A Sauropod dinoszauruszok - a minden idők legnagyobb szárazföldi állatainak súlya - 80–100 tonna és 40-50 méter hosszúak. Összegezve az összes rendelkezésre álló adatot, a paleontológusok öt fő tényezőt neveztek ki, amelyek lehetővé tették a szauropodákban a gigantizmus kialakulását: az étel rágásának megtagadása, a gyors szaporodás sok apró tojásrakással, gyors növekedés, tökéletes légzőrendszer és a felnőtt állatok metabolikus sebességének csökkenése a fiatalokhoz képest
A Science magazin publikálta Martin Sander, a Bonn Egyetem paleontológusának és Marcus Claussnak a Zürichi Egyetemen cikket, amelyben a szerzők összefoglalják az óriás szauropod dinoszauruszok éves tanulmányainak eredményeit. Tömegük szempontjából ezek az állatok nagyságrenddel nagyobbak voltak, mint a legnagyobb szárazföldi emlősök, valamint a dinoszauruszok más csoportjainak képviselői (theropodok és ornitiszchidek).
A szauropodák a triász időszak végén jelentek meg (kb. 210 millió évvel ezelőtt). A paleontológusok mai napig körülbelül 120 szauropodák nemzetet írtak le. Ezek a növényevő óriások sok szárazföldi ökoszisztémát uralták a jura közepétől a krétakor végéig, vagyis körülbelül 100 millió évig - kétszer olyan hosszú ideig, mint a nagy növényevő emlősök virágzása. Így a szauropodák nagyon sikeres és virágzó csoport voltak, egyáltalán nem "evolúciós hiba".
Természetesen a tudósok és a nagyközönség is a következő kérdéssel foglalkoznak: miért váltak olyan szauropodák?
A szauropod gigantizmusát nem lehet külső okokkal magyarázni, bár ilyen kísérleteket már többször megtettek. Például megkíséreltek összefüggést találni a szauropodák méretének evolúciós dinamikája és az olyan tényezők között, mint az oxigén és a szén-dioxid koncentrációja a légkörben, az éghajlat, a tengerszint és a szárazföldi terület változása - és minden esetben kiderült, hogy nincs szignifikáns összefüggés. Ebből a szerzők arra a következtetésre jutnak, hogy a szauropodák gigantizmusának rejtélyének kulcsát kell keresni biológiájukban.
A primitív és az előrehaladott tulajdonságok kapcsolatát ábrázoló ábra a legnagyobb növényevő állatokban: emlősök, szauropodák, ornitisz-dinoszauruszok és a modern hüllők. Balról jobbra: emlősök (afrikai elefánt, zsiráf, fosszilis orrszarvú indricotherium), szauropodák (Argentinosaurus, Brachiosaurus), ornitisz-dinoszauruszok (Shantungosaurus, Triceratops), óriás Galapagos teknős. Ábra: a tudományos cikkben tárgyalt cikkből
Promóciós videó:
A fogak, a száj és a nyak szerkezete a szauropodákban meglehetõsen változatos, ami azt jelzi, hogy nem volt egyszerû és mindenkorra bevezetett étrend (bár kétségtelenül csak növényi ételeket fogyasztottak). Minden szauropodnak azonban van egy primitív tulajdonsága, amely élesen megkülönbözteti őket a többi nagy fitofágtól - emlősök és ornitisz-dinoszauruszok. A szauropodák soha nem rágtak ételt: fogaik és állkapcsaik kicsik voltak és teljesen alkalmatlanok rágásra. Ugyancsak nem volt szokása, hogy köveket nyeljenek annak érdekében, hogy segítségükkel őröljék a nyeltek vegetációját a gyomorban, ahogy más dinoszauruszok és madarak is tették. A rágókészülék hiányát nyilvánvalóan kompenzálta az a tény, hogy a szauropodák emésztőrendszere szörnyű méretük miatt nagyon hosszú volt, így még a nem rágott ételeknek is volt idejük emésztni benne.
Az étel rágásának megtagadása lehetővé tette a sauropod fejének kicsiben maradását, ami viszont lehetővé tette egy nagyon hosszú nyak kialakulását, amelynek köszönhetően a sauropodok könnyedén elérhetik más állatok számára hozzáférhetetlen tápanyagokat. Feltételezzük, hogy a hosszú nyak felhasználható szexuális partnerek vonzására is; talán a férfi szauropodák harcoltak nyakukkal, mint a modern zsiráfok. Ebben az esetben a szexuális szelekciónak hozzá kellett volna járulnia a nyak meghosszabbításához.
Ezzel szemben a legtöbb nagy növényevő emlős és ornitisziai dinoszaurusz nagyon erőteljes fogakat, állkapcsokat és rágó izmokat fejlesztett ki, amelyek drámai módon növelik a fejméretet. Ez jelentős korlátozásokat vetett fel az elfogadható nyakhosszra.
