https://frosthead.com

Како изградити џиновског диносаура

Били су најгигантске животиње које су икада шетале земљом. Сауроподни диносаури - „танки на једном крају; много, пуно дебљи у средини; а затим поново танки на крајњем крају ", како их је описао комичар Јохн Цлеесе - били су титани који су успевали више од 130 милиона година. Највеће познате врсте, попут Аргентиносауруса и Футалогнкосауруса из праисторијске Јужне Америке, протезале су се дужине више од сто метара и тежиле више од 70 тона. Кости које су пронађене 1870-их (и пошто су некако изгубљене) наговештавају да је загонетна врста која се назива Амфикоелија можда још већа.

Ниједан копнени сисар никад се није приближио величини ових гаргантуанских диносаура. Праисторијски носорог без парасора - највећи копнени сисар икада - био је дугачак свега 40 стопа и тежио је слабих 17 тона, а данашњи афрички грмови слонови, у 5 тона, изгледали би сјајно поред највећих сауроподских диносаура. (Плави китови, високи 100 и 200 тона, мало су масивнији од сауропода, али је лакше, физиолошки, бити велик у воденом окружењу.)

Шта је с тим диносаурима омогућило да постану највеће копнене животиње свих времена? Палеонтолози збуњују око овог питања више од једног века. Чак су и великани релативно скромне величине, као што су Апатосаурус и Диплодоцус, веровали су рани природњаци, толико огромни да су морали бити ограничени на реке и језера довољно дубока да подрже масу диносаура. На копну, свађа се, ти диносауруси би се срушили под њиховом тежином. До 1970-их, скелетни докази и сачувани трагови стаза потврдили су да су сауроподи становници копна. Али тек су недавно палеонтолози успели да започну откривање тајни како су се те наизглед невероватне животиње развијале током свог живота и како су се најпре развиле.

Разумевање природне историје сауропода било је пресудно за откривање како су они постали толико велики. Иако су неки од најранијих чланова рода сауропода - попут 230 милиона година старе Панфагије из Аргентине - били дугачки мање од пет метара, чак су имали и јединствену комбинацију особина које су на крају омогућиле групи да постигне огромне величине.

Начин репродукције сауропода можда је био кључан за њихову способност да нарасту до тако огромних величина. Мајке сауроподи одложили су отприлике 10 јаја у мала гнезда; пронађени су бројни фосилизовани накупини јаја, као и хиљаде јаја са локација широм света. (Неки су чак сачували ембрије изнутра, што омогућава палеонтолозима да дефинитивно идентификују јајашца сауропода по свом облику.) То значи да су ови диносаури расли изван тела њихове мајке. Према Цхристине Јанис са Универзитета Бровн и Маттхев Царрано-у из Националног музеја природне историје Смитхсониан-а, полагање јаја је отворило еволутивне могућности за ове диносаурусе.

За велике сисарце ношење плода је велика инвестиција. На пример, слонови грмља афричке грмље гестају у својим мајкама током задња 22 месеца, а што веће врсте сисара добију, дуже се њихово потомство мора развити пре рођења. Много тога може поћи по злу током дугог гестације, укључујући побачај, а хранити тако велики заметак толико је дуготрајно трошење енергије за будућу мајку (да не кажемо ништа о дојењу бебе и пружању неге после рођења). Како сисари постају већи, ризици и трошкови ношења потомства повећавају се, па може постојати и некакав праг величине који копнени сисари не могу прећи.

Сауроподи мајке, с друге стране, нису морале да носе своје бебе у развоју скоро две године, и могле су да одлажу бројна јајашца у релативно кратким интервалима. Неке су врсте можда пружале родитељску његу након излијевања: ријетки путови показују да су нека стада вјероватно укључивала сауроподе различитих животних доби. Али фанови анимираног филма Земља пре времена можда су разочарани када знају да се други вероватно нису бринули за своје младиће. Палеонтолози су такође пронашли лежишта костију које садрже само младе сауроподе врста као што је Аламосаурус, што указује да су ти диносаури били сами након што су напустили гнездо.

