Dinosaury sauropodov - najväčšie suchozemské zvieratá všetkých čias - vážili až 80 - 100 ton a dosiahli dĺžku 40 - 50 metrov. Po zhrnutí všetkých dostupných údajov paleontológovia vymenovali päť hlavných faktorov, ktoré umožnili rozvoj gigantizmu u sauropodov: odmietnutie žuť jedlo, rýchla reprodukcia kladením mnohých malých vajíčok, rýchly rast, dokonalý dýchací systém a zníženie metabolizmu u dospelých zvierat v porovnaní s mladými
Časopis Science publikoval článok paleontológov Martina Sandera z University of Bonn a Marcus Clauss z univerzity v Zürichu, v ktorom autori sumarizujú výsledky rokov štúdia obrovských dinosaurov obrovských. Pokiaľ ide o ich hmotnosť, tieto zvieratá boli rádovo väčšie ako najväčšie suchozemské cicavce, ako aj predstavitelia iných skupín dinosaurov (theropods a ornithischids).
Sauropodi sa objavili na konci obdobia triasov (asi pred 210 miliónmi rokov). K dnešnému dňu paleontológovia opísali asi 120 rodov sauropódov. Tieto bylinožraví obri dominovali mnohým suchozemským ekosystémom od polovice Jurassic do konca kriedy, to znamená asi 100 miliónov rokov - dvakrát tak dlho ako v rozkvet veľkých veľkých býložravých cicavcov. Sauropodi boli teda veľmi úspešnou a prosperujúcou skupinou, vôbec nie „evolučnou chybou“.
Vedci aj široká verejnosť sa, samozrejme, zaoberajú otázkou: Prečo sa sauropódy stali takými obrovskými?
Nie je možné vysvetliť gigantizmus sauropodu z akýchkoľvek vonkajších dôvodov, aj keď takéto pokusy boli opakované. Napríklad sa pokúsili nájsť koreláciu medzi evolučnou dynamikou veľkosti sauropodov a takými faktormi, ako je koncentrácia kyslíka a oxidu uhličitého v atmosfére, zmeny podnebia, hladiny morí a pevniny - a vo všetkých prípadoch sa ukázalo, že neexistujú významné korelácie. Z toho autori vyvodzujú, že kľúč k tajomstvu gigantizmu sauropodov sa musí hľadať v ich biológii.
Schéma znázorňujúca vzťah medzi primitívnymi a pokročilými charakteristikami najväčších býložravých zvierat: cicavcov, sauropódov, ornitických dinosaurov a moderných plazov. Zľava doprava: cicavce (slon africký, žirafa, nosorožec fosílny indricotherium), sauropody (Argentinosaurus, Brachiosaurus), ornitoskí dinosauri (Shantungosaurus, Triceratops), obrie korytnačka Galapagos. Obrázok: z diskutovaného článku vo vede
Propagačné video:
Štruktúra zubov, úst a krku u sauropodov je dosť rôznorodá, čo naznačuje, že nemali žiadnu provždy zavedenú stravu (hoci nepochybne jedli iba rastlinnú stravu). Všetky sauropody však majú jeden primitívny znak, ktorý ich výrazne odlišuje od ostatných veľkých fytofágov - cicavcov a ornitinských dinosaurov. Sauropody nikdy nežvýkali jedlo: ich zuby a čeľuste boli malé a úplne nevhodné na žuvanie. Nemali ani zvyk prehĺtať kamene, aby im pomohli rozdrviť prehltnutú vegetáciu v žalúdku, ako to urobili iní dinosauři a vtáci. Neprítomnosť žuvacieho aparátu sa zjavne kompenzovala skutočnosťou, že tráviaci trakt sauropódov bol kvôli svojej monštruóznej dĺžke veľmi dlhý, takže v ňom ešte nemal čas stráviť trávenie ani nevyžeraného potravy.
Vyhýbanie sa žuvaniu potravy umožnilo, aby hlava sauropodu zostala malá, čo následne umožnilo vyvinúť veľmi dlhý krk, vďaka ktorému by sauropódy mohli bez námahy dostať k zdrojom potravy, ktoré sú pre iné zvieratá neprístupné. Predpokladá sa, že dlhý krk by sa mohol použiť aj na prilákanie sexuálnych partnerov; možno mužské sauropódy bojovali so svojimi krkmi ako moderné žirafy. V tomto prípade by mal sexuálny výber prispieť k predĺženiu krku.
Naopak, väčšina veľkých bylinožravých cicavcov a dinosaurov ornithischis si vyvinula veľmi silné zuby, čeľuste a žuvacie svaly, čo malo za následok dramatické zväčšenie veľkosti hlavy. Toto uložilo významné obmedzenia na prijateľnú dĺžku krku.
