Dinozaurii Sauropod - cele mai mari animale terestre din toate timpurile - cântăreau până la 80-100 de tone și au ajuns la 40-50 de metri lungime. Rezumând toate datele disponibile, paleontologii au numit cinci factori principali care au făcut posibilă dezvoltarea gigantismului în sauropode: refuzul de a mesteca alimente, reproducerea rapidă prin depunerea de multe ouă mici, creșterea rapidă, un sistem respirator perfect și o scădere a ritmului metabolic la animalele adulte în comparație cu cei mici
Revista Science a publicat un articol al paleontologilor Martin Sander, de la Universitatea din Bonn și Marcus Clauss, de la Universitatea din Zurich, în care autorii rezumă rezultatele anilor de studiu asupra dinozaurilor sauropodului uriaș. În ceea ce privește masa lor, aceste animale au fost de ordinul mărimii mai mari decât cele mai mari mamifere terestre, precum și reprezentanți ai altor grupuri de dinozauri (terropode și ornitischide).
Sauropodii au apărut la sfârșitul perioadei triasice (acum aproximativ 210 milioane de ani). Până în prezent, paleontologii au descris aproximativ 120 de genuri de sauropode. Acești giganți erbivori au dominat multe ecosisteme terestre de la mijlocul Jurasicului până la sfârșitul Cretacicului, adică de aproximativ 100 de milioane de ani - de două ori mai mult decât înălțimea marilor mamifere erbivore. Astfel, sauropodii au fost un grup de mare succes și prosper, nicidecum o „greșeală evolutivă”.
Desigur, oamenii de știință, precum și publicul larg, sunt îngrijorați de întrebarea: de ce sauropodii au devenit atât de uriași?
Nu este posibil să se explice gigantismul sauropodului din motive externe, deși astfel de încercări au fost făcute în mod repetat. De exemplu, au încercat să găsească o corelație între dinamica evolutivă a mărimii sauropodelor și factori precum concentrația de oxigen și dioxid de carbon în atmosferă, schimbări în climă, nivelul mării și zona terestră - și în toate cazurile s-a dovedit că nu există corelații semnificative. Din aceasta, autorii concluzionează că cheia misterului gigantismului sauropodelor trebuie căutată în biologia lor.
Diagrama care ilustrează relația dintre caracteristicile primitive și cele avansate la cele mai mari animale erbivore: mamifere, sauropode, dinozauri ornitischi și reptile moderne. De la stânga la dreapta: mamifere (elefant african, girafă, rinocer fosil indricotherium), sauropode (Argentinosaurus, Brachiosaurus), dinozauri ornitischieni (Shantungosaurus, Triceratops), țestoasă gigant Galapagos. Figura: din articolul discutat în Știință
Video promotional:
Structura dinților, gurii și gâtului sauropodelor este destul de diversă, ceea ce indică faptul că nu au avut o singură dată o dietă stabilită (deși, fără îndoială, toate au mâncat doar alimente vegetale). Cu toate acestea, toți sauropodii au o caracteristică primitivă care îi distinge brusc de alte fitofage mari - mamifere și dinozauri ornitischieni. Sauropodii nu mestecau niciodată mâncare: dinții și fălcile erau mici și complet improprii pentru mestecat. De asemenea, nu aveau obiceiul să înghită pietre cu ajutorul lor pentru a macina vegetația înghițită în stomac, așa cum au făcut și alți dinozauri și păsări. Aparent, absența unui aparat de mestecat a fost compensată de faptul că tractul digestiv al sauropodelor, datorită dimensiunii lor monstruoase, a fost foarte lung, astfel încât chiar și alimentele necherificate puteau fi digerate în el.
Evitarea mestecării alimentelor a permis ca capul sauropodului să rămână mic, ceea ce la rândul său a făcut posibilă dezvoltarea gâtului foarte lung, datorită căruia sauropodii ar putea ajunge fără efort la surse de alimente inaccesibile altor animale. Se presupune că gâtul lung poate fi folosit și pentru atragerea partenerilor sexuali; poate că sauropodii masculi s-au luptat cu gâtul lor ca niște girafe moderne. În acest caz, selecția sexuală ar fi trebuit să contribuie la prelungirea gâtului.
În schimb, cele mai mari mamifere erbivore și dinozauri ornitischieni au dezvoltat dinți, maxilare și mușchi de mestecat foarte puternici, ceea ce duce la o creștere dramatică a dimensiunii capului. Aceasta a impus restricții semnificative asupra lungimii acceptabile a gâtului.
