Sauropod-dinosaurer - tidenes største landdyr - vejes op til 80-100 tons og nåede 40-50 meter i længden. Sammenfattende af alle tilgængelige data udpegede paleontologer fem hovedfaktorer, der gjorde det muligt at udvikle gigantisme hos sauropoder: afvisning af at tygge mad, hurtig reproduktion ved at lægge mange små æg, hurtig vækst, et perfekt åndedrætssystem og et fald i stofskifte hos voksne dyr sammenlignet med unge
Videnskabsmagasinet offentliggjorde en artikel af paleontologer Martin Sander fra universitetet i Bonn og Marcus Clauss fra universitetet i Zürich, hvor forfatterne sammenfatter resultaterne af års undersøgelse af gigantiske sauropod-dinosaurier. Med hensyn til deres masse var disse dyr en størrelsesorden større end de største landpattedyr samt repræsentanter for andre grupper af dinosaurer (theropods og ornithischids).
Sauropods optrådte i slutningen af triasperioden (ca. 210 millioner år siden). Til dato har paleontologer beskrevet omkring 120 slægter af sauropoder. Disse urteagtige giganter dominerede mange jordiske økosystemer fra midten af jura til slutningen af kridttiden, det vil sige i ca. 100 millioner år - dobbelt så lang som storhedstid for store urteagtige pattedyr. Sauropoderne var således en meget succesrig og blomstrende gruppe, slet ikke en "evolutionær fejl".
Naturligvis er forskere såvel som offentligheden bekymret med spørgsmålet: hvorfor blev sauropoder så store?
Det er ikke muligt at forklare sauropods gigantisme af nogen ydre grunde, skønt sådanne forsøg er blevet gentagne gange gjort. For eksempel forsøgte de at finde en sammenhæng mellem den evolutionære dynamik i størrelsen på sauropoder og sådanne faktorer som koncentrationen af ilt og kuldioxid i atmosfæren, ændringer i klima, havniveau og landområde - og i alle tilfælde viste det sig, at der ikke var nogen markante sammenhænge. Fra dette konkluderer forfatterne, at nøglen til mysteriet med sauropoders gigantisme skal søges i deres biologi.
Diagram, der illustrerer forholdet mellem primitive og avancerede egenskaber hos de største urteagtige dyr: pattedyr, sauropoder, ornitiske dinosaurier og moderne krybdyr. Fra venstre til højre: pattedyr (afrikansk elefant, giraff, fossil næsehorn indricotherium), sauropods (Argentinosaurus, Brachiosaurus), ornitiske dinosaurier (Shantungosaurus, Triceratops), gigantisk Galapagos-skildpadde. Figur: fra den diskuterede artikel i Science
Salgsfremmende video:
Strukturen af tænderne, munden og nakken i sauropods er ganske forskelligartet, hvilket indikerer, at de ikke havde en gang for alle en etableret diæt (selvom de alle uden tvivl kun spiste plantemad). Imidlertid har alle sauropoder et primitivt træk, der skarpt adskiller dem fra andre store fytofager - pattedyr og ornitisk dinosaurier. Sauropods tyggede aldrig mad: deres tænder og kæber var små og helt uegnede til at tygge. De havde heller ikke den vane at sluge sten for at hjælpe dem med at slibe den indtagne vegetation i maven, som nogle andre dinosaurier og fugle gjorde. Tilsyneladende blev fraværet af et tyggeapparat kompenseret af det faktum, at fordøjelseskanalen for sauropoder på grund af deres monstrøse størrelse var meget lang, således at selv ikke-tygget mad havde tid til at fordøje det.
Nægtelsen af at tygge mad tillader sauropodhovedet at forblive lille, hvilket igen muliggjorde udviklingen af en meget lang hals, takket være hvilke sauropoder uden problemer kunne nå madkilder, der var utilgængelige for andre dyr. Det antages, at den lange hals også kunne bruges til at tiltrække seksuelle partnere; måske kæmpede de mandlige sauropoder med nakken som moderne giraffer. I dette tilfælde burde seksuel selektion have bidraget til forlængelsen af nakken.
I modsætning hertil har de fleste store urteagtige pattedyr og ornithischis-dinosaurier udviklet meget kraftige tænder, kæber og tyggemuskler, hvilket resulterer i en dramatisk stigning i hovedstørrelse. Dette indførte væsentlige begrænsninger for den acceptable halslængde.
