Sie erreichten gigantische Ausmaße und gehören zu den größten Landlebewesen, die es jemals auf der Erde gegeben hat: die Dinosaurier. Doch die Gründe für ihr Riesenwachstum und die Frage, wie diese Giganten biomechanisch und physiologisch funktionierten, sind bisher nur unbefriedigend erforscht. Eine interdisziplinäre Forschergruppe aus Paläontologen, Physiologen, Biomechanikern, Materialwissenschaftlern und Zoologen arbeitet nun daran, den „Dino-Gigantismus“ besser zu verstehen.
Bei Dinosauriern denkt selbst der Laie unwillkürlich an riesige Geschöpfe, die unsere heutigen größten Landbewohner wie Elefanten und Giraffen wortwörtlich in den Schatten stellen. Auch wenn nicht alle Dinosaurier riesige Ausmaße hatten, so gelten doch in Bezug auf die Körpergröße die Langhalssaurier als die Rekordhalter unter den Urzeitechsen. Die größten dieser Sauropoden wogen vermutlich bis zu einhundert Tonnen, erreichten eine Länge von mehr als vierzig Metern und trugen ihren Kopf siebzehn Meter über der Erde – weitaus höher als heute die meisten Mehrfamilienhäuser sind.
Das Problem des Gigantismus
"Die Körpergröße ist das fundamentalste Merkmal, das die Ökologie eines Tieres bestimmt", erklärt der Bonner Paläontologe Martin Sander, der das Projekt „Biology of the Sauropod Dinosaurs: The Evolution of Gigantism“ koordiniert. „Zunächst wollen wir vor allem die Biologie der Riesensaurier besser verstehen“, erklärt Sander. Denn trotz langjähriger Forschung sind zentrale Fragen zum Gigantismus der Sauropoden weiterhin ungeklärt: Wie schafften es die Riesen, einen ausreichenden Blutdruck zu erzeugen, um den gewaltigen Körper mit Blut zu versorgen und wieso platzen unter diesem Druck nicht die feinen Äderchen im Gehirn? Wie bekamen sie über ihre teilweise zehn Meter lange Luftröhre den Sauerstoff in ihre Lungen und wie hielten Skelett und Muskulatur die riesigen Belastungen der Fortbewegung aus?
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Den Geheimnissen der Dinosaurier ist seit einigen Monaten ein international besetztes Forscherteam auf der Spur, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft bis zum Jahr 2007 mit 1,4 Millionen Euro unterstützt wird. Neben der Bonner Friedrich-Wilhelms-Universität sind auch die Hochschulen aus Berlin, Bochum, Flensburg, Lausanne, München, Tübingen und Wien beteiligt. In zwölf Arbeitsgruppen untersuchen die Paläontologen unter anderem das Wachstumsvermögen der Sauropoden anhand ihrer Knochenhistologie, den Energiegehalt der mesozoischen Pflanzen als Nährstofflieferanten oder wie sich die Biomechanik der Skelette aus Sicht der Materialforschung verhält.
Mögliche Lösungen für Multitonnen-Giganten
Neueste Untersuchungen haben dabei gezeigt, dass eine Besonderheit der Sauropoden vermutlich die Leichtbauweise ihrer Wirbelsäule war. Dies würde erklären, wieso die Sauropoden ihr enormes Gewicht keineswegs nur im Wasser stehend „ertragen“ konnten, sondern durchaus auf dem Festland lebten. Ähnlich wie bei Vogelknochen waren Teile ihres Knochengerüsts vermutlich luftgefüllt und nicht massiv. So beschränkte sich der eigentliche Knochen nur auf dünne Knochenwände und sowohl die Wirbelkörper als auch die Neuralbögen waren weitgehend ausgehöhlt. Damit dürfte das Gewicht der Giganten erheblich geringer gewesen sein, als bislang angenommen.
Eben diese luftgefüllten Knochen könnten auch einen Hinweis auf die Lösung eines anderen Rätsels geben – das der Atmung der Sauropoden. Denn diese könnte ähnlich wie bei den heutigen Vögeln funktioniert haben, die eine im heutigen Tierreich einmalige Durchstromlunge besitzen. Über ein ausgeklügeltes Röhrennetz strömt die Luft hierbei immer nur in eine Richtung, egal ob das Tier ein- oder ausatmet. Statt durch das Brustfell wird die Frischluft dabei durch große Luftsäcke ähnlich einem Blasebalg durch die Bronchien getrieben. Die Lunge selber bleibt starr und unbeweglich und ist in Hinsicht auf den Gasaustausch deutlich effektiver als die Säugetier- und Reptilienlunge. Sollten die Hohlräume in den Knochen der Sauropoden auch Hinweise auf eine solche Durchstromlunge sein, so würde dies gleich mehrere Probleme lösen: Etwa die Frage nach der effektiven Versorgung des Körpers mit Sauerstoff oder das Problem des zu überwindenden Totraumes in der Luftröhre beim Atmen.
Die Wissenschaftler erhoffen sich von ihren Forschungen schon bald weitere Aufschlüsse über den Stoffwechsel und die gesamte Physiologie der Dinosaurier, ihren Energieumsatz, ihre Geschwindigkeit und Beweglichkeit. Zugleich gilt es aber auch die Frage endgültig zu klären, warum die Ära der Dinosaurier vor 65 Millionen Jahren endete und der Gigantismus im Tierreich trotz aller physiologischen Anpassungen letztendlich in einer Sackgasse endete.
(Oliver Rauhut/Paläontologische Gesellschaft; Universität Bonn; Universität Flensburg, 10.06.2005 – AHE)
