Znajdź zawartość

Badania diety wielkich dinozaurów mogą przynieść odpowiedź na pytanie, co umożliwiło im osiągnięcie imponujących rozmiarów - twierdzą naukowcy z Uniwersytetu w Bonn. Paradoksalnie bowiem rozmiary ciał największych dinozaurów wydają się przeczyć powszechnie uznanym prawom ekologii. Weź 200 miligramów wysuszonego i zmielonego skrzypu, dodaj 10 mililitrów soku z owczego żwacza, dodaj odrobinę soli mineralnych i wody. Następnie wrzuć wszystko do odpowiednio dużej strzykawki i mieszaj - ten przepis, brzmiący jak receptura dziwacznego posiłku, to w rzeczywistości próba odtworzenia zawartości żołądka typowego roślinożernego dinozaura, żyjącego na Ziemi 100 milionów lat temu. Do dziś dokładnie nie wiadomo, jaka dieta umożliwiła tym zwierzętom osiągnięcie tak ogromnych rozmiarów i masy, sięgającej nawet 100 ton. Największe dinozaury, np. argentozaur, zdają się zaprzeczać podstawowym prawom ekologii. W dzisiejszych czasach organizm pożerający tak wielkie ilości pożywienia ogołociłby obszar tak wielki, że z trudem dotarłby na teren, gdzie mógłby znaleźć partnera do rozrodu. W związku z tym jednym z kierunków badań jest ustalenie, jak dużą wartość odżywczą musiały mieć ówczesne rośliny - tym właśnie problemem zajmują się naukowcy z Bonn. Twierdzą oni, że gady te żywiły się pospolitym wówczas skrzypem, a dodatkowo miały w żołądku wyjątkowo wydajne symbiotyczne bakterie, zupełnie jak dzisiejsze przeżuwacze. Właśnie dlatego Niemcy napełniają strzykawki roztworem "pokarmu" (skrzyp) oraz zawierającego bakterie soku z owczego żwacza, a następnie badają intensywność fermentacji poprzez zmianę położenia tłoczka w strzykawce. Im więcej gazu powstaje, tym lepsza wartość odżywcza pokarmu. Okazuje się, że skrzyp ma nie tylko zalety, ale i wady. Zawiera np. duże ilości działającej jak papier ścierny krzemionki i uszkadza zęby. Dodatkowym utrudnieniem dla dinozaurów był brak zębów trzonowych. Naukowcy twierdzą, że problem ten rozwiązywały, łykając kamienie. Po posiłku ruchy ciała (a w szczególności praca mięśni żołądka) powodowały ścieranie pędów skrzypu niczym w ogromnych żarnach, ułatwiając w ten sposób pracę bakteriom. Podobny mechanizm można dostrzec także dziś u licznych gatunków ptaków. W przypadku pradawnych gadów problemem jest brak potwierdzenia tego odkrycia w postaci wykopalisk. Badania trwają, a najnowsze rezultaty z dokonań niemieckich naukowców można śledzić w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.

Po przeprowadzeniu symulacji komputerowych grupa amerykańskich i czeskich naukowców doszła do wniosku, że do wyginięcia dinozaurów doprowadziła pozaziemska kolizja asteroid sprzed 160 mln lat. Powstały w wyniku zderzenia kosmiczny gruz krążył po Układzie Słonecznym, a jeden z odłamków uderzył ostatecznie w Ziemię. Inne trafiły w Księżyc, Wenus i Marsa, tworząc w ten sposób jedne z największych ich kraterów (Nature). Wierzymy, że istnieje bezpośredni związek między tym wybuchem, powstałym w wyniku tego wydarzenia deszczem [mniejszych] asteroid a potężnym uderzeniem, które miało miejsce 65 mln lat temu i doprowadziło, jak sądzimy, do wyginięcia dinozaurów – wyjaśniają dr Bill Bottke z Southwest Research Institute w Boulder i jego czescy współpracownicy David Vokrouhlicky i David Nesforny. Autorzy bardzo wielu badań dywagowali, co się stało w ciągu ostatnich 100-200 mln lat, że doprowadziło to do znacznego wzrostu uderzeń asteroid w Ziemię (odnotowano mniej więcej 2-krotne przekroczenie długoterminowej normy). Dr Bottke i zespół podjęli się próby wykazania, że