Сауропод динозаврите - най-големите сухопътни животни на всички времена - тежаха до 80-100 тона и достигаха 40-50 метра дължина. Обобщавайки всички налични данни, палеонтолозите посочиха пет основни фактора, които направиха възможно развитието на гигантизъм при савроподите: отказ да се дъвче храна, бързо размножаване чрез снасяне на много малки яйца, бърз растеж, перфектна дихателна система и намаляване на метаболизма при възрастни животни в сравнение с младите
Списание Science публикува статия на палеонтолозите Мартин Сандър от университета в Бон и Маркъс Клаус от университета в Цюрих, в която авторите обобщават резултатите от години на проучване на гигантски сауроподни динозаври. По отношение на своята маса тези животни са били с порядък по-голям от най-големите сухоземни бозайници, както и представители на други групи динозаври (тероподи и орнитишиди).
Сауроподите се появяват в края на триасния период (преди около 210 милиона години). Към днешна дата палеонтолозите са описали около 120 рода сауроподи. Тези тревопасни гиганти доминирали в много сухоземни екосистеми от средната юра до края на Кредата, тоест за около 100 милиона години - два пъти по-дълъг от разцвета на големите тревопасни бозайници. По този начин сауроподите бяха много успешна и процъфтяваща група, а не изобщо „еволюционна грешка“.
Съвсем естествено учените, както и широката общественост, се занимават с въпроса: защо сауроподите станаха толкова огромни?
Не е възможно да се обясни гигантството на сауропод по някакви външни причини, въпреки че подобни опити са правени многократно. Например те се опитаха да намерят връзка между еволюционната динамика на размера на сауроподите и такива фактори като концентрацията на кислород и въглероден диоксид в атмосферата, промените в климата, морското равнище и площта на сушата - и във всички случаи се оказа, че няма значими корелации. От това авторите заключават, че ключът към мистерията на гигантството на савроподите трябва да се търси в тяхната биология.
Диаграма, илюстрираща връзката между примитивните и напреднали характеристики при най-големите тревопасни животни: бозайници, савроподи, орнитиски динозаври и съвременни влечуги. Отляво надясно: бозайници (африкански слон, жирафа, изкопаеми носорог indricotherium), савроподи (аржентинозавър, брахиозавър), орнитиски динозаври (Шантунгозавр, трицератопс), гигантска костенурка Галапагос. Фигура: от обсъжданата статия в Science
Промоционално видео:
Структурата на зъбите, устата и шията на савроподите е доста разнообразна, което показва, че те не са имали веднъж завинаги установената диета (въпреки че всички несъмнено са яли само растителни храни). Всички савроподи обаче имат една примитивна особеност, която рязко ги отличава от другите големи фитофаги - бозайници и орнитиски динозаври. Сауроподите никога не дъвчеха храна: зъбите и челюстите им бяха малки и напълно неподходящи за дъвчене. Те също нямаха навика да поглъщат камъни, за да могат с тяхна помощ да смилат погълнатата растителност в стомаха, както правят някои други динозаври и птици. Очевидно отсъствието на дъвкателен апарат се компенсира от факта, че храносмилателният тракт на сауроподите, поради чудовищния им размер, е много дълъг, така че дори и невръсната храна има време да се усвои в него.
Избягването на дъвчене на храната позволи на главата на сауропода да остане малка, което от своя страна даде възможност да се развие много дълга шия, благодарение на която сауроподите могат без усилие да достигнат до хранителни източници, недостъпни за други животни. Предполага се, че дългата шия би могла да се използва и за привличане на сексуални партньори; може би мъжките савроподи се биеха с вратовете си като съвременни жирафи. В този случай сексуалният подбор трябваше да допринесе за удължаването на шията.
За разлика от тях, повечето големи тревопасни бозайници и орнитиски динозаври са развили много мощни зъби, челюсти и дъвкателни мускули, което води до драматично увеличаване на размера на главата. Това наложи значителни ограничения върху приемливата дължина на шията.
