Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


dinoszauruszok 5.

2011.05.24

Fiziológia [szerkesztés]

Egy Stegosaurusra és kicsinyére támadó Allosaurus a Denveri Tudomány és Természet Múzeumában (Denver Museum of Science and Nature)

Már az 1960-as évek óta erősen vitatott a dinoszauruszok hőmérsékletszabályozásának mikéntje. Eredetileg a tudósok nagyjából egyetértettek abban, hogy a dinoszauruszok egyáltalán nem voltak képesek szabályozni a testhőmérsékletüket. Nemrégiben azonban arra az álláspontra jutottak, hogy melegvérűek voltak. A vita jelenleg arról folyik, hogy hogyan szabályozták a testhőmérsékletüket.

Miután felfedezték a dinoszauruszokat, az őslénykutatók először azt állították, hogy hidegvérűek voltak: 'rettentő gyíkok', ahogy a nevük is utal rá. A feltételezett hidegvérűség azt jelentette, hogy ezek az állatok a mai hüllőkhöz hasonlóan aránylag lassan mozogtak és testhőmérsékletüket a környezetükből és táplálékuk emésztéséből nyert hő szabályozta. A hidegvérűség uralkodó nézet volt 1968-ig, Robert T. Bakker, a melegvérűség-elmélet egyik első hívének nagy hatású bírálatáig.

A legújabb leletek arra utalnak, hogy a dinoszauruszok hidegebb hőmérsékleten is eléltek és ennek következményeként néhányuk biztosan képes volt a testhőmérsékletét szabályozni (amelyben az állat tömege is segíthetett). Melegvérűségre utaló bizonyítékokat szolgáltatott a sarkvidéki dinoszauruszok felfedezése Ausztráliában és az Antarktiszon[88] (ahol a fél éven át tartó sötét és hideg, bár a jelenkorinál enyhébb[89] sarki téllel kellett megküzdeniük az állatoknak), a tollas dinoszauruszok felfedezése (jó okkal feltételezhető, hogy a dinoszaurusztollak szerepe is a hőszigetelés volt), valamint a melegvérűekre jellemző véredényszerkezetek leírása a dinoszauruszcsontokban. Csontvázrendszerük alapján a theropodák és egyes más dinoszauruszok olyan aktív életmódot folytattak, amelyhez előnyösebb a melegvérűek keringési rendszere, míg a sauropodák kevésbé tűnnek melegvérűnek. Lehetséges tehát, hogy egyes fajok melegvérűek voltak, míg mások nem. A jellegzetességekről szóló tudományos viták tovább folytatódnak.[90]

Bonyolítja a vitákat az a tény, hogy a melegvérűség több mechanizmuson alapul. A legtöbb vita során a dinoszauruszokat az átlagos méretű madarakhoz vagy emlősökhöz hasonlítják, melyek jelentős mennyiségű energiát fordítanak arra, hogy testhőmérsékletüket a környezetüké fölé emeljék. A kisebb madarak és emlősök is rendelkeznek a lehűlésüket gátló hőszigeteléssel, zsírral, szőrrel vagy tollakkal. Viszont a nagy emlősök, például az elefántok hőháztartása más, mivel a szabályozáshoz használható testfelületük a testtömegükhöz képest kicsi (Haldane-elv). A felület kisebb arányban nő a testmérettel, mint a testtömeg. Például a háromszor nagyobb testméret 33, azaz 27-szer nagyobb testtömeget, míg mindössze csak 32, azaz 9-szer nagyobb testfelületet eredményez. Mivel a kisebb testfelület kevesebb hőt képes átengedni, a nagy testméretű állatoknál új tulajdonságok fejlődtek ki a hatékony hőszabályozáshoz. Az elefántoknál a szőrzet hiánya és a hatalmas fülek segítik a hőleadást, továbbá viselkedésük is ehhez alkalmazkodott (vizet fröcskölnek magukra vagy sárfürdőt vesznek).

A nagy dinoszauruszok szervezete talán hasonlóan működött; testük mérete miatt aránylag lassan tudtak hőt leadni, így előállhatott náluk a gigantotermia állapota, azaz az állatok melegebbek voltak ugyan a környezetüknél, de ezt pusztán a tömegükkel érték el, nem pedig a madaraknál vagy az emlősöknél megfigyelhető alkalmazkodás révén.

Ez az elmélet azonban nem alkalmazható a számos kutya- és kecskeméretű fajra, melyek az állatközösségek nagy részét alkották a mezozoikumban.

Egy Thescelosaurus mellkasüregének (2000-ben elvégzett) modern komputertomográfiás (CT) vizsgálata egy négyüregű szív maradványait mutatta ki.[91] A lelet vitákat váltott ki a tudósok között, akik a vizsgálati eredményt anatómiai szempontból hibásnak[92] illetve egyszerűen fantáziálásnak minősítették.[93] A kérdés hogy a lelet mennyire tükrözi a dinoszauruszok metabolikus arányát és belső anatómiáját vitás lehet, de a tárgy mibenlététől függetlenül tény. hogy az emlősöknek és a madaraknak, a dinoszauruszok legközelebbi ma élő rokonainak négyüregű szíve van (ami jóllehet a krokodiloknál kissé módosult, a vízi életmód hatására), így elképzelhető, hogy a dinoszauruszok is hasonlóval rendelkeztek.[94]

Lágy szövetek és DNS [szerkesztés]

A Scipionyx samniticus fosszíliáján lágy szövetek lenyomatai láthatók.