spiętrzenie to było skutkiem rozbicia 170-kilometrowej skały w pierścieniu zlokalizowanym między Marsem a Jowiszem. Stało się to ok. 160 mln lat temu. Olbrzym roztrzaskał się po kolizji z trzykrotnie od siebie mniejszym (60-km) obiektem. Powstał wtedy rój planetoid (można go oglądać do dzisiaj), znany jako rodzina Baptistina. Symulacja komputerowa wykazała, że pierwotnie rój był większy. Część odłamków rozproszyła się po Układzie Słonecznym. Sto osiem milionów lat temu jeden z największych doprowadził do uformowania na Księżycu krateru Tycho. Dodajmy, że jego średnica to 85 kilometrów. Jeszcze bardziej prawdopodobne, że większy od rzeźbiącego powierzchnię Księżyca kawałek skały, była to asteroida o średnicy ok. 10 km, uderzył w Ziemię, tworząc krater Chicxulub. Dzisiaj jest on fragmentem półwyspu Jukatan. To wskutek tego wydarzenia po dinozaurach zostało tylko wspomnienie. Asteroida 298 Baptistina rozbiła się w pobliżu czegoś, co można by opisać jako dynamiczną superautostradę, drogę, za pośrednictwem której wiele obiektów ucieka z pierścienia – wyjaśnia dr Bottke. Zderzenie dużych fragmentów skał z planetami Układu Słonecznego było więc właściwie nieuniknione. Analiza chemiczna materiału z krateru Chicxulub także pozwoliła na powiązanie go ze skałami budującymi obiekty z roju Baptistina. W komentarzu zamieszczonym na łamach Nature Philippe Claeys i Steve Goderis z Vrije Universieit w Brukseli stwierdzają, że hipoteza przypisująca wyginięcie olbrzymich gadów uderzeniu komety przybyłej z rubieży Układu Słonecznego jest mało prawdopodobna, natomiast związki rodziny Baptistina z tą katastrofą wydają się dużo realniejsze.

Paleobotanicy twierdzą, że zanim wymarły, dinozaury mogły nacieszyć oczy widokiem storczyków. Do takich wniosków doszli dzięki owadowi zatopionemu w kawałku bursztynu. Na grzbiecie pozbawionej żądła Proplebeia dominicana ujrzeli bowiem całkiem sporo pyłku. Oznacza to, że rośliny okrytozalążkowe pojawiły się na Ziemi ok. 76-84 mln lat temu, czyli sporo wcześniej niż do tej pory sądzono. Skamielina została opisana przez zespół Santiago Ramireza z Harvardzkiego Muzeum Zoologii Porównawczej (Nature). Jest jednym z nielicznych zachowanych przykładów zależności między rośliną a zapylającym ją zwierzęciem. W 2000 roku storczyk został znaleziony przez prywatnego kolekcjonera w Dominikanie. Do 2005 bursztynu jednak nie ujawniono, ponieważ dopiero wtedy próbkę przekazano do laboratorium Ramireza. Po przeanalizowaniu umiejscowienia i kształtu ładunku z pyłku naukowcy przypisali roślinę, nazwaną Meliorchis caribea, do jednej z pięciu żyjących obecnie na naszej planecie podrodzin storczyków. Kwiat musiał być bowiem ukształtowany w określony sposób, aby pylnik wyginał się tak a nie inaczej. Meliorchis caribea to gatunek żyjący od 15 do 20 mln lat temu, jednak jego krewni zasiedlali ekosystemy dużo wcześniej. Podczas oceny wieku paleobotanicy porównywali próbki DNA z pyłku z bursztynu z DNA innych gatunków storczykowatych. Założenie metody zegara molekularnego jest takie, że różnice między cząsteczkami DNA poszczególnych gatunków pozwolą stwierdzić, jak długo dwie grupy ewoluowały niezależnie od siebie. W ten sposób krok po kroczku odtworzono drzewo filogenetyczne Orchidaceae. Wg wszelkich znaków na niebie i ziemi, rozkwit storczykowatych nastąpił krótko po tym, jak wyginęły dinozaury. Wcześniej można było tylko snuć domysły na temat historii Orchidaceae, ponieważ naukowcy nie dysponowali ich skamielinami. Dzisiaj znamy ok. 28 tysięcy gatunków tych pięknych roślin.

