Sauropodni dinosauri - najveće kopnene životinje svih vremena - težile su do 80-100 tona i dosezale su duljinu od 40-50 metara. Rezimirajući sve dostupne podatke, paleontolozi su imenovali pet glavnih čimbenika koji su omogućili razvoj gigantizma kod sauropoda: odbijanje žvakanja hrane, brza reprodukcija polaganjem mnogih malih jajašaca, brz rast, savršen respiratorni sustav i smanjenje stope metabolizma u odraslih životinja u usporedbi s mladima
Znanstveni časopis objavio je članak paleontologa Martina Sandera sa Sveučilišta u Bonnu i Marcusa Claussa sa Sveučilišta u Zürichu, u kojem autori rezimiraju rezultate dugogodišnjeg proučavanja džinovskih dinosaura sauropoda. Ove su životinje u odnosu na masu bile veličine veće od najvećih kopnenih sisavaca, kao i predstavnici drugih skupina dinosaura (theropods i ornithischidi).
Sauropodi su se pojavili na kraju trijaznog razdoblja (prije oko 210 milijuna godina). Do danas su paleontolozi opisali oko 120 rodova sauropoda. Ovi biljojedi divovi dominirali su u mnogim zemaljskim ekosustavima od srednjeg jura do kraja krede, dakle oko 100 milijuna godina - dvostruko duže od doba visokih biljojedih sisavaca. Dakle, sauropodi su bili vrlo uspješna i uspješna skupina, uopće "evolucijska greška".
Sasvim prirodno, znanstvenike, kao i širu javnost, zanima pitanje: zašto su sauropodi postali toliko ogromni?
Gigantizam sauropoda nije moguće objasniti bilo kakvim vanjskim razlozima, mada su takvi pokušaji učinjeni više puta. Na primjer, pokušali su pronaći povezanost između evolucijske dinamike veličine sauropoda i takvih čimbenika kao što su koncentracija kisika i ugljičnog dioksida u atmosferi, promjene klime, razine mora i kopna - i u svim se slučajevima pokazalo da nema značajnih korelacija. Na osnovu toga autori zaključuju da ključ misterije gigantizma sauropoda mora tražiti u njihovoj biologiji.
Dijagram koji prikazuje odnos između primitivnih i naprednih karakteristika u najvećim biljojedivim životinjama: sisavcima, sauropodima, ornitiskim dinosaurima i modernim gmazovima. S lijeva na desno: sisavci (afrički slon, žirafa, fosilni nosorog indricotherium), sauropodi (Argentinosaurus, Brachiosaurus), ornithis dinosauri (Shantungosaurus, Triceratops), divovska kornjača Galapagos. Lik: iz raspravljenog članka u Scienceu
Promotivni video:
Struktura zuba, usta i vrata kod sauropoda prilično je raznolika, što ukazuje na to da nisu jednom i zauvijek imali uspostavljenu prehranu (premda su svi nesumnjivo jeli samo biljnu hranu). Međutim, svi sauropodi imaju jednu primitivnu osobinu koja ih oštro razlikuje od ostalih velikih fitofaga - sisavaca i ornithischis dinosaura. Sauropodi nikada nisu žvakali hranu: zubi i čeljusti bili su mali i potpuno neprikladni za žvakanje. Oni također nisu imali običaj gutati kamenje kako bi uz njihovu pomoć brusili progutanu vegetaciju u želucu, kao što su to radili neki drugi dinosauri i ptice. Očigledno, izostanak žvakaćeg aparata nadoknađen je činjenicom da je probavni trakt sauropoda, zbog njihove monstruozne veličine, vrlo dug, tako da je čak i neškrita hrana imala vremena probaviti u njemu.
Izbjegavanje žvakanja hrane omogućilo je da glava sauropoda ostane mala, što je zauzvrat omogućilo razvoj vrlo dugog vrata, zahvaljujući kojem bi sauropodi bez napora mogli doći do izvora hrane nedostupnih drugim životinjama. Pretpostavlja se da bi se dugi vrat mogao koristiti i za privlačenje seksualnih partnera; možda su se muški sauropodi borili vratima poput modernih žirafa. U ovom je slučaju seksualni odabir trebao pridonijeti produljenju vrata.
Suprotno tome, većina velikih biljojedih sisavaca i ornističkih dinosaura razvili su vrlo snažne zube, čeljusti i žvakaće mišiće, što je rezultiralo dramatičnim povećanjem veličine glave. Time su nametnuta značajna ograničenja za prihvatljivu duljinu vrata.