Mărimile mari ale corpului determină o serie de probleme fiziologice, dintre care cea mai importantă este problema supraîncălzirii. În plus, prezența unui gât lung face dificilă intrarea aerului proaspăt în plămâni (trebuie să inhalați foarte adânc, astfel încât nu numai aerul care a rămas în trapa lungă după expirația anterioară să intre în plămâni). Sauropodii par să fi rezolvat ambele aceste probleme prin dezvoltarea unui sistem de sac de aer foarte sofisticat și sofisticat.
Sacii de aer, cel mai probabil, au apărut în strămoșii comuni ai tuturor dinozaurilor asemănătoare cu șopârlele, adică sauropodii și terropodele carnivore, iar din acestea din urmă au fost moștenite de păsări. La păsări, grație sacilor de aer conectați la plămâni printr-un sistem complex de conducte și valve, aerul proaspăt este forțat prin plămâni atât la inhalare, cât și la expirație. Pe lângă intensificarea respirației, sacii de aer asigură o răcire eficientă a corpului. Faptul că dinozaurii de tip șopârlă aveau și sacuri de aer este dovedit de rezultatele studierii oaselor lor (multe saci de aer pătrund în oase sau lasă amprente caracteristice asupra lor). Pentru cele mai recente informații despre sacii de aer din dinozauri, consultați un articol publicat recent: Sereno PC, Martinez RN, Wilson JA, Varricchio DJ, Alcober OA și colab.(2008) Dovezi pentru sacii aerieni intratoracici aviari într-un nou dinozaur prădător din Argentina // PLoS ONE 3 (9): e3303.
Pentru ca dimensiunea gigantică să fie de un real folos pentru sauropode și pentru a fi susținută de selecție, sauropodii au trebuit să crească cât mai rapid. Dacă animalul s-a bazat deja pe gigantism - pentru a se proteja de prădători sau pentru a accesa coroanele copacilor înalți - atunci nu este profitabil să fie mic, iar perioada copilăriei trebuie să treacă cât mai curând posibil. Între timp, sauropodii au fost nevoiți să-și crească masa de 100.000 de ori pentru a atinge dimensiunea maximă - o cifră record pentru reptile, ca să nu mai vorbim de păsări și mamifere (un vițel eclozat cântărea doar câțiva kilograme și un dinozaur adult întărit - multe zeci de tone). Analiza histologică a oaselor sauropodelor confirmă, în general, asumarea unei creșteri rapide, deși aceste date nu sunt în totalitate lipsite de ambiguitate. Aparent, sauropodii au atins maturitatea sexuală în al doilea,iar dimensiunea maximă - în deceniul al treilea.
O astfel de creștere rapidă este posibilă numai în condițiile unui metabolism foarte intens - la fel ca la păsările și mamiferele moderne. Cu toate acestea, dacă rata metabolică la sauropodii adulți ar rămâne la fel de mare, inevitabil s-ar supraîncălzi și nici o cantitate de saci de aer nu i-ar putea salva. În plus, ar avea nevoie de o cantitate complet de inimaginabil de alimente. Autorii văd o singură cale de ieșire din această contradicție: aparent, rata metabolică la sauropode a fost mare la tinerețe și a scăzut semnificativ odată cu vârsta. Din păcate, paleontologii nu au încă date directe cu privire la rata metabolică a sauropodilor.
Se știe că toți dinozaurii sunt ovipari. Puii lor s-au născut mici și neprotejați, dar erau mulți dintre ei. Mamifere mari erbivore, pe de altă parte, dau naștere unor tineri mari și bine protejați, dar în număr foarte mic. Din această cauză, dezvoltarea gigantismului la mamifere crește brusc probabilitatea de dispariție a speciei: cu cât animalul este mai mare, cu atât produce mai puțini și cu atât mai mult este nevoie pentru a restabili dimensiunea populației după declinul temporar. Sauropodii nu erau legați de această limitare: gigantismul în ei nu a dus la o scădere a fertilității, iar dimensiunea populației ar putea crește foarte repede în condiții favorabile.
Astfel, potrivit autorilor, gigantismul în sauropode a devenit posibil datorită unei combinații speciale de caracteristici primitive și avansate. Trăsăturile primitive care au contribuit la gigantism sunt incapacitatea de a mesteca mâncare și a depune ouă; avansat - creștere rapidă, sistemul respirator perfect și modificarea ritmului metabolic odată cu vârsta.
