Hvorfor var dinosaurer så store? Fakta og teorier

En av tingene som gjør at dinosaurer er så tiltalende for barn og voksne, er deres store størrelse: plantespisere som slektene Diplodocus og Brachiosaurus veide i nabolaget 25 til 50 tonn (23-45 tonn), og et godt tonet Tyrannosaurus Rex eller Spinosaurus slektmedlemmer tippet skalaene så mye som 10 tonn (9 metriske tonn). Av fossile bevis er det klart at dinosaurer, art for art, individ for individ, var mer massive enn noen annen gruppe av dyr som noen gang har levd (med det logiske unntaket av visse slekter av forhistoriske haier, forhistoriske hvaler, og marine reptiler som ichthyosaurs og pliosaurshvis ekstreme hoveddel ble støttet av den naturlige oppdriften av vann).

Det som er gøy for dinosaurentusiaster er imidlertid ofte det som får paleontologer og evolusjonsbiologer til å rive håret ut. Den uvanlige størrelsen på dinosaurer krever en forklaring, en som er kompatibel med andre dinosaurer teorier - for eksempel er det umulig å diskutere dinosaurgigantisme uten å være nøye med hele kaldblodig / varmblodige stoffskiftedebatt.

Så hva er den nåværende tilstanden til å tenke på plussstore dinosaurer? Her er noen få eller mindre sammenhengende teorier.

Under mesozoisk tid, som strakte seg fra begynnelsen av triasperioden for 250 millioner år siden til utryddelsen av dinosaurier på slutten av krittiden for 65 millioner år siden, atmosfæriske nivåer av karbondioksid var mye høyere enn de er i dag. Hvis du har fulgt denne global oppvarmingsdebatt, vil du vite at økt karbondioksid er direkte korrelert med økt temperatur, noe som betyr at det globale klimaet var mye varmere for millioner av år siden enn det er i dag.

Denne kombinasjonen av høye nivåer av karbondioksid (som planter resirkulerer som mat via prosessen med fotosyntesen) og høye temperaturer (et daggjennomsnitt på 90 eller 100 grader Fahrenheit, eller 32–38 grader Celsius, til og med nær polene) betydde at den forhistoriske verden var mattet med all slags vegetasjon: planter, trær, moser og mer. Som barn på en dessertbuffé hele dagen, sauropoder kan ha utviklet seg til gigantiske størrelser ganske enkelt fordi det var et overskudd av næring for hånden. Dette vil også forklare hvorfor visse tyrannosaurs og store theropoder var så store; en 23 kilos rovdyr ville ikke ha hatt en stor sjanse mot en 50-tonns (45-metrisk) planteeter.

Hvis teori nr. 1 slår deg som litt forenklet, er instinktene dine riktige: Bare tilgjengeligheten av enorme mengder vegetasjon innebærer ikke nødvendigvis utviklingen av kjempedyr som kan tygge og svelge den til det siste skyte. Tross alt var jorden skulderdyp i mikroorganismer i 2 milliarder år før utseendet på flercellede liv, og vi har ingen bevis for bakterier på 1 tonn eller 0,9 metriske tonn. Evolusjon har en tendens til å arbeide langs flere stier, og faktum er at ulempene med dinosaurgigantisme (som den langsomme individers hastighet og behovet for begrenset befolkningsstørrelse) kunne lett ha veid oppover fordelene med tanke på mat samling.

Når det er sagt, tror noen paleontologer at gigantisme ga en evolusjonær fordel for dinosaurene som hadde den. For eksempel en jumbo-størrelse hadrosaur som de i slekten Shantungosaurus ville vært tilnærmet immun mot predasjon når den var fullvoksen, selv om tyrannosaurene i dets økosystem jaget i pakker for å prøve å ta ned voksne voksne. (Denne teorien gir også en viss indirekte tro til ideen om at Tyrannosaurus Rex hentet maten, si, ved å skje over kadaveret til en Ankylosaurus dino som døde av sykdom eller alderdom i stedet for å jakte den aktivt.) Men igjen, vi må være forsiktige: Selvfølgelig kjempedinosaurier hatt godt av deres størrelse, for ellers hadde de ikke vært gigantiske i utgangspunktet, et klassisk eksempel på en evolusjonær tautologi.