Големите размери на тялото пораждат редица физиологични проблеми, най-важният от които е проблемът с прегряването. Освен това наличието на дълга шия затруднява навлизането на чист въздух в белите дробове (трябва да вдишвате много дълбоко, така че не само въздухът, който е останал в дългия вятър, след като предишното издишване попадне в белите дробове). Изглежда сауроподите са решили и двата проблема чрез разработването на много сложна и сложна система от „въздушни сакове“.
Въздушните сакове, най-вероятно, са се появили при общите предци на всички динозаври, подобни на гущери, тоест савроподи и месоядни тероподи, а от последните са били наследени от птици. При птиците, благодарение на въздушни сакове, свързани с белите дробове чрез сложна система от тръби и клапани, чистият въздух се пропуска през белите дробове както при вдишване, така и при издишване. Освен че засилват дишането, въздушните сакове осигуряват ефективно охлаждане на тялото. Фактът, че подобни на гущери динозаври също са имали въздушни торбички, се доказва от резултатите от изучаването на костите им (много въздушни торбички проникват в костите или оставят характерни отпечатъци върху тях). За най-новата информация за въздушните сакове при динозаврите вижте наскоро публикувана статия: Sereno PC, Martinez RN, Wilson JA, Varricchio DJ, Alcober OA и др.(2008) Доказателство за интраторакални въздушни сакове в нов хищнически динозавър от Аржентина // PLOS ONE 3 (9): e3303.
За да може гигантският размер да бъде от реална полза за сауроподите и да бъде подкрепен от селекция, сауроподите трябваше да растат възможно най-бързо. Ако животното вече е разчитало на гигантизъм - за да се предпази от хищници или да има достъп до короните на високи дървета - тогава не е изгодно то да е малко и периодът на детството трябва да премине възможно най-скоро. Междувременно сауроподите трябваше да увеличат масата си със 100 000 пъти, за да достигнат максималния си размер - рекордна цифра за влечугите, да не говорим за птиците и бозайниците (излюпеното телешко тегло тежеше само няколко килограма, а възрастен, закален динозавър много десетки тона). Хистологичният анализ на костите на сауроподи като цяло потвърждава предположението за бърз растеж, въпреки че тези данни не са напълно еднозначни. Очевидно сауроподите са достигнали полова зрялост през втората, т.е.а максималният размер - през третото десетилетие.
Такъв бърз растеж е възможен само при условие на много интензивен метаболизъм - същият като при съвременните птици и бозайници. Ако обаче метаболитният процент при възрастните сауроподи остане толкова висок, те неизбежно биха прегрели и никакво количество въздушни торбички не би могло да ги спаси. Освен това те ще се нуждаят от напълно невъобразимо количество храна. Авторите виждат само един изход от това противоречие: очевидно метаболитният процент при савроподите е висок при младостта и значително намалява с възрастта. За съжаление, палеонтолозите все още нямат преки данни за метаболизма на сауроподите.
Известно е, че всички динозаври са яйцевидни. Техните малчета се родиха малки и незащитени, но имаше много от тях. За разлика от тях, големите тревопасни бозайници раждат големи и добре защитени млади, но в много малък брой. Поради това развитието на гигантизъм при бозайниците рязко увеличава вероятността от изчезване на вида: колкото по-голямо е животното, толкова по-малко произвежда малчета и толкова по-дълго време е необходимо за възстановяване на популацията след временния й упадък. Сауроподите не бяха обвързани от това ограничение: гигантството в тях не доведе до намаляване на плодовитостта и размерът на популацията може да нарасне много бързо при благоприятни условия.
По този начин, според авторите, гигантизмът при савроподите стана възможен поради специална комбинация от примитивни и напреднали характеристики. Примитивните черти, допринесли за гигантизма, са неспособността да дъвчат храна и да снасят яйца; напреднали - бърз растеж, перфектна дихателна система и метаболизъм, променящи се с възрастта.