Profesor Robert Dooling z University of Maryland i jego dwuosobowy zespół wydedukowali, co mogły słyszeć dinozaury. Opierając się na wiedzy na temat budowy ptasiego ucha, doszli do wniosku, że wymarłe wiele milionów lat temu gady odbierały dźwięki o niskiej częstotliwości, np. odgłosy kroków innego ciężkiego dinozaura, ale już nie dźwięki o wysokiej częstotliwości. Dinozaury i archozaury (gady naczelne, Archosauria) cechuje podobna budowa ucha. Do archozaurów zaliczamy m.in. ptaki i krokodyle. Porównując strukturę uszu i odnosząc do tego ogólne zasady słyszenia, naukowcy uzyskali zakres dźwięków słyszanych przez zwierzęta sprzed 65 mln lat. Dooling twierdzi, że dinozaury słyszały podobnie jak niektóre współczesne duże ssaki, np. słonie. Ogólna zasada jest taka, że zwierzęta mogą słyszeć dźwięki, które same wydają. Dinozaury prawdopodobnie doskonale odbierały odgłosy kroków innych dinozaurów. Słonie słyszą, nawet z dużych odległości, bardzo niskie infradźwięki, generowane podczas chodzenia przez inne osobniki swojego gatunku. Analizując budowę ucha różnych gromad, naukowcy brali pod uwagę strukturę zwaną błoną podstawną, oddzielającą podstawy komórek nabłonkowych od położonej poniżej tkanki łącznej. U stosunkowo lekkich ptaków jest ona niewielka, a u dinozaurów dużo większa. Mniejsze zwierzęta lepiej słyszą i wydają dźwięki o wyższych częstotliwościach, a olbrzymy dokładnie na odwrót. Niewielkie i lekkie narządy głosowe łatwiej przełączyć na emitowanie dźwięków o wysokiej częstotliwości niż struktury duże i ciężkie. Zużywa się przy tym o wiele mniej energii. Zakres dźwięków słyszanych przez dinozaury kończył się mniej więcej na 3 kHz. Dla porównania, psy i sporo innych ssaków słyszy ultradźwięki o częstotliwości przekraczającej 20 kiloherców. To zakres niedostępny dla archozaurów, ale i dla człowieka. Zakres słyszenia wysokich dźwięków był w przypadku dinozaurów nawet bardziej ograniczony niż charakterystyczny dla nas, ludzi. Dooling stwierdza też, że porównywanie starszych ludzi do dinozaurów przypadkowo jest bardzo prawdziwe. W miarę upływu lat nasze słyszenie zaczyna bowiem coraz bardziej przypominać to charakterystyczne dla pradawnych gadów. "Wypada" cała gama wysokich tonów, pozostają tylko te niższe.

Naukowcy podejrzewają, że globalne ocieplenie ostatniego stulecia może stanowić początek powrotu do warunków klimatycznych ery dinozaurów. Niestety, wiązałoby się to z wyginięciem nawet połowy współcześnie żyjących gatunków. Chris Thomas z University of York podkreśla, że zmieni się wtedy nie tylko stężenie dwutlenku węgla, które wzrośnie do najwyższego poziomu od 24 milionów lat, ale także temperatura (rekord ostatnich 10 mln lat). Znane nam gatunki roślin i zwierząt, a także my sami, będą się musiały zmierzyć z warunkami atmosferycznymi panującymi na Ziemi, zanim wyewoluowały. Walka o przetrwanie stanie się udziałem od 10 do 99% gatunków, zginie od 10 do 50%. Thomas wyjawił swoje rewelacje na dorocznym spotkaniu British Association for the Advancement of Science. Naukowcy przewidują, że w najbliższej przyszłości (do 2100 roku) średnie temperatury na Ziemi wzrosną o 2 do 6 stopni Celsjusza. Za głównego winowajcę uważany jest dwutlenek węgla. Zaczynamy ujmować zjawiska z perspektywy historycznej. Mamy do czynienia z warunkami niewidzianymi od milionów lat, które nigdy wcześniej nie wpływały na żaden [współczesny nam — przyp. red.] gatunek — tłumaczy Thomas. Już teraz naukowcy dysponują dowodami na to, że aż 80% gatunków zaczęło opuszczać swoje tradycyjne terytoria, reagując na zmiany klimatyczne. Badaczom udało się to przewidzieć, przynajmniej częściowo, dzięki komputerowemu modelowaniu. Ten ścisły związek dotyczy nie tylko zwierząt "naziemnych", ptaków czy owadów, ale także roślin. Wywołane zmianami klimatycznymi namnażanie patogennych grzybów doprowadziło np. do wyginięcia ponad 1% gatunków płazów. Będziemy mogli obserwować wędrówki gatunków, starcia starych właścicieli danego terenu z nowymi, a także powstawanie nowych krzyżówek między gatunkami (hybryd). Przerażające jest to, że zmiany mogą zacząć zachodzić dużo szybciej.