Az egyik legismertebb lágyszövet lenyomat az olaszországi Petraroia-ból került elő, 1998-ban. A lelet egy nagyon fiatal coelurosaurus, egy Scipionyx samniticus maradványait tartalmazza. Megőrződtek a még kifejletlen dinoszaurusz vékony- és a vastagbelének, májának, izomzatának, valamint légcsövének részletei.[44]

A Science 2005 márciusi számában Dr. Mary Higby Schweitzer és társai bejelentették, hogy egy, a montanai Hell Creek-formáció területén felfedezett 68 millió éves Tyrannosaurus rex lábcsontjában rugalmas anyagot találtak, amelyet a tudóscsoportnak sikerült rehidratálnia.[46]

Mikor néhány héttel később (demineralizációs eljárás segítségével) eltávolították az ásványi anyagot a fosszilizálódott csont velőüregéből, Schweitzer érintetlen állapotban levő belső struktúrákat, véredényeket, csontmátrixot és kötőszövetet (kollagénrostokat) talált. Alapos mikroszkópos vizsgálat után kiderült, hogy a dinoszaurusz lágy szöveteinek vélt anyag még sejt szintű mikrostruktúrákat is tartalmaz. Az anyag pontos összetétele és természete még nem ismeretes, de számos hírforrás a Jurassic Park című filmet felidézve számolt be róla. A lelet értelmezése még tart és Dr. Schweitzer felfedezésének valódi jelentősége egyelőre nem tisztázott.[46][95]

Gyanta és egy benne konzerválódott rovar

Számos elképzelés létezik a dinoszauruszok technológiai úton történő életre keltésére. Michael Crichton Jurassic Park című könyve által vált ismertté az az elmélet, amely szerint a tudósok egy gyantában fosszilizálódott moszkítóból kivont vérből rekonstruálják a dinoszauruszok DNS-ét, békagénekkel pótolva a hiányzó részeket. Ezen a módon valószínűleg nem lehetséges a dinoszauruszok újraélesztése, ugyanis a gyantába került DNS is idővel károsodik a levegő, a víz, a baktériumok, a hőmérsékletváltozások és a kozmikus sugárzás hatására, csökkentve az esélyt a használható DNS kinyerésére (a DNS károsodása racemizációs teszt segítségével kimutatható).

A PloS ONE online folyóiratban, 2008-ban publikált újabb kutatások vitatják azt az állítást, hogy a talált anyag a Tyrannosaurus lágy szövete. Thomas Kaye és a University of Washingtonon dolgozó munkatársai azt állították, hogy a Tyrannosaurus csontban talált nyálkás biofilmet olyan baktériumok hozták létre, amelyek a véredények és a sejtek eltűnésével hátra maradt helyet töltötték ki.[96] A kutatók úgy találták, hogy a korábban vérsejtekként azonosított maradványok valójában vastartalmú mikroszkopikus ásványi gömbök (framboidok). Hasonló gömböket találtak különböző, más időszakokból származó fosszíliáknál, például ammoniteszeknél is. Az ammoniteszek esetében a gömbök elhelyezkedése kizárja, hogy a bennük levő vas az állat véréből származik.[97]

Két beszámoló szerint már sikerült dinoszauruszfosszíliákból DNS-t kinyerni, de ezeket az eseteket sem további vizsgálati eredmények, sem hivatalos nyilatkozatok nem erősítették meg.[98] Azonban egy (elméletileg) a dinoszauruszoknál is fellelhető látópeptidet sikerült beazonosítani a még élő rokon fajok (hüllők és madarak) génszekvenciáin végzett analitikus filogenetikai rekonstrukció segítségével.[99] Emellett különböző fehérjéket, köztük hemoglobinokat[100] is felfedezni véltek a dinoszauruszok fosszíliáiban.[101]

Tollak és a madarak eredete [szerkesztés]

Az elképzelést, hogy a madarak a dinoszauruszoktól származnak, Thomas Henry Huxley vetette fel 1868-ban.[102] Gerhard Heilmann munkája után a 20. század elején elvetették ezt az elméletet és inkább a thecodontiákat kezdték a madarak őseinek tekinteni, főként arra hivatkozva, hogy a dinoszauruszoknak nem volt villacsontjuk.[103] A későbbi felfedezések azonban bebizonyították, hogy a villacsont (ami a kulcscsontok összenövésével jött létre) már jelen volt ezeknél az állatoknál is;[12] ahogyan az elsőként 1924-ben, egy Oviraptor leletnél megmutatkozott, bár ezt a csontot kezdetben tévesen köztes kulcscsontként azonosították.[104] Az 1970-es években John Ostrom felélesztette a dinoszaurusz-madár kapcsolat elméletet,[105] mely igazából az elkövetkező évtizedekben vált fontossá, amikor a kladisztikai analízis megjelent,[106] és egyre több kis méretű theropodát, illetve korai madarat fedeztek fel.[18] Különösen a Yixian-formációban (Jihszien) talált maradványok váltak fontossá, melyek között különböző theropodák és korai madarak is előfordultak, gyakran tollszerű struktúrákkal együtt.[12]