Veľké rozmery tela spôsobujú množstvo fyziologických problémov, z ktorých najdôležitejší je problém prehriatia. Okrem toho prítomnosť dlhého krku sťažuje vstup čerstvého vzduchu do pľúc (musíte sa nadýchnuť veľmi hlboko, aby sa do pľúc nedostal iba vzduch, ktorý zostal v dlhej priedušnici po predchádzajúcom výdychu). Zdá sa, že sauropódi vyriešili obidva tieto problémy vývojom veľmi sofistikovaného a sofistikovaného systému „vzdušných vakov“.
Vzduchové vaky sa najpravdepodobnejšie objavili dokonca aj u bežných predkov všetkých dinosaurov podobných jašteričkám, to znamená sauropódom a dravcom, a od nich sa zdedili vtáky. U vtákov je vďaka vzdušným vakom spojeným s pľúcami komplexným systémom rúrok a ventilov vháňaný čerstvý vzduch cez pľúca pri inhalácii aj pri výdychu. Okrem intenzívneho dýchania poskytujú vzduchové vaky účinné chladenie tela. Skutočnosť, že jašterica dinosaurov mala aj vzduchové vaky, je dokázaná výsledkami štúdia ich kostí (veľa vzduchových vakov preniká do kostí alebo zanecháva na nich charakteristické znaky). Najnovšie informácie o vzduchových vakoch v dinosauroch nájdete v nedávno uverejnenom článku: Sereno PC, Martinez RN, Wilson JA, Varricchio DJ, Alcober OA a kol.(2008) Dôkazy o vtáčích intrathorakických vzduchových svetoch v novom predátorskom dinosaure z Argentíny // PLoS ONE 3 (9): e3303.
Aby gigantická veľkosť bola pre sauropodov skutočným prínosom a aby bola podporená selekciou, museli sauropodi rásť čo najrýchlejšie. Ak sa zviera už spoliehalo na gigantizmus - aby sa ochránilo pred dravcami alebo aby sa dostali k korunám vysokých stromov - nie je výhodné, aby bolo malé a obdobie detstva musí uplynúť čo najskôr. Sauropody medzitým museli zvýšiť svoju hmotnosť až 100 000-krát, aby dosiahli svoju maximálnu veľkosť - rekordnú hodnotu pre plazy, nehovoriac o vtákoch a cicavcoch (vyliahnuté teľa váži iba niekoľko kilogramov a dospelý stvrdnutý dinosaurus veľa desiatok ton). Histologická analýza kostí sauropodov všeobecne potvrdzuje predpoklad rýchleho rastu, aj keď tieto údaje nie sú úplne jednoznačné. Zdá sa, že sauropodi dosiahli sexuálnu zrelosť v druhom,a maximálna veľkosť - v treťom desaťročí.
Takýto rýchly rast je možný iba za podmienky veľmi intenzívneho metabolizmu - rovnako ako u moderných vtákov a cicavcov. Ak by však metabolizmus dospelých dospelých sauropodov zostal taký vysoký, nevyhnutne by sa prehriali a nemohlo by ich zachrániť žiadne množstvo vzdušných vakov. Okrem toho by potrebovali úplne nepredstaviteľné množstvo potravín. Autori vidia iba jeden spôsob, ako sa z tohto rozporu vyhnúť: zdá sa, že metabolizmus u sauropodov bol vysoký u mládeže a významne sa znižoval s vekom. Žiaľ, paleontológovia zatiaľ nemajú priame údaje o rýchlosti metabolizmu sauropodov.
O všetkých dinosauroch je známe, že sú oviparous. Ich mláďatá sa narodili malé a nechránené, ale bolo ich mnoho. Naproti tomu veľké bylinožravé cicavce rodia veľké a dobre chránené mláďatá, ale vo veľmi malom počte. Z tohto dôvodu vývoj gigantizmu u cicavcov výrazne zvyšuje pravdepodobnosť vyhynutia druhu: čím väčšie zviera, tým menej vyprodukuje mláďatá, a čím dlhšie trvá obnovenie veľkosti populácie po dočasnom poklese. Sauropodi neboli týmto obmedzením viazaní: gigantizmus v nich neviedol k poklesu plodnosti a za priaznivých podmienok sa veľkosť populácie mohla veľmi rýchlo zvyšovať.
Podľa autorov sa teda gigantizmus sauropodov stal možným vďaka špeciálnej kombinácii primitívnych a pokročilých charakteristík. Primitívne črty, ktoré prispeli k gigantizmu, sú neschopnosť žuť jedlo a znášať vajcia; pokročilý - rýchly rast, perfektný dýchací systém a rýchlosť metabolizmu sa mení s vekom.