Без обзира да ли су малолетни сауроподи висили у великим стадима или у мањим групама диносауруса сопствене старости, ипак, млади диносауруси су вероватно били избирљиви једци. Морали су да порасту до величине одраслих. Диплодокус је један од најславнијих диносауруса сауропода, а одрасли људи из овог јурског биљоједа имали су широке, четверокутне њушке које указују на неселективну исхрану. Поред енергетски богатих стабала гинка и четињача које се називају мајмунске слагалице, могли су и да преживе и на нижој квалитети хране попут цикада и жилавих делова четињача. Лобања малољетнице, коју су прошле године описали Јохн Вхитлоцк, Јеффреи Вилсон и Маттхев Ламанна, наговјештава да је млади Диплодоцус имао другачији укус.

Палеонтолози су препознали да се разлике у избору менија између испаше и биљоједа који се прегледавају углавном могу видјети у облику лобање. Док гредице имају широке њушке за уништавање широке разноликости хране, селективни претраживачи имају уже и заобљене њушке који им омогућавају да одаберу одређене биљке или делове биљака. (Неке маштовите реконструкције дале су Диплодоцусу и другим сауроподима слонове налик на слонове у које се може хранити храна, али ова идеја је потпуно разбијена.) Будући да је малолетна лубања Диплодоцус имала заобљенији облик, Вхитлоцк и колеге су предложили да одабере најсвечанији преглед - малолетни Диплодоцус се можда усредсредио на храну попут коњских папрати, папрати и високоенергетских зимзелених врста, уместо да сиса све што је на располагању, као што су то радили одрасли.

Из енергетске перспективе, млади сауроподи су имали смисла да буду избирљиви. Мали диносаури захтевали су највише новца за храну у погледу хране; они су били специјализовани за одабир високоенергетских постројења како би подстакли њихов брзи раст. Одрасли, који су већ били велики и једноставно су морали одржавати - уместо да расту - велика тела, могли су себи да приуште велике количине горива мањег квалитета. Иако су конзумирали више хране у апсолутним количинама, одрасли сауроподи су могли јести храну лошије квалитете, док су мањи сауроподи требали квалитетну храну. (Ово је уобичајен образац који се и данас види међу животињама: ситна риба мора готово стално јести хранљиве инсекте, али афрички слонови могу издржати дијету неквалитетније траве и друге биљне хране.) Различити прехрани можда су омогућили младима и зрели Диплодоцус да живе у истом простору кроз феномен који еколози називају „подјела у ниши“. Специјализација малолетника и опћенитија исхрана одраслих избегавали су их да се непрестано такмиче за храну, што значи да су се млади и стари Диплодоцус хранили готово као ако су биле две различите врсте.

Рани природњаци вјеровали су да су сауроподи толико огромни да су морали бити затворени у ријеке и језера довољно дубока да подрже њихов велики дио. Тек 1970-их кад скелетни докази и сачувани трагови потврђују да су сауроподи становници земље. (© Јулиус Т. Цсотонии, цсотонии.цом) Аргентиносаурус и Футалогнкосаурус, на слици из праисторијске Јужне Америке, протезали су се дужине преко сто метара и тежили су преко 70 тона. (© Јулиус Т. Цсотонии, цсотонии.цом)

Да би конзумирали сву храну, сауроподи су морали да је достигну. Дуги вратови били су критична, рана адаптација која је сауроподима омогућила достизање великих телесних величина, показао је недавни преглед Мартина Сандера и 15 других научника. Помислите на Апатосаурус који стоји на рубу праисторијске шуме. Дуг врат диносауруса омогућио би му да достигне широк слој вегетације - висок и низак, леви и десни - а да притом уопште не помера тело. Од раног почетка еволуције сауропода, дуги вратови омогућили су овим диносаурусима ефикасне хранилице да досегну ресурсе који су били неприступачни другим биљоједи, а чак и малим главицама, велики сауроподи би лако могли усисати огромне количине хране.

Како су ови диносауруси претворили сву зелену храну у енергију и ткиво је ситнија ствар. Сауроподи нису имали робусне батерије кутњака којима би могли жвакати храну. Многи су имали само неколико зуба у облику оловке или кашике да би јели храну пре него што су је прогутали. С обзиром на лош начин стола сауропода, научници су мислили да су диносауруси могли прогутати камење да би млели храну још у стомаку, као што то раде неке птице. Палеонтолози Оливер Вингс и Мартин Сандер тврдили су да то вероватно није тако - такозвани "камење на стомаку" које се налазе код неких фосила сауропода не показују обраду ношења која би била у складу са оним што би се очекивало ако би се користили на овај начин. Уместо тога, диносаури су извукли што више хране из хране, задржавајући је током дужег периода у свом пробавном систему.

