Sauropodski dinozavri - največje kopenske živali vseh časov - so tehtali do 80-100 ton in dosegli dolžino 40-50 metrov. Če povzamemo vse razpoložljive podatke, so paleontologi imenovali pet glavnih dejavnikov, ki so omogočili razvoj gigantizma pri sauropodih: zavrnitev žvečenja hrane, hitro razmnoževanje z odlaganjem številnih majhnih jajčec, hitra rast, popoln dihalni sistem in zmanjšanje metabolizma pri odraslih živalih v primerjavi z mladimi
Znanstvena revija je objavila članek paleontologov Martina Sanderja z univerze v Bonnu in Marcusa Claussa z univerze v Zürichu, v katerem avtorji povzemajo rezultate večletnih študij velikanskih sauropodnih dinozavrov. Glede na svojo maso so bile te živali na velikost večje od največjih kopenskih sesalcev, pa tudi predstavniki drugih skupin dinozavrov (teropodi in ornithischidi).
Sauropodi so se pojavili ob koncu triasnega obdobja (pred približno 210 milijoni let). Do danes so paleontologi opisali približno 120 rodov sauropodov. Ti rastlinojedi velikani so prevladovali v številnih kopenskih ekosistemih od sredine jure do konca krede, torej približno 100 milijonov let - dvakrat toliko kot je čas velikih rastlinojedih sesalcev. Tako so bili sauropodi zelo uspešna in uspešna skupina, sploh ne "evolucijska napaka".
Povsem naravno se znanstveniki in tudi širša javnost ukvarjajo z vprašanjem: zakaj so sauropodi postali tako ogromni?
Gigantizma sauropoda ni mogoče razložiti z nobenimi zunanjimi razlogi, čeprav so bili takšni poskusi že večkrat. Na primer, skušali so najti korelacijo med evolucijsko dinamiko velikosti sauropodov in takšnimi dejavniki, kot so koncentracija kisika in ogljikovega dioksida v atmosferi, spremembe podnebja, morske gladine in kopenske površine - in v vseh primerih se je izkazalo, da ni bilo pomembnih korelacij. Iz tega avtorji sklepajo, da je treba ključ do skrivnosti sauropod gigantizma iskati v njihovi biologiji.
Diagram, ki prikazuje razmerje med primitivnimi in naprednimi lastnostmi pri največjih rastlinojedih živalih: sesalcih, sauropodih, ornitiskih dinozavrovih in sodobnih plazilcih. Od leve proti desni: sesalci (afriški slon, žirafa, fosilni nosorogi indricotherium), sauropodi (Argentinosaurus, Brachiosaurus), ornithishijski dinozavri (Shantungosaurus, Triceratops), velikanska tornjača Galapagos. Slika: iz obravnavanega članka v Science
Promocijski video:
Struktura zob, ust in vratu pri sauropodih je precej raznolika, kar kaže na to, da niso imeli že enkrat za vselej ustaljene prehrane (čeprav so vsi nedvomno jedli samo rastlinsko hrano). Vendar imajo vsi sauropodi eno primitivno lastnost, ki jih močno loči od drugih velikih fitofagov - sesalcev in ornithishijskih dinozavrov. Sauropodi nikoli niso žvečili hrane: zobje in čeljusti so bili majhni in popolnoma neprimerni za žvečenje. Prav tako niso imeli navade požirati kamenja, da bi z njihovo pomočjo brušili pogoltnjeno rastlinje v želodcu, kot so to počeli nekateri drugi dinozavri in ptice. Očitno je odsotnost žvečilnega aparata nadoknadila dejstvo, da je bil prebavni trakt sauropodov zaradi svoje pošastne velikosti zelo dolg, tako da je v njem lahko prebavila celo neslano hrano.
Zavrnitev žvečenja hrane je omogočila, da je glava sauropoda ostala majhna, kar je posledično omogočilo razvoj zelo dolgega vratu, zahvaljujoč temu, da bi sauropodi lahko brez težav dosegli vire hrane, nedostopne drugim živalim. Domneva se, da bi dolg vrat lahko uporabili tudi za privabljanje spolnih partnerjev; morda so se moški sauropodi borili z vratovi kot sodobne žirafe. V tem primeru bi moral spolni izbor prispevati k podaljšanju vratu.
Nasprotno pa je večina velikih rastlinojedih sesalcev in ornithischis dinozavrov razvila zelo močne zobne čeljusti in žvečilne mišice, kar je povzročilo dramatično povečanje velikosti glave. To je nalagalo znatne omejitve glede sprejemljive dolžine vratu.
