Varför var dinosaurier så stora? Fakta och teorier

En av de saker som gör dinosaurier så tilltalande för barn och vuxna är deras stora storlek: växtätare som släkten diplodocus och Brachiosaurus vägde i närheten av 25 till 50 ton (23-45 ton) och en väl tonad Tyrannosaurus Rex eller Spinosaurus släktmedlemmar tippade vågen så mycket som 10 ton (9 metriska ton). Från de fossila bevisen är det tydligt att dinosaurier, art efter art, individ för individ, var mer massiva än någon annan grupp av djur som någonsin levde (med det logiska undantaget av vissa släkter av förhistoriska hajar, förhistoriska valaroch marina reptiler som ichthyosaurs och pliosaursvarav den största delen stöds av den naturliga flytkraften i vatten).

Men vad som är roligt för dinosaurieentusiaster är ofta vad som får paleontologer och evolutionsbiologer att riva håret. Den ovanliga storleken på dinosaurier kräver en förklaring, en som är kompatibel med andra dinosaurier teorier - till exempel är det omöjligt att diskutera dinosaurigigantism utan att vara uppmärksam på hela kallblodiga / varmblodigt ämnesomsättningsdebatt.

Så vad är det nuvarande läget att tänka på plus-sized dinosaurier? Här är några mer eller mindre sammanhängande teorier.

Under den mesozoiska eran, som sträckte sig från början av triasperioden för 250 miljoner år sedan till utrotningen av dinosaurier i slutet av den krita perioden för 65 miljoner år sedan, atmosfäriska nivåer av koldioxid var mycket högre än de är i dag. Om du har följt global uppvärmningsdebatt, du vet att ökad koldioxid är direkt korrelerad med ökad temperatur, vilket innebär att det globala klimatet var mycket varmare för miljontals år sedan än det är idag.

Denna kombination av höga nivåer av koldioxid (som växter återanvänder som mat via fotosyntesprocessen) och höga temperaturer (ett dagligt medelvärde på 90 eller 100 grader Fahrenheit, eller 32–38 grader Celsius, till och med nära polerna) betydde att den förhistoriska världen var sammansatt med all slags vegetation: växter, träd, mossor och Mer. Som barn på en dessertbuffé hela dagen, sauropods kan ha utvecklats till jättestorlekar helt enkelt för att det fanns ett överskott av näring till hands. Detta skulle också förklara varför vissa tyrannosaurs och stora theropoder var så stora; en köttätare på 23 kg (23 kg) skulle inte ha haft en stor chans mot en 50-ton (45-metrisk) växtätare.

Om teori nr 1 slår dig som lite förenklad är dina instinkter korrekta: Bara tillgängligheten av enorma mängder vegetation innebär inte nödvändigtvis utvecklingen av jättedjur som kan tugga och svälja den till det sista skjuta. När allt kommer omkring var jorden axeldjup i mikroorganismer i 2 miljarder år före uppkomsten av flercelligt liv, och vi har inga bevis på bakterier på 1 ton eller 0,9 metriska ton. Evolution tenderar att arbeta längs flera vägar, och faktum är att nackdelarna med dinosaurigigantism (som den långsamma individernas hastighet och behovet av begränsad befolkningsstorlek) kunde lätt ha övervägt dess fördelar när det gäller mat sammankomst.

Som sagt, vissa paleontologer tror att gigantism gav en evolutionär fördel för dinosaurierna som hade den. Till exempel en jumbo-storlek Hadrosaur som de i släktet shantungosaurus skulle ha varit praktiskt taget immun mot predation när den var fullvuxen, även om tyrannosaurierna i dess ekosystem jagade i förpackningar för att försöka ta ner fullvuxna vuxna. (Denna teori ger också en viss indirekt trovärdighet till idén att Tyrannosaurus Rex rensade maten, säger, genom att hända över slaktkroppen på en Ankylosaurus dino som dog av sjukdom eller ålderdom snarare än att aktivt jaga den.) Men igen måste vi vara försiktiga: Naturligtvis jätte-dinosaurier gynnades av deras storlek, för annars skulle de inte ha varit gigantiska i första hand, ett klassiskt exempel på en evolutionär tautologi.

Det är här saker och ting blir lite klibbiga. Många paleontologer som studerar jätteväxta dinosaurier som hadrosaurier och sauropoder tror att dessa behemoths var kallblodiga, av två tvingande skäl: Först baserat på våra nuvarande fysiologiska modeller, a VARMBLODIG Mamenchisaurus typen skulle ha kokt sig inifrån och ut, som en bakad potatis och omedelbart gått ut; och för det andra, inga landboende, varmblodiga däggdjur som lever idag närmar sig till och med storleken på den största växtätaren dinosaurier (elefanter väger några ton, max, och det största landdjuret i livets historia på jorden, de i släktet Indricotherium(toppade endast 15 till 20 ton, eller 14–18 metriska ton).

Här kommer fördelarna med gigantism in. Om en sauropod utvecklades till tillräckligt stora storlekar, tror forskarna, skulle den ha uppnått "homeothermy" det vill säga förmågan att bibehålla sin inre temperatur trots den rådande miljön betingelser. Detta beror på en husstorlek, homeothermic Argentinosaurus kunde värma långsamt (i solen, under dagen) och svalna lika långsamt (på natten), vilket ger det en ganska konstant genomsnittlig kroppstemperatur, medan en mindre reptil skulle vara prisgiven för omgivningstemperaturer på en timme grund.

Problemet är dessa spekulationer om kallblodiga växtätande dinosaurier strider mot den aktuella moden för varmblodiga köttätande dinosaurier. Även om det inte är omöjligt att en varmblodig Tyrannosaurus Rex kunde ha levt tillsammans med en kallblodigTitanosaurus, evolutionsbiologer skulle vara mycket gladare om alla dinosaurier, som trots allt utvecklats från samma gemensamma förfader, hade enhetlig ämnesomsättningar, även om det var "mellanliggande" ämnesomsättning, halvvägs mellan varmt och kallt, som inte motsvarar någonting som ses i modern djur.

North Carolina State University paleontolog Terry Gates en dag märkte att alla dinosaurier i hans forskning med beniga utsmyckningar på deras huvuden var de enorma och började utforma en teori om deras inbördes förhållandet.

Av de 111 theropodskallarna som han och hans forskargrupp undersökte hade 20 av de 22 största rovdinosaurierna beniga huvudsmycken, från knölar och horn till vapen, och bara en av dinosaurierna under 36 kg hade sådana ornament. De med funktionerna utvecklades större snabbt, 20 gånger snabbare än de utan. Mer bulk hjälpte den att överleva och jaga, för att vara säker, men prydnad kan också ha hjälpt det att vara imponerande för potentiella kamrater. Så storlek och skallefunktioner har gått ner snabbare än bristen på dem.

Om ovanstående teorier lämnar dig lika förvirrad som du var innan du läste den här artikeln, är du inte ensam. Faktum är att evolutionen lekte med förekomsten av jätte-stora landdjur under en tidsperiod på 100 miljoner år exakt en gång, under den mesozoiska eran. Före och efter dinosaurierna var de flesta markbundna varelser rimligt stora, med udda undantag (som ovan nämnda Indricotherium) som bevisade regeln. Troligtvis förklarar en kombination av teorier nr 1–4 tillsammans med en möjlig femte teori som forskarna ännu inte har formulerat, den enorma storleken på dinosaurier; i exakt vilken andel och i vilken ordning som måste vänta på framtida forskning.