A test nagy mérete számos élettani problémát okoz, amelyek közül a legfontosabb a túlmelegedés. Ezenkívül a hosszú nyak megnehezíti a friss levegő bejutását a tüdőbe (nagyon mélyen kell belélegezni, hogy ne csak az előző kilégzés után a hosszú szélcsőben maradt levegő kerüljön a tüdőbe). Úgy tűnik, hogy a szauropodák mindkét problémát megoldották egy nagyon kifinomult és kifinomult "légzsák" rendszer kifejlesztésével.
A légzsákok valószínűleg az összes dinoszaurusz gyíkszerű, azaz a szauropodák és a húsevő theropodok közös őseiben jelentek meg, és ez utóbbiak közül a madarak örökölték őket. A madarakban a tüdőhöz egy csövek és szelepek komplex rendszerével összekapcsolt légzsákoknak köszönhetően a friss levegőt a tüdőn keresztül mind belégzéskor, mind kilégzéskor kényszerítik. A légzés fokozása mellett a légzsákok a test hatékony hűtését is biztosítják. Az a tény, hogy a gyíkszerű dinoszauruszoknak légzsákjai is voltak, a csontok tanulmányozásának eredményei bizonyítják (sok légzsák áthatol a csontokba vagy jellegzetes lenyomatot hagy rájuk). A dinoszauruszok légzsákjairól szóló legfrissebb információkat lásd a nemrégiben megjelent cikkben: Sereno PC, Martinez RN, Wilson JA, Varricchio DJ, Alcober OA, et al.(2008) A madár intrathoracikus légzsákjai egy új ragadozó dinoszauruszban Argentínából // PLOS ONE 3 (9): e3303.
Annak érdekében, hogy a gigantikus méret valóban hasznos legyen a szauropodák számára, és hogy a szelekció támogassa azt, a sauropodáknak a lehető leggyorsabban növekedniük kellett. Ha az állat már támaszkodott a gigantizmusra - annak érdekében, hogy megvédje magát a ragadozóktól vagy hozzáférjen a magas fák koronájához -, akkor nem jövedelmező, ha kicsi, és a gyermekkori időszakot a lehető leghamarabb át kell adni. Időközben a szauropodáknak tömegüket 100 000-szer kellett növelniük, hogy elérjék maximális méretüket - rekordszám a hüllők számára, nem is beszélve a madarakról és az emlősökről (a kikelt borjú csak néhány kilogrammot nyomott, és egy felnőtt, edzett dinoszaurusz - több tíz tonna). A szajkópos állatok csontjainak szövettani elemzése általában megerősíti a gyors növekedés feltételezését, bár ezek az adatok nem teljesen egyértelműek. Úgy tűnik, a szauropodák a második alkalommal elérték a nemi érettséget,és a maximális méret - a harmadik évtizedben.
Ilyen gyors növekedés csak nagyon intenzív anyagcsere feltételein keresztül lehetséges - ugyanúgy, mint a modern madaraknál és emlősöknél. Ha azonban a felnőtt szajkópók anyagcseréje ugyanolyan magas maradna, akkor ezek elkerülhetetlenül túlmelegednének, és nincs sok légzsák képes megmenteni őket. Ezen felül teljesen elképzelhetetlen mennyiségű ételre lenne szükségük. A szerzők ellentmondásból csak egy utat látnak: nyilvánvalóan a szauropodák metabolizmusa fiatalkorban magas volt, és az életkorral jelentősen csökkent. Sajnos a paleontológusok még nem rendelkeznek közvetlen adatokkal a szauropodák metabolizmusáról.
Minden dinoszauruszról ismert, hogy tojásbarát. Kiskutyáik kiskorúak és védettek nélkül születtek, de sokuk is volt. Ezzel szemben a nagy növényevő emlősök nagy és jól védett fiatalokat szülnek, de nagyon kis számban. Emiatt az emlősökben a gigantizmus fejlődése hirtelen növeli a fajok kihalásának valószínűségét: minél nagyobb az állat, annál kevesebb kölyköket termel, és minél tovább tart a populáció ideiglenes visszaesése utáni helyreállítása. A szauropodákat ez a korlátozás nem köti: a gigantizmus nem eredményezett a termékenység csökkenését, és a populáció mérete kedvező körülmények között nagyon gyorsan növekedhet.
Így a szerzők szerint a szauropodákban a gigantizmus a primitív és a haladó tulajdonságok speciális kombinációjának köszönhetően vált lehetővé. Az óriási vonások, amelyek hozzájárultak a gigantizmushoz, a képtelenség az étel rágására és a tojások tojására; előrehaladott - gyors növekedés, tökéletes légzőrendszer és anyagcseréjének változása az életkor függvényében.