A madarak és a madarak közé nem tartozó dinoszauruszok sokban hasonlítanak egymásra. A madarak több mint száz olyan anatómiai jellemzővel rendelkeznek, amelyek megtalálhatók a theropoda dinoszauruszoknál is, emiatt őket (és közöttük is leginkább a coelurosaurusok Maniraptora csoportját[12]) tekintik a legközelebbi őseiknek.[107] Néhány tudós, mint például Alan Feduccia és Larry Martin más evolúciós utakat is lehetségesnek tartanak, melyek között szerepel Heilmann bazális archosaurusokról alkotott elméletének átdolgozott változata,[108] illetve az a teória is, hogy ugyan a maniraptora theropodák voltak a madarak ősei, de ők maguk nem voltak dinoszauruszok, csupán a konvergens evolúció következményeként hasonlítottak rájuk.[109]

Tollak [szerkesztés]

Az Archaeopteryx lithographica rekonstrukciója az Oxfordi Egyetem Természetrajzi Múzeumában

Az 1861-ben felfedezett Archaeopteryx az elsőként megtalált példa a „tollas dinoszauruszra”. Az első lelet a dél-németországi Solnhofen bányájának mészkőrétegéből került elő, amelyben rendkívül részletes fosszíliák találhatók. Az Archaeopteryx egy átmeneti fosszília, nyilvánvalóan a modern hüllők és a madarak közötti állapotot képviseli. Mivel a felfedezés csak két évvel követte Darwin A fajok eredete című művének megjelenését, felszította az evolúcióelmélet és a kreacionizmus támogatói közötti vitákat. Ez a korai madár annyira dinoszaurusz-szerű, hogy a tollak lenyomata nélkül könnyen összetéveszthető a Compsognathusszal.[110]

Az 1990-es évektől kezdődően számos további tollas dinoszaurusz maradványa került elő, újabb bizonyítékokkal szolgálva a dinoszauruszok és a madarak közötti közeli kapcsolatra. A legtöbb leletet az észak-kínai Liaoning tartományban találták meg, amely a kréta időszak idején egy szigetkontinenshez tartozott. Habár toll-lenyomatokat csak az itteni Jehol-bióta lagerstättéjében (csúcslelőhelyén) és még pár másik helyen találtak, lehetséges, hogy a világ más részein élő, a madarak közé nem tartozó dinoszauruszok egy része is tollas volt. A tollas leletek hiányát az magyarázza, hogy a fosszilizációs folyamat során a bőr és a tollak csak ritkán őrződnek meg. Az eddig felfedezett kezdetleges (vékony, rostszerű) prototollakkal rendelkező dinoszauruszok között találhatók compsognathidák (például a Sinosauropteryx) és tyrannosauroideák (például a Dilong )[111], fejlettebb, tollrostokkal rendelkező dinoszauruszok azonban csak a coelurosaurusok Maniraptora alcsoportjából váltak ismertté, amely tartalmazza az oviraptorosaurusokat, a troodontidákat, a dromaeosauridákat, valamint a madarakat.[12][112] A tollas dinoszauruszokról készült leírások azonban vitákat váltottak ki; a téma talán a legismertebb két kritikusa Alan Feduccia és Theagarten Lingham-Soliar, akik kijelentették, hogy a prototollak valójában elbomlott kollagénrostok, amelyek a dinoszauruszok kültakarója alatt helyezkedtek el[113][114][115], illetve, hogy a tollrostos maniraptorák valójában nem voltak dinoszauruszok, csupán a konvergens evolúció eredményeként hasonlítottak ezekre az állatokra.[109][114] Elképzeléseik nagy részét azonban más kutatók nem fogadták el, mivel úgy találták, hogy a tudományos alapjuk megkérdőjelezhető.[116]

Csontváz [szerkesztés]

A fájlhoz képjegyzet tartozik
A legjobb állapotban megmaradt Tyrannosaurus rex, Sue csontváza a Field Természetrajzi Múzeumban (Field Museum of Natural History)
Mivel a tollakat általában a madarak sajátosságának tartják, a tollas dinoszauruszokat a madarak és a dinoszauruszok közötti hiányzó láncszemnek tekintik. Az őslénykutatók számára azonban lényegesebb a két csoport csontvázrendszerének számos közös vonása. A madarak és a dinoszauruszok csontvázának összehasonlítása és a kladisztikai analízis megerősítette a két csoport közötti kapcsolat valószínűségét, különösen a theropodák egyik ágát, a maniraptorákat illetően. Hasonlóságok figyelhetők meg a nyak, a szeméremcsont, a csukló (félhold alakú kéztőcsont), a kar és a vállöv, a lapocka, a kulcscsont és a szegycsont esetében.