über der Hirnschale, wie sie bei Dickhornschafen zu finden ist, oder anderen Merkmalen, die bei Säugetieren vorhanden sind, die heftig mit dem Kopf anstoßen.

„Ich sehe keinen Grund, Dinosaurier in Säugetiere zu verwandeln, anstatt einfach herauszufinden, was sie als vogelähnliche Reptilien tun könnten“, sagte Horner.

Horner, Goodwin und David Evans von der University of Toronto und dem Royal Ontario Museum in Kanada veröffentlichten ihre Beschreibung des neuen Pachycephalosauriers letzten Monat im Zeitschrift für Wirbeltierpaläontologie. Das Team nannte die neue Art Platytholus clemensi nach dem verstorbenen Paläontologen William Clemens von der UC Berkeley, der viele Fossilien – insbesondere Säugetierfossilien – in derselben Hell-Creek-Formation sammelte, in der die neue Art gefunden wurde.

„Eine Bowlingkugel im Fossilienbestand“

Laut Horner und Goodwin sind Pachycephalosaurier-Schädel in vielen Dinosaurierbetten recht häufig, allerdings etwas seltener in der Hell-Creek-Formation, die aus der späten Kreidezeit stammt, einige Millionen Jahre vor dem Asteroiden- oder Kometeneinschlag, der den Vorhang für Dinosaurier senkte und veränderte den Verlauf des Lebens auf der Erde. Ein Hauptgrund für die Allgegenwart der Schädel ist die große knöcherne Kuppel.

„Denken Sie bei Pachycephalosauriern an eine Bowlingkugel im Fossilienbestand“, sagte Goodwin. „Ihre Schädel rollen herum, werden vergraben, und wenn sie an der Oberfläche freiliegen, sind sie sehr robust, so dass sie dort draußen einer Menge Witterungseinflüssen und Erosion standhalten können. Mehr als einmal sind Menschen den ganzen Sommer über über ein Gebiet gelaufen und haben es entdeckt.“ Was sie dachten, es sei nur ein Stein, weil es wie ein Gletscherpflaster aussieht, entpuppte sich als wirklich schöne Kuppel.

Obwohl Goodwin und Horner in den letzten 45 bis 50 Jahren viele andere Fossilien aus der Hell-Creek-Formation ausgegraben haben, darunter Knochen von Triceratops, T. Rex und Entenschnabel-Hadrosauriern, haben sie ein besonderes Interesse an Pachycephalosauriern – sowohl an ihrer Evolution als auch an ihrer Entwicklung als Jungtier zum Erwachsenen. Sie haben viele Schädel durchschnitten, um zu untersuchen, wie sie sich im Laufe der Zeit verändern, und um die Theorie zu testen, dass die Kreaturen ihre Köpfe aneinander stießen oder zumindest, dass die Männchen dies taten.

Ihr Fazit: Basierend auf der Knochenstruktur gibt es keine Hinweise darauf, dass der Schädel oder Hals einem Kopf-an-Kopf-Aufprall standhalten könnte. Der neu beschriebene Teilschädel, der nicht zusammen mit anderen Teilen des Skeletts gefunden wurde, weist auch eine Knochenstruktur auf, die nicht mit einem Kopfstoß vereinbar ist.

Weil die Schädelknochen nicht wie Exemplare einer der beiden anderen Arten jugendlicher, subadulter oder erwachsener Pachycephalosaurier aussahen, die etwa zur gleichen Zeit in der Gegend lebten – Pachycephalosaurus selbst, nach dem diese Dinosaurier benannt sind, und Sphaerotholus – der Paläontologen klassifizierten das Tier als neue Gattung und Art, Platytholus clemensi.

Der Schädel wies Merkmale auf, die die Paläontologen bei anderen Pachycephalosauriern, einschließlich Sphaerotholus, beobachtet hatten: Blutgefäße im Schädel, die abrupt an der Oberfläche der Kuppel endeten, was darauf hindeutet, dass das Blut ursprünglich Gewebe speiste, das oben auf der Kuppel saß. Wäre diese Hülle eine Hülle aus Keratin, hätten sich die Blutgefäße ausgebreitet und entlang der gewölbten Oberfläche Vertiefungen oder Rillen hinterlassen, wie man sie beispielsweise unter den Schnäbeln von Vögeln oder auf den Schädeln von Triceratops und anderen Ceratopsiern oder gehörnten Dinosauriern sieht. Aber die Gefäße standen senkrecht zur Oberfläche, als würden sie eine vertikale Struktur speisen.