Неколико детаља пробаве сауропода експериментално је моделирало Јурген Хуммел са колегама 2008. Научници су у једноставне вештачке стомаке поставили модерне узорке најобилније кравље сауропода из мезозоика - папрати, поткове, игле и четинари. Лажне цреве инокулирали су микробима узетим из дела пробавног система оваца, где се биљна храна у почетку разграђује. Док су биљке ферментирале, научници су пратили колико храњивих твари су ослобађали.

Супротно претпоставкама, многе од ових биљака релативно се деградирају у грубим срединама стомака. Коњи и загонетке мајмуна били су посебно хранљиви. Стварни стомаци диносаура можда су били још боље опремљени при разбијању ових биљака, а сигурно је било довољно расположиве енергије у биљкама оног времена да сауроподи нарасту. Сауроподима вероватно није била потребна изузетна архитектура црева да би преживели.

Још једна главна особина омогућила је тим титанима да балонирају у величини. То је особина коју деле са птицама. Птице су директни потомци малих тероподних диносауруса повезаних са врстама попут Велоцираптор и Анцхиорнис, али нису врло блиско повезане са сауроподним диносаурима; последњи су пут делили заједничког претка пре више од 230 милиона година. Упркос томе, и линије теропода и сауропода делиле су једну осебујну особину која је била изузетно важна у њиховој еволуцији - мрежу унутрашњих врећа ваздуха повезаних с плућима.

Врећице од меког ваздуха нису директно видео у фосилним записима, али структуре су оставиле џепне казе на које су упадале кости. Природници су препознали удубине пре више од једног века, али савремени палеонтолози тек почињу да разумеју њихов значај. Као и код птица, плућа сауропода су вероватно била повезана са низом ваздушних врећа, а на ове органе је била причвршћена мрежа мањих џепова - званих дивертикула - који су се инфилтрирали у кости на врату, грудима и трбуху диносауруса. Са структуралног становишта, ова мрежа структура испуњених ваздухом смањила је густину скелета сауропода и омогућила овим диносаурусима релативно лагану конструкцију за своју величину. Уместо да имају кости са додатном чврстоћом, као што је раније сугерирано, скелети сауропода су били лакши особином коју деле с птицама, а мрежа ваздушних врећа вероватно је имала и друге предности.

Код птица су врећице ваздуха део начина дисања кроз проток који је много ефикаснији у вађењу кисеоника него у респираторном систему сисара. Још не знамо да ли су сауроподи дисали на исти начин као што су то чиниле птице - степен до ког су се њихови скелети модификовали од ваздушних врећа варирали између врста - али вероватно је да су ваздушни врећи џиновских диносауруса били боље опремљени да испоручују кисеоник својим тела него што је то алтернатива виђена код огромних сисара. Птице имају високу брзину метаболизма која захтева велико кисеоника за непрекидно летење; слично томе, величина и активни живот сауропода би захтевао велику количину кисеоника, а систем ваздушних врећица обезбедио би им значајне погодности дисања.

Нису сви сауроподни диносаури били дивови. Неке врсте - попут Магиаросауруса из слојева Румуније - били су мали потомци много већих врста. Они су се смањили због изолације на острвима, мада научници расправљају о тачном разлогу због којег се развијају такви острвски патуљци. Ипак, сауроподи тежине преко 40 тона развијали су се независно у најмање четири рода током дугог боравка ове групе диносаура, а све захваљујући скупу карактеристика које су омогућиле велику величину тела.

Палеонтолози и даље истражују еволутивне притиске који су тако велике форме учинили корисним. Њихова величина пружала им је одређену заштиту од грабежљиваца, вероватно, а дуги вратови омогућавали су им да дођу до хране до које су мања створења гладно гледала, али нису могла да досегну. Које би друге предности џиновске величине могле пружити остају нејасне. Ипак, сауроподи су били запањујућа створења која су могла постојати само захваљујући осебујном спајању догађаја. Били су то фантастични облици за разлику од било чега што се догодило пре или се од тада развијало.

Како изградити џиновског диносаура