Velike veličine tijela uzrokuju niz fizioloških problema, od kojih je najvažniji problem pregrijavanja. Uz to, prisutnost dugog vrata otežava ulazak svježeg zraka u pluća (morate udahnuti vrlo duboko kako ne bi zrak koji je ostao u dugom dušniku nakon prethodnog izdisaja ušao u pluća). Čini se da su sauropodi oba ova problema riješili razvijanjem vrlo sofisticiranog i sofisticiranog sustava "zračnih vreća".
Zračni sakeri, najvjerojatnije, pojavili su se kod zajedničkih predaka svih dinosaura poput guštera, tj. Sauropoda i mesoždera teropoda, a od potonjeg su ih naslijedile ptice. U ptica, zahvaljujući vrećicama zraka povezanim s plućima složenim sustavom cijevi i ventila, svježi zrak se kroz pluća provodi i pri udisanju i izdisaju. Osim što intenziviraju disanje, vrećice sa zrakom pružaju učinkovito hlađenje tijela. Činjenica da su dinosauri poput guštera imali i vrećice iz zraka dokazuju rezultati proučavanja njihovih kostiju (mnogi zračni vreći prodiru u kosti ili ostavljaju karakteristične tragove na njima). Za najnovije informacije o zračnim vrećama u dinosaurima pogledajte nedavno objavljeni članak: Sereno PC, Martinez RN, Wilson JA, Varricchio DJ, Alcober OA, et al.(2008) Dokazi za ptičje intratorakalne zračne vrećice u novom grabežljivom dinosauru iz Argentine // PLOS ONE 3 (9): e3303.
Da bi gigantska veličina bila od stvarne koristi sauropodima i da bi ih mogla podržati selekcija, sauropodi su morali rasti što brže. Ako se životinja već oslanjala na gigantizam - kako bi se zaštitila od grabežljivaca ili pristupila krošnjama visokih stabala - to znači da to što je mala nije profitabilna i razdoblje djetinjstva mora proći što je prije moguće. U međuvremenu, sauropodi su morali povećati svoju masu za 100.000 puta kako bi dostigli svoju maksimalnu veličinu - rekordna brojka za gmazove, a da ne spominjemo ptice i sisavce (izduženo tele je težilo samo nekoliko kilograma, a odrasla osoba, otvrdnutog dinosaura mnogo desetaka tona). Histološka analiza kosti sauropoda općenito potvrđuje pretpostavku brzog rasta, iako ovi podaci nisu posve nedvosmisleni. Očito su sauropodi u drugoj dostigli spolnu zrelost,a maksimalna veličina - u trećem desetljeću.
Takav brzi rast moguć je samo pod uvjetom vrlo intenzivnog metabolizma - isti kao u modernih ptica i sisavaca. Međutim, ako metabolička stopa u odraslim sauropodima ostane tako visoka, oni bi se neminovno pregrijavali i nijedna količina vrećica iz zraka ne bi ih mogla spasiti. Pored toga, trebala bi im potpuno nezamisliva količina hrane. Autori vide samo jedan izlaz iz ove suprotnosti: očito je stopa metabolizma kod sauropoda bila visoka u mladosti i značajno opadala s godinama. Nažalost, paleontolozi još nemaju izravne podatke o metaboličkoj stopi sauropoda.
Svi dinosauri su poznati kao oviparovi. Njihovi mladunci rođeni su mali i nezaštićeni, ali bilo ih je mnogo. Suprotno tome, veliki biljojedi sisavci rađaju velike i dobro zaštićene mlade, ali u vrlo malom broju. Zbog toga razvoj gigantizma kod sisavaca naglo povećava vjerojatnost izumiranja vrste: što je životinja veća, to manje mladunaca proizvodi i dulje je potrebno za obnavljanje populacije nakon privremenog opadanja. Sauropodi nisu bili ograničeni tim ograničenjem: gigantizam u njima nije doveo do smanjenja plodnosti, a veličina populacije mogla bi vrlo brzo rasti u povoljnim uvjetima.
Prema tome, prema autorima, gigantizam u sauropodima postao je moguć zbog posebne kombinacije primitivnih i naprednih karakteristika. Primitivne osobine koje su pridonijele gigantizmu jesu nemogućnost žvakanja hrane i odlaganja jaja; uznapredovao - brz rast, savršen dišni sustav i brzina metabolizma mijenjaju se s godinama.