Dinosaurier? Jeder weiß was Dinosaurier sind! Jedes Kind kann im Schlaf mehr Dinosaurier als einheimische Tiere aufzählen. Doch ist wo Dinosaurier drauf steht, auch tatsächlich ein Dinosaurier drin? Versuch einer Klarstellung.
Was ist wahr? Was ist falsch? Was ist Fake? Und was ist Fakt? Viele Menschen, und ich spreche mich hier keineswegs frei, gebrauchen zahlreiche Begriffe, Meinungen und Informationen sehr leichtfertig. Wie soll man auch jedes Detail, jeden Fakt oder jede Nachricht ausgewogen recherchieren, verarbeiten und prüfen? Wer weiß zum Beispiel was ein Gen ist (Auflösung unten)? Diesen Begriff hat doch jeder schonmal verwendet und in mehr oder weniger wohlwollender Art und Weise angewandt. Doch fragt die Leute, wenn sie diesen Begriff gebrauchen, einmal was er eigentlich bedeutet. Gestammel oder Schweigen werden die wahrscheinlichsten Reaktionen sein.
Genauso mit den Dinosauriern! Alles was groß, urig und martialisch ist, und dazu noch irgendwie nach Echse aussieht, wird heute als Dino klassifiziert. Allerdings ist es mehr oder weniger klar geregelt was ein Dino ist und viele dieser Individuen, welche oft als Dinosaurier betitelt werden, sind in Wahrheit ganz anderen Tiergruppen zugehörig.
Beginnen wir zum Beispiel mit diesem Kameraden hier:
Abb. 1 Dimetrodon, ein Vertreter der Pelycosaurier. Made by Chapper - unrestricted use allowed
Viele werden dieses Geschöpf wahrscheinlich als Dinosaurier identifizieren. In den neunziger Jahren gab es nach dem ersten Teil von Jurassic Park auch Spielzeug und dort war unter anderem auch ein Dimetrodon dabei. Der Dimetrodon (ein Pelycosaurier) war allerdings kein Dinosaurier, sondern ein Vertreter oder Vorfahre der sogenannten säugetierähnlichen Reptilien bzw. Synapsiden [1]. Was das genau ist werden wir weiter unten besprechen.
Kommen wir zu einem anderen „Dino-Fake“:
Abb.2 Mosasaurus. Made by Chapper - unrestricted use allowed
Die meisten Leute, die den Film Jurassic World gesehen haben kennen ihn. Es ist die Echse(!), die am Ende diesen rekombinanten Über-Dino wegschnappt. Doch auch hier handelt es sich nicht um einen Dino, sondern um eine Echse [2]. Wo der Unterschied ist, sehen wir gleich.
Nun werden die Leute natürlich denken: Ok, dann sind aber bestimmt die anderen riesigen Tiere mit langem Hals, zumindest Dinos, so wie er hier:
Abb. 3 Ein Plesiosaurier. Made by Chapper - unrestricted use allowed
Nein, tut mir leid. Auch „Nessi“, wenn es diese Gestalt überhaupt geben sollte, würde nicht die Kriterien eines Dinos erfüllen.
Hhhhmmm, blöde Sache. Aber wenn PelycoSAURUS, MosaSAURUS und PlesioSAURUS keine Dinosaurier sind. Wie sieht es dann mit den Flug- oder Pterosauriern aus?
Abb. 4 Ein Ptero- bzw. Flugsaurier. Made by Chapper - unrestricted use allowed
Sorry, aber auch hier liegt ihr leider komplett falsch. Flugsaurier sind keine Dinosaurier!.
Ja, aber was sind denn nun eigentlich Dinosaurier? Ist der König der Dinosaurier T-Rex, denn nun auch kein Dinosaurier?
Abb. 5 Tyrannosaurus rex. Made by Chapper - unrestricted use allowed
Keine Sorge bei Gestalten wie Tyrannosaurus rex, Triceratops oder Stegosaurus, sowie den Langhälsen an Land, liegt der Leser meist goldrichtig. Dies sind wahrhaftige Dinosaurier.
Jetzt werden die Leute eventuell feststellen: „Alles klar Chapper, dann sind Dinos eben alle brutalen Reptilien an Land, mit Ausnahme der Synapsiden (was auch immer das ist), die längst ausgestorben sind!“
Nein, leider stimmt auch dies nicht. Dinosaurier sind bei weitem nicht ausgestorben. In der Tat sind Dinosaurier heute eine der erfolgreichsten Tierklassen überhaupt. Schaut aus dem Fenster, dann kommt bestimmt gleich einer vorbei. Der hier zum Beispiel:
Abb. 6 Ein Rotkehlchen. Made by Chapper - unrestricted use allowed
Vögel sind die Dinosaurier der Gegenwart!.