Det er her ting blir litt klissete. Mange paleontologer som studerer gigantiske plantespisende dinosaurer som hadrosaurer og sauropoder, mener at disse Behemoths var kaldblodige, av to overbevisende grunner: For det første basert på våre nåværende fysiologiske modeller, a varmblodig mamenchisaurus typen ville kokt seg fra innsiden og ut, som en bakt potet, og straks gått ut; og for det andre: Ingen landboende, varmblodige pattedyr som lever i dag, nærmer seg til og med størrelsen på den største planteeteren dinosaurer (elefanter veier noen få tonn, maks, og det største landpattedyret i livets historie på jorden, de i slekten Indricotherium, toppet på bare 15 til 20 tonn, eller 14-18 metriske tonn).

Her kommer fordelene med gigantisme inn. Hvis en sauropod utviklet seg til store nok størrelser, mener forskere, ville den ha oppnådd "homeothermy," det vil si evnen til å opprettholde sin indre temperatur til tross for det rådende miljøet forhold. Dette er fordi en husstørrelse, hjemmeterapi Argentinosaurus kunne varme opp sakte (i solen, om dagen) og avkjøle seg like sakte (om natten), noe som gir det ganske konstant gjennomsnittlig kroppstemperatur, mens et mindre krypdyr vil være prisgitt omgivelsestemperaturene på en time for time basis.

Problemet er disse spekulasjonene om kaldblodige planteetende dinosaurer, i strid med dagens mote for varmblodige kjøttetende dinosaurer. Selv om det ikke er umulig at en varmblodig Tyrannosaurus Rex kunne ha eksistert sammen med en kaldblodigTitanosaurus, evolusjonsbiologer ville være mye lykkeligere hvis alle dinosaurer, som tross alt utviklet seg fra den samme felles stamfar, hadde uniform metabolisme, selv om dette var "mellomliggende" metabolisme, halvveis mellom varme og kalde, som ikke tilsvarer noe som er sett i moderne dyr.

North Carolina State University paleontolog Terry Gates en dag la merke til at alle dinosaurene i hans forskning med benete pryd på hodet var de enorme og satte i gang med å lage en teori om deres innbyrdes.

Av de 111 theropod-hodeskallene som han og hans forskerteam undersøkte, hadde 20 av de 22 største rovdinosaurene benete hode ornamenter, fra humper og horn til crests, og bare en av dinosauriene under 80 kg (36 kg) hadde slike ornamenter. De med funksjonene utviklet seg større raskt, 20 ganger raskere enn de uten. Mer bulk hjalp den å overleve og jakte, for å være sikker, men ornamentikk kan også ha hjulpet den til å være imponerende for potensielle kamerater. Så størrelses- og hodeskallefunksjonene ble gått raskere ned enn mangelen på dem.

Hvis teoriene ovenfor lar deg være så forvirret som du var før du leste denne artikkelen, er du ikke alene. Fakta er at evolusjonen lekte seg med eksistensen av landdyr i kjempestore størrelser i løpet av en periode på 100 millioner år nøyaktig en gang i løpet av den mesozoiske epoken. Før og etter dinosaurene var de fleste landlevende skapninger rimelig store, med de rare unntakene (som de ovennevnte Indricotherium) som beviste regelen. Mest sannsynlig forklarer en kombinasjon av teorier nr. 1–4 sammen med en mulig femte teori som forskere ennå ikke har formulert, den enorme størrelsen på dinosaurer; i nøyaktig hvilken andel og i hvilken rekkefølge vil måtte vente på fremtidig forskning.