Dinozaury były przez długi czas uważane za zmiennocieplne gady. Analiza skamieniałości wykazała jednak, że im większy był dany gatunek, tym cieplejszą miał krew. Ostatnio niektórzy badacze wysunęli teorię, że dinozaury aktywnie regulowały temperaturę swojego ciała, podobnie jak ssaki. Zaprezentowane na łamach magazynu Plos Biology wyniki wskazują jednak, że większe dinozaury po prostu wolniej traciły ciepło i dlatego zawsze pozostawały "gorące". Ryby, płazy i gady są zwierzętami zmiennocieplnymi (inaczej mówiąc ektotermicznymi lub zimnokrwistymi). Temperatura ich ciała jest zmienna i zależy od temperatury otoczenia. Dlatego np. jaszczurki czy węże ogrzewają się na prażonych słońcem skałach. Ptaki i ssaki są stałocieplne (endotermiczne, ciepłokrwiste). Mogą regulować temperaturę swojego ciała niezależnie od wpływów zewnętrznych. Jest ona bardziej stała niż u gadów i wyższa od temperatury otoczenia. James Gillooly z University of Florida w Gainesville i jego koledzy rozpoczęli prace od równania pokazującego związki między rozmiarami ciała, temperaturą i tempem wzrostu zwierzęcia. Odwołali się do równania, którego prawdziwość wykazano w stosunku do innych gatunków. Zespół Gillooly'ego posłużył się pierścieniami rocznego przyrostu w kościach 8 gatunków dinozaurów, by oszacować tempo wzrostu i rozmiary ciała w pełni dorosłego osobnika. Te informacje mogły z kolei posłużyć do obliczenia (po przekształceniu wzoru) temperatury ciała prehistorycznych gadów. Akademicy zauważyli, że temperatura najmniejszych dinozaurów wynosiła ok. 25 stopni. Była więc bliska temperatury otoczenia i podobna do tej obserwowanej u obecnie żyjących gadów. Innymi słowy, nie mogły one aktywnie regulować temperatury swojego ciała, tak jak to czynią ssaki i ptaki. Jednak wraz ze wzrostem rozmiarów dinozaury stawały się mniej wydajne w rozpraszaniu ciepła i to przypadkowo pomogło im w utrzymywaniu stałej temperatury. Zjawisko to znane jest jako inercyjna homeotermia. Z równania naukowców wynikało np., że temperatura ciała ważącego 13 ton ogromnego zauropoda Apatosaurusa wynosiła trochę ponad 40 stopni Celsjusza. Większość zwierząt nie może tolerować temperatury ciała powyżej 45 stopni (grozi to denaturacją białka), dlatego Apatosaurus znajdował się blisko górnej granicy rozmiarów ciała dinozaurów i ogólniejszej granicy dopuszczalnej temperatury zwierzęcego organizmu. To może sugerować, iż potencjalne rozmiary dinozaurów były ograniczane przez temperaturę ciała. Na pytanie, czy dinozaury były stało-, czy zmiennocieplne nie ma prostej odpowiedzi — twierdzi dr Angela Milner z londyńskiego Muzeum Historii Naturalnej. Istnieje wielka rozmaitość stanów fizjologicznych, poczynając od gatunków znajdujących się bliżej końca ektotermicznego, które nie miały problemów z utrzymaniem ciepłoty ciała ze względu na swoje duże rozmiary, a kończąc na małych mięsożernych dinozaurach, bliskich endotermicznym ptakom. Dr Milner, która nie współpracowała z autorami niniejszego badania, wskazuje, że grupa dinozaurów znana jako hadrozaury prawdopodobnie "przełączała się" z bycia, podobnie jak ssaki i ptaki, zwierzęciem endotermicznym w dzieciństwie na inercyjną homeotermię, gdy stawały się dorosłymi osobnikami.