Velike telesne velikosti povzročajo številne fiziološke težave, med katerimi je najpomembnejši problem pregrevanja. Poleg tega prisotnost dolgega vratu otežuje vstop svežega zraka v pljuča (vdihniti morate zelo globoko, da v pljuča ne pride le zrak, ki je ostal v dolgi vetrni cevi po prejšnjem izdihu). Zdi se, da so sauropodi oba problema rešili z razvojem zelo prefinjenega in prefinjenega sistema zračnih vrečk.
Zračne vreče so se najverjetneje pojavile celo pri skupnih prednikih vseh dinozavrov kuščarjem, torej sauropodom in mesojedim teropodom, od slednjih pa so jih podedovale ptice. Pri pticah se po zaslugi zračnih vrečk, povezanih s pljuči s kompleksnim sistemom cevi in zaklopk, svež zrak izpušča skozi pljuča tako pri vdihavanju kot pri izdihu. Poleg intenzivnejšega dihanja zračne vrečke zagotavljajo učinkovito hlajenje telesa. O tem, da so imeli kuščarji podobni dinozavri tudi zračne vreče, dokazujejo rezultati preučevanja njihovih kosti (veliko zračnih vrečk prodre v kosti ali pusti na njih značilne odtise). Za najnovejše informacije o zračnih vrečah pri dinozavrih glejte pravkar objavljeni članek: Sereno PC, Martinez RN, Wilson JA, Varricchio DJ, Alcober OA in drugi.(2008) Dokazi za ptičje intratorakalne zračne vrečke v novem plenilskem dinozavru iz Argentine // PLOS ONE 3 (9): e3303.
Da bi bila velikanska velikost resnično koristna sauropodom in da bi jih lahko podpirala selekcija, so morali sauropodi čim hitreje rasti. Če se je žival že oprla na gigantizem - da bi se zaščitila pred plenilci ali dostopila do krošenj visokih dreves -, potem ni koristno, da je majhna, in obdobje otroštva je treba čim prej preteči. Sauropodi so medtem morali svojo maso povečati za 100.000-krat, da so dosegli svojo največjo velikost - rekordno število plazilcev, da ne omenjam ptic in sesalcev (izmučeno tele je tehtalo le nekaj kilogramov, odrasli pa je otrpel dinozavra veliko deset ton). Histološka analiza kosti sauropodov na splošno potrjuje domnevo o hitri rasti, čeprav ti podatki niso povsem nedvoumni. Očitno so sauropodi spolno zrelost dosegli že v drugem oz.in največja velikost - v tretjem desetletju.
Tako hitra rast je mogoča le pod pogojem zelo intenzivnega metabolizma - enakega kot pri sodobnih pticah in sesalcih. Če pa bi metabolizem pri odraslih sauropodih ostal tako visok, bi se neizogibno pregrevali in nobena količina zračnih vrečk jih ne bi mogla rešiti. Poleg tega bi potrebovali povsem nepredstavljivo količino hrane. Avtorji vidijo le en izhod iz tega protislovja: očitno je bila metabolična stopnja pri sauropodih v mladosti visoka in se s starostjo bistveno zmanjšuje. Žal paleontologi še nimajo neposrednih podatkov o presnovni stopnji sauropodov.
Za vse dinozavre je znano, da so jajčasti. Njihovi mladiči so se rodili majhni in nezaščiteni, a bilo jih je veliko. Nasprotno pa veliki rastlinojedi sesalci rodijo velike in dobro zaščitene mlade, vendar v zelo majhnem številu. Zaradi tega razvoj gigantizma pri sesalcih močno poveča verjetnost izumrtja vrste: večja je žival, manj je mladičev in dlje traja obnavljanje populacije po začasnem upadu. Sauropodi niso bili omejeni s to omejitvijo: gigantizem v njih ni vodil k zmanjšanju rodnosti, velikost populacije pa bi lahko v ugodnih razmerah zelo hitro rasla.
Tako je po mnenju avtorjev gigantizem pri sauropodih postal mogoč zaradi posebne kombinacije primitivnih in naprednih lastnosti. Primitivne lastnosti, ki so prispevale k gigantizmu, so nezmožnost žvečenja hrane in odlaganja jajc; napredno - hitra rast, popoln dihalni sistem in hitrost presnove, ki se spreminjajo s starostjo.