Groß leben ist nicht einfach. Die Sauropodendinosaurier - die größten Kreaturen, die jemals auf der Erde lebten - benötigten schnelle Wachstumsraten, sowohl leichte als auch starke Skelette und reichlich Nahrung, nur für den Anfang.
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Jetzt haben Paläontologen vielleicht eines der verbleibenden Rätsel um diese riesigen Dinosaurier gelöst: Wie haben sie genug Blut in ihren langen Nacken gepumpt, um ihr Gehirn zu ernähren?
Der Paläontologe der Universität von Südkalifornien, Michael Habib, war inspiriert, den Hals von Sauropoden zu untersuchen, nachdem er Knochen eines riesigen Titanosauriers gesehen hatte, der in der Wüste von New Mexico gefunden wurde. Zu den gut erhaltenen Nackenknochen gehörten Stacheln, sogenannte Halsrippen, die sich über eine Länge von fast zwei Metern erstrecken. Habib sagt, dass diese Ruten aus einer sehr flexiblen Knochensorte hergestellt wurden, die "verdammt gute Federn hervorgebracht hat".
Beim Gehen der Riesendinosaurier hätte die Bewegung ein „Trägheitsproblem“ für die Sauropoden verursacht. Ohne diesen Effekt zu dämpfen, sagt Habib: "Der Hals wird sich wie ein schlecht montierter Kranich oder ein Baum im Wind hin und her bewegen."
Hier kamen die Halsrippen ins Spiel. Diese federnden Knochen dämpften diesen Effekt und ermöglichten den Dinosauriern, ihren Hals relativ ruhig zu halten, während sie sich auf den Weg machten.
Habib stellte jedoch fest, dass die spezielle anatomische Anordnung der Dinosaurier eine besondere Nebenwirkung hatte. Aufgrund einer Kombination aus fossiler und moderner Tieranatomie wissen Paläontologen, welche Muskeln die Halsrippen und die anderen in der Nähe befindlichen Weichteile umgeben haben müssen. Bei Sauropoden hätten sich die Halsrippen beim Biegen in Richtung Nacken zusammengedrückt, und der Muskel hätte auf Luftsäcke gedrückt, die um die Wirbelarterie gewickelt waren. Tatsächlich wirkt die Bewegung „als zusätzliche Pumpe für das Herz“, sagt Habib.
Die typischen Skelettstrukturen von Sauropodenhälsen; Farbige Balken geben die Länge in Metern an. Der Einschub zeigt die Halslängen für andere Nicht-Sauropodentiere, einschließlich Menschen und Giraffen. (Taylor MP, Wedel MJ. (2013) Warum Sauropoden lange Hälse hatten und warum Giraffen kurze Hälse haben. PeerJ 1: e36 https://dx.doi.org/10.7717/peerj.36) Paläontologen diskutieren seit Jahrzehnten, wie Sauropoden genug Blutdruck erzeugt haben könnten, um die lebenswichtige Flüssigkeit vom Herzen zum Gehirn zu pumpen.
"Sauropodenhälse sind aus dem gleichen Grund umstritten wie andere Teile der Dinosaurier-Anatomie. Das ist eine extreme Eigenschaft", sagt Habib. Die Forscher schlugen Zwei-Tonnen-Herzen, spezielle Siphonsysteme und sogar eine Reihe kleiner „Pseudo-Herzen“ vor, um das Problem zu lösen. Alle diese Ideen litten jedoch unter der Tatsache, dass die relevanten Weichteile niemals konserviert wurden.
Nach der Hypothese von Habib hat uns die Antwort die ganze Zeit ins Gesicht gestarrt. Und die Lösung hätte mit relativ geringem Aufwand geklappt. Das Blutpumpen würde jedes Mal einen Schub bekommen, wenn die Dinosaurier ihren Hals bewegten, sagt Habib, und der Effekt wird nur bei Dinosauriern mit außergewöhnlich langem Hals stärker.
"Wenn man den Hals länger macht, bekommt man mehr Skelettmuskulatur und mehr Pump", sagt Habib. Das bedeutet, dass extreme Sauropoden wie Mamenchisaurus, deren Hals fast 40 Fuß lang war, viel zusätzliche Kraft gehabt hätten, um ihr Blut zu halten Pumpen.
Wenn sogar ein bis drei Prozent der Muskelkraft des Halses die Durchblutung unterstützt hätten, hätte der Effekt die erforderliche Herzmasse um über 25 Prozent verringert, stellt Habib fest. So wäre der Hals, der sogar ein wenig Arbeit erledigt, eine große Erleichterung für das Herz gewesen. In diesem Fall benötigten Sauropoden keine speziellen, unsichtbaren Organe, um den Blutfluss aufrechtzuerhalten. Stattdessen bedeutete die Anordnung von Muskeln, Blutgefäßen und Luftsäcken, so Habib, dass „der Hals sich selbst bezahlt macht“.
