Mire szolgálhattak a különös dinoszaurusz háti tüskéi?

2022.06.10.Fitos Attila

National Geographic Magyarország

Az Amargasaurus cazaui gerincoszlopán lévő hosszú csigolyanyúlványok rendeltetése évtizedek óta vita tárgyát képezi. Egy argentin dinoszaurusz-kutatók által kiadott tanulmány most izgalmasan szemlélteti, hogyan lehet modern csontszövettani vizsgálatokkal megkísérelni egy évmilliókkal ezelőtt kihalt állat küllemének rekonstruálását.

1975-ben a National Geographic Society támogatásával expedíció indult dél-amerika jura és kréta ősgerinces lelőhelyeinek feltárására. A kutatócsoport bő egy évtizeden keresztül csaknem minden évben visszatért Patagónia kietlen, félsivatagos vidékeire, ahol számos új, dinoszaurusz-maradványokban és egyéb gerinces kövületekben gazdag lelőhelyet sikerült beazonosítaniuk. A munkát egy a pályáját egyetemi képzettség nélkül kezdő, a későbbiekben viszont kivételes tudományos karriert befutó paleontológus, az argentin José F. Bonaparte vezette. A begyűjtött anyag feldolgozása az expedíciók után még évek hosszú során át tartott, az áldozatos munka azonban végül meghozta gyümölcsét. Mialatt a Bonaparte keze alá dolgozó hallgatókból nagyszerű argentin paleontológusok egész generációja nevelkedett ki, a gerinces őslénytanáról addig alig ismert ország valódi dinoszaurusz-nagyhatalommá nőtte ki magát. Ma Argentína területéről az őshüllők közel 200 nemét ismerjük, amelyek a mezozoikum mindhárom nagy időszakát, emellett a dinoszauruszok összes nagyobb csoportját lefedik. A Bonaparte expedícióin felfedezett legismertebb leletek közül talán a különleges szarvaival bikára emlékeztető ragadozó theropodát, a Carnotaurust, vagy a földtörténet leghatalmasabb szárazföldi állatai közé tartozó növényevő óriást, az Argentinosaurust érdemes kiemelni.

Az 1984-ben induló expedíció során, éppen abban az évben, amikor a Carnotaurus kövülete is napvilágot látott, előkerült egy meglepően jó épségű, különleges sauropoda csontváz. Mint kiderült, a jól ismert robusztus növényevőknek egy közepes méretű, új neméről van szó, amelyet a sírjául szolgáló, 125 millió éves rétegek mentén hömpölygő folyó után Amargasaurusnak neveztek el. Az állat – nagyjából 9-10 méteres hosszával, valamint alig 3 tonnás testtömegével – nem tartozott a roppant méretű gigászok közé, ám majd mindenben megfelelt a sauropodákat érintő formai „elvárásoknak”. Zömök, oszlopszerű végtagjai, viszonylag hosszú nyaka, arányaiban kis méretű feje, vastag, hordószerű teste és hosszú, egyre vékonyodó farka mellett azonban volt valami, amiben különbözött csoportjának többi tagjától. A gerincoszlop nyaki és háti szakaszának csigolyáin váltakozó méretű, de rendkívül hosszú, kettéágazó tövisnyúlványok sora meredt az ég felé. A kinövések némelyike, hosszát tekintve, meghaladta a hozzátartozó csigolya átmérőjének négyszeresét.

Az új fajt publikáló José Bonaparte és munkatársai körében rögvest megindult a találgatás, miként nézhetett ki az állat, mire voltak jók ezek a szokatlanul hosszú nyúlványok? Vajon védekezésre szolgáló tüskék tartóoszlopairól van-e szó? Esetleg inak, izmok és bőr fedte őket, mint egy csontos árbócok között kifeszülő, figyelemfelkeltő taréjt? Vagy netán, ahogyan azt a ma élő bölényeknél is látjuk, egy tápanyagraktárként hasznosuló, masszívabb púp része volt a különös kinövések sora? Annak ellenére, hogy az Amargasaurus máig egyetlen példánya egy kifejezetten jó állapotban fennmaradt csontváz, gerincoszlopának sajátságos bélyegei a legrejtélyesebb dinoszauruszok sorába helyezik ezt az állatot.