Store kropsstørrelser giver anledning til en række fysiologiske problemer, hvoraf det vigtigste er problemet med overophedning. Derudover gør tilstedeværelsen af en lang hals det vanskeligt for frisk luft at komme ind i lungerne (du er nødt til at indånde meget dybt, så ikke kun luften, der forblev i den lange vindpibe efter den forrige udåndning kommer ind i lungerne). Sauropoderne ser ud til at have løst begge disse problemer gennem udviklingen af et meget sofistikeret og sofistikeret system af "luftsække".
Luftsække optrådte sandsynligvis i de fælles forfædre til alle dinosaurier firfirseagtige, dvs. sauropoder og kødædende theropoder, og fra sidstnævnte blev de arvet af fugle. Takket være luftsække, der er forbundet til lungerne ved et komplekst system af rør og ventiler, tvinges frisk luft gennem lungerne både ved indånding og udånding. Ud over at intensivere vejrtrækningen giver luftsække effektiv afkøling af kroppen. Det faktum, at firben-lignende dinosaurer også havde luftsække, fremgår af resultaterne af undersøgelse af deres knogler (mange luftsække trænger ind i knoglerne eller efterlader karakteristiske aftryk på dem). For den nyeste information om luftsække i dinosaurer, se den netop offentliggjorte artikel: Sereno PC, Martinez RN, Wilson JA, Varricchio DJ, Alcober OA, et al.(2008) Evidens for aviær intratorakatiske luftsække i en ny rovdinosaur fra Argentina // PLoS ONE 3 (9): e3303.
For at den gigantiske størrelse kunne være til reel fordel for sauropoder og for at blive understøttet af udvælgelse, måtte sauropods vokse så hurtigt som muligt. Hvis dyret allerede har været afhængig af gigantisme - for at beskytte sig mod rovdyr eller for at få adgang til kronerne på høje træer - er det ikke nyttigt at det er lille, og barndomsperioden skal passeres så hurtigt som muligt. Sauropods måtte i mellemtiden øge deres masse med 100.000 gange for at nå deres maksimale størrelse - et rekordtal for krybdyr, for ikke at nævne fugle og pattedyr (en udklækket kalv vejer kun et par kilogram og en voksen, hærdet dinosaur mange titusinder af tons). Den histologiske analyse af knoglerne fra sauropods bekræfter generelt antagelsen om hurtig vækst, skønt disse data ikke er helt entydige. Tilsyneladende nåede sauropoder seksuel modenhed i det andet,og den maksimale størrelse - i det tredje årti.
En så hurtig vækst er kun mulig under en meget intensiv stofskifte - det samme som hos moderne fugle og pattedyr. Men hvis den metaboliske hastighed i voksne sauropoder forblev så høj, ville de uundgåeligt overophedes, og ingen mængde luftsække kunne redde dem. Derudover ville de have brug for en helt ufattelig mængde mad. Forfatterne ser kun en vej ud af denne modsigelse: tilsyneladende var stofskiftefrekvensen i sauropoder høj hos ungdommen og faldt markant med alderen. Desværre har paleontologer endnu ikke direkte data om metabolismen af sauropoder.
Det er kendt, at alle dinosaurer er oviparøse. Deres unger blev født små og ubeskyttede, men der var mange af dem. I modsætning hertil føder store urteagtige pattedyr store og velbeskyttede unge, men i meget små antal. På grund af dette øger udviklingen af gigantisme hos pattedyr kraftigt sandsynligheden for udryddelse af arten: jo større dyret, desto mindre producerer det unger, og jo længere tid tager det at genoprette befolkningen efter dets midlertidige tilbagegang. Sauropods var ikke bundet af denne begrænsning: gigantisme hos dem førte ikke til et fald i frugtbarhed, og befolkningsstørrelsen kunne vokse meget hurtigt under gunstige forhold.
Ifølge forfatterne blev gigantisme i sauropods således mulig på grund af en speciel kombination af primitive og avancerede egenskaber. De primitive træk, der har bidraget til gigantisme, er manglende evne til at tygge mad og æglægge; avanceret - hurtig vækst, perfekt åndedrætsorgan og metabolisk hastighed ændrer sig med alderen.