„Was wir sehen, sind diese vertikalen Kanäle, die an die Oberfläche kommen, was darauf hindeutet, dass sich möglicherweise Keratin oben befindet, aber es ist vertikal ausgerichtet“, sagte Horner. „Ich glaube, diese Pachycephalosaurier hatten etwas auf ihrem Kopf, von dem wir nichts wissen. Ich glaube nicht, dass es nur Kuppeln waren. Ich glaube, dass es auf ihrem Kopf eine kunstvolle Darstellung gab.“

Goodwin stellte fest, dass sich die Form der gewölbten Köpfe von Pachycephalosauriern mit zunehmender Reife der Tiere veränderte und mit zunehmendem Erwachsenenalter markanter und kunstvoller wurde. Auch das würde darauf hindeuten, dass sie zur sexuellen Zurschaustellung und zum Werben verwendet wurden, obwohl sie möglicherweise dazu verwendet wurden, männlichen Rivalen die Flanken und nicht die Köpfe anzustoßen. Er vermutet, dass Dinosaurier das Geschlecht wahrscheinlich anhand der Farbe unterschieden, ebenso wie die meisten modernen Vögel wie Kasuare, Pfauen und Tukane, die zur visuellen Kommunikation leuchtende Hautfarben um Gesicht und Kopf haben.

„Es liegt nahe, anzunehmen, dass die Abdeckung der Kuppel möglicherweise auch leuchtend gefärbt war oder saisonalen Farbveränderungen unterlag“, sagte er.

Die Paläontologen erstellen CT-Scans und führen eine Dünnschnitthistologie anderer Kuppeln von Pachycephalosauriern durch, um festzustellen, ob andere Dinosaurier mit Kuppelköpfen möglicherweise zusätzlich zu den bekannten Beulen, Knoten und Hörnern eine aufwendige vertikale Kopfbedeckung gezeigt haben.

„Die Kombination aus Schädelhistologie nach Dünnschnitten des Schädels und CT-Scans lieferte uns einen viel umfangreicheren Datenbestand und bildete eine Grundlage für unsere Hypothese, dass sich über der Kuppel eine Keratinschicht befand“, sagte Goodwin. „Wir wissen, dass die Kuppel mit etwas bedeckt war, und wir stellen zumindest bei diesem Taxon die Hypothese auf, dass sie eine vertikale Strukturkomponente hatte, im Gegensatz zu Triceratops, T. Rex und anderen Dinosauriern, deren harte Haut oder Keratin den Knochen eng bedeckte.“ .“

Goodwin und Horner benannten die neue Art nach Clemens, weil beide im Laufe der vielen Sommer, in denen sie Montana auf der Suche nach Fossilien aus der Kreidezeit erkundeten, enge Beziehungen zu ihm entwickelten und manchmal Seite an Seite auf dem Feld arbeiteten.

„Bill Clemens war eine sehr wichtige Person in Marks Leben, aber er war vielleicht wichtiger in meinem Leben, weil er 1978 die Person war, die sagte: ‚Weißt du, Jack, da ist diese Frau in Bynum, Montana, die … „Sie hat einen großen Dinosaurier gefunden und muss identifiziert werden“, sagte Horner. Als er und sein Kollege Bob Makela den Steinladen der Frau besichtigten, sagte Horner, fragte sie auch nach ein paar kleineren Fossilien in ihrem Laden, bei denen es sich um „die ersten auf der Welt gefundenen Baby-Dinosaurierknochen“ handelte.

Diese Entdeckung lieferte den ersten klaren Beweis dafür, dass einige Dinosaurier sich um ihre Jungen kümmerten, und veranlasste Horner, mehrere Bücher über die Familienstruktur von Entenschnabeldinosauriern zu schreiben, darunter „Digging Dinosaurs“ im Jahr 1988 und eine Fortsetzung, „Dinosaur Lives: Unearthing an Evolutionary Saga“. 1997. Er schrieb auch mehrere Kinderbücher, darunter „Maia: A Dinosaur Grows Up“ aus dem Jahr 1995 über ein Entenschnabelbaby der Art Horner namens Maiasaura und die Fortsetzung aus dem Jahr 2023 „Lily and Maia…a Dinosaur Adventure“. “

„Ich schulde Bill Clemens großen Dank dafür, dass er mich auf diese kleine Reise geschickt hat“, sagte Horner.