A vita végül még a csigolyatüskéknél is hosszabbra nyúlt. Az elmúlt bő három évtizedben elemzések egész sora igyekezett különféle módon fényt deríteni az Amargasaurus titkára. A kilencvenes években váltakozva jelentek meg a vitorla- és a szarv-elméletet támogató munkák, az új évezred első két évtizedében elvégzett újabb vizsgálatok pedig már inkább az utóbbit valószínűsítették, azaz, hogy a szóban forgó csigolyanyúlványok, legalábbis részben, elszarusodott szarvak csontos alapjai lehettek. Ezt az okfejtést támogatták az őshüllő egy újonnan előkerült közeli rokonának, a Bajadasaurusnak a csonttani bélyegei is. A 2019-ben felfedezett dinoszaurusznak az Amargasaurusnál is hosszabb és vékonyabb tövisnyúlványai voltak, melyek mindezek tetejében még előrefelé is hajlottak az állat hátán. A Bajadasaurust leíró tudósok szerint ez a struktúra nem bírta volna az inak és a bőr biomechanikai terhelését, így azt valószínűsítették, hogy a kinövések minden bizonnyal külső szarutüskék részei lehettek.

Nemrégiben egy új tanulmány látott napvilágot, amelyben az argentin Ignacio A. Cerda és kollégái az Amargasaurus fosszilizálódott csontjainak egy minden eddiginél korszerűbb és részletesebb csontszövettani vizsgálatáról számolnak be. A Journal of Anatomy tudományos folyóiratban közölt eredmények jelentős fordulatot jelentenek a vita eldöntéséhez vezető úton.

A szakemberek két dinoszaurusz fosszíliáját vizsgálták. Az Amargasaurus cazaui 1984-ben felfedezett, egyben mindmáig egyedüli, kitűnő példányán kívül kutatásuk tárgyát képezte egy másik, töredékes lelet is, amelyről rendszertani szempontból csak annyit lehetett megállapítani, hogy egy az Amargasaurus tágabb családjába tartozó, közelebbről meg nem határozható sauropoda gerincoszlopának részleges maradványairól van szó. Polarizációs mikroszkóppal tanulmányozták a megkövült csontok felületét és keresztmetszetük mikroszerkezetét, a tömör és szivacsos állományok egymáshoz viszonyított arányát, valamint következtettek a csontnövekedések fokára, a vérellátottság mértékére, az érhálózat és a különféle kötőszövetek eloszlására és irányultságára, továbbá tanulmányozták a csontok ciklikus növekedési vonalait.

A kimerítő elemzés némi áldozattal is járt, ugyanis mindehhez fizikai mintát kellett venni a leletekből: egy gyémántvágóval 20 mm-es darabokat vágtak ki a kövületek arra alkalmas pontjairól. Az anatómiai adatok megőrzése érdekében ezt a barbárnak hangzó műveletet természetesen megelőzte a csigolyák gondos digitális dokumentálása, a kivágott idomokat pedig öntvénnyel pótolták.

A munka elsődleges célja a fent már ismertetett két fő hipotézis, a szarutüske-elmélet és a vitorlaelmélet tesztelése volt, azaz bizonyítja-e bármi azt, hogy a csigolyák nyúlványait egykor valamilyen szaruváz borította, illetve vannak-e arra vonatkozó nyomok, hogy a kinövések elülső és hátulsó felületéhez az állat életében lágyszövetek tapadtak.

Annak ellenére, hogy egy nem túl régi, 2019-ben kiadott tanulmány megállapításai szerint legalább a hátsó két tövisnyúlványnak volt egy szarvszerű szarutokja, az idei, részletes vizsgálatok eredményei ezt végül cáfolták. A korábbi feltételezés alapjául az Amargasaurus kinövéseinek hátsó oldalán felfedezett hosszanti barázdák szolgáltak, amelyekhez hasonlók a mai, elszarusodott szarvval rendelkező állatoknál figyelhetők meg. Az új vizsgálat ennél jóval alaposabban körüljárta a témát, és a fosszilis maradványokéhoz hasonló aprólékossággal, azonos eljárással vizsgálták meg egy mai házi kecske szarvának belső csontszöveteit, valamint egy vadló patájának belső ujjpercét. Manapság ezeknek az elemeknek mindegyikét elszarusodott burok fedi tulajdonosaik élete során. A mai állatok csontjának felületén a szarus kéreg számos olyan nyomát sikerült azonosítani, amelyek már több korábbi kutatás irodalmában is fellelhetők. Jól látható ideg- és érrendszeri barázdák a csont felszínén, idegvégződések likacsos nyomai, valamint a puhább és az elszarusodott bőr közötti rés helyén jellegzetes, ajakszerű csontkinövések jelzik, ha az adott felületen valaha szarukéreg foglalt helyet. Mivel az Amargasaurus maradványain ezeknek a nyomoknak egyikét sem sikerült megfigyelni, sőt, végül a 2019-es cikkben leírt hátoldali barázdák is csak utólagos, halál utáni sérülésnek bizonyultak, a szakértők kizárták, hogy a különleges dinoszaurusz hosszú csigolyanyúlványai valaha is szarutüskékkel érintkeztek volna.

Egészen más volt a helyzet a vitorla-elmélet igazolását illetően, ezt az elemzés során szempontok egész sora támogatta.

Először is, az összes mintán kristálytisztán kivehetőek voltak bizonyos jellegzetes nyomok, amelyeket a csontot és a csonthártyát összekötő, ferdén futó kötőszövetek, az úgynevezett Sharpey-féle rostok hagynak maguk után. Ezekről a rostokról tudjuk, hogy a csonthártya felületén csatlakozhatnak szaruhoz is, de ugyanígy köthetők izmokhoz, inakhoz, vagy akár még bőrszövetekhez is. A Sharpey-rostok puszta jelenléte tehát önmagában nem bizonyítja sem a szaruborítás hiányát, sem a bőrvitorla jelenlétét. A nyomok eloszlása és egymáshoz viszonyított irányultsága a csontok felületén azonban utalhat arra, hogy a nyúlványok mely részéhez kapcsolódhatott nagyobb valószínűséggel lágyszövet, illetve, hogy ezeken a területeken milyen típusú szövetek boríthatták a csontot. Ezek alapján Cerda és társai arra a következtetésre jutottak, hogy a kiálló csontképleteket jó eséllyel köthette össze egy inakból és bőrből álló kétsoros vitorla az állat nyakán és hátának elülső részén. A feltételezést támogatják még a csont felületének magas vérellátottságára, valamint a csont aránylag gyors növekedési ütemére utaló jelek is. Ezek mind azt sugallják, hogy az állat hosszú tövisei nem egy elhalt szarukéreg alapjai voltak, hanem egy vérbő, puha szövetekből álló környezet részei.

Érdekes eredményre jutottak a fosszilis csontok sűrűségének vizsgálatakor is. Azt tapasztalták, hogy a csontanyag szivacsos és tömör állományának aránya eltérő a csigolyanyúlványok különböző részein. Az elülső oldalon a csont tömörebb volt, és noha ez a sűrűbb állomány kiterjedt a nyúlványok oldalaira is, a hátsó oldalt mindegyik mintánál kevésbé sűrű, szivacsosabb szerkezetű anyag alkotta. Ez arra utal, hogy a nyúlvány elején inkább nyomóerő, míg a hátulján főként húzóerő hatott. Ha az Amargasaurus hátán szabadon álló tüskék lettek volna, ezek a hatások épp fordítva jelentkeztek volna. Sokkal valószínűbb, hogy az előrefelé irányuló nyomóerőt a nyúlványok közötti inak és izmok okozták, különösen akkor, amikor az állat legelés közben lehajtotta a fejét.

A meghosszabbodott tövisnyúlványok által összekötött vitorlaszerű háti taréj egyáltalán nem ismeretlen a négylábú gerinces állatok történetében. Jó példa a földtörténeti ókor végéről ismert synapsida csoport néhány képviselője, mint például a Dimetrodon, vagy az Edaphosaurus, de a dinoszauruszok körében is előfordult, például a popkultúrában rendkívül népszerű Spinosaurus-félék körében. Ami a funkcióját illeti, mint oly sok esetben az ősállatok vizsgálatakor, leginkább csak a mai állatvilágban előforduló példákra alapozva bocsátkozhatunk feltételezésekbe. Egy ilyen háti vitorla szolgálhat a szexuális vonzerő növelésére párzáskor, lehet a fajtársakkal való versengés, vagy esetleg más ragadozó állatok elrettentésének az eszköze. Tekintettel arra, hogy az Amargasaurusnak eddig mindössze egyetlen példánya került elő, de még a tágabb Dicraeosauridák csoportjának fosszíliarekordja is túl szegényes, a csoport nemi kétalakúságára irányuló vizsgálatok egyelőre lehetetlenek. És amíg nem tudjuk, hogy csak a hímek, vagy csak a nőstények rendelkeztek ezekkel a bizonyos vitorlákkal, addig az azok rendeltetésével kapcsolatos bármilyen okfejtés sem más, mint puszta spekuláció.

#Patagónia #theropoda #tüske