Tatsächlich hatten die Dinosaurier mehr gemeinsam mit den Vögeln, als mit den meisten Echsen, Krokodilen oder Schlangen.
Viele Menschen sehen die Dinosaurier heute als plumpe, idiotische, brutale und verfressene Monster an, die als Konsequenz ihrer degenerierten Art und Weise zwangsläufig aussterben mussten. In Wahrheit waren und sind die Dinosaurier enorm innovatorische Lebewesen.
Lasst uns einen Blick auf den „Tree of Life“ werfen:
bb. 7 Der „Baum der Lebens“. Fantasy-Darstellung von Chapper. Beachtet bitte, dass nur die für mich wichtigen Aussterbeereignisse durch Totenköpfe markiert sind. Der rote Pfeil markiert den ersten nachweisbaren Dinosaurier vor 230 Millionen Jahren, den Eoraptor. Der blaue Pfeil zeigt den Säugerast an, welcher sich vor ca. 180 Millionen Jahre mit Entstehung der Kloakentiere, später mit den Beuteltieren (vor etwa 140 Millionen Jahre) und danach mit den Plazentatieren (vor ca. 100 Millionen Jahre) endgültig vom Reptilienpfad abspaltete. Made by Chapper - unrestricted use allowed
Am Anfang des Lebens, welches vor vielleicht 3,5 Milliarden Jahren begann, spielte sich alles im Wasser ab. Die ersten Einzeller gestalteten unseren Planeten. Bildeten irgendwann Sauerstoff. Kooperierten gemeinsam und formten größere Zellverbände bis schließlich vor mehr als 800 Millionen Jahren die ersten Tiere in Form von z.B. Schwämmen entstanden [1]. Später spalteten sich wurmartige Lebewesen ab, die schon sowas wie einen Darm besaßen. In der „Kambrischen Explosion“ kamen schließlich Tiere mit festen Schalen und ähnlichem auf [3]. Wahrscheinlich waren dies Maßnahmen, um den erhöhten Mineralstoffgehalt der Meere, verursacht durch vulkanische Aktivität, zu kompensieren. Die ersten Schalen und Skelette waren demnach Notlösungen [3]. Die mit der „Kambrischen Explosion“ rasant entstandenen Vielzahl an Lebewesen führte zu verschiedenen Spezialisierungen. Viele Tiere fraßen jetzt nicht nur Schwebteilchen oder ähnliches, sondern begannen immer mehr auch Jagd auf ihre Kollegen zu machen. Als Anpassung an diese neue Form der Auseinandersetzung traten die ersten Lebewesen mit Köpfen, sowie komplexeren Sinnesorganen auf [4]. Ein guter Rundumblick war die Garantie zum Überleben. Noch wichtiger wurde es auch immer kraftvoller zuzubeißen. Die ersten kiefertragenden Fische kamen auf. Wie bei jedem Boom erreichte das Leben aber auch hier schließlich einen Sättigungspunkt. Alle Nischen waren besetzt. Es gab viele Neider, Konkurrenten und Feinde. Wer nicht an der „Spitze des Lebens“ saß, musste sich etwas einfallen lassen. Die Top-Innovation in den Zeitaltern Ordovizium, Silur und Devon bestand demnach darin neue Horizonte zu entdecken [1, 4, 5]. Das Land!
Der Landgang brachte sowohl Vor- als auch Nachteile mit sich. Der Vorteil war eindeutig, dass so gut wie keine Konkurrenten an Land waren. Der größte Nachteil war aber die Abwesenheit der vertrauten Feuchte. Mehr als drei Milliarden Jahre spielte sich alles im Wasser ab. Wasser bietet so viele Vorteile: Auftrieb, flotierende Nahrung, Abschirmung gegen kosmische Strahlung, (±)konstante Temperaturen wegen der hohen Wärmekapazität, moderate Exposition zu Sauerstoff, welches mitunter stark reaktiv sein kann [1].
Die Pioniere an Land mussten nun auf all die Vorteile des Wassers verzichten. Außerdem mussten Sie sich aufrichten, um der Schwerkraft zu trotzen. Sie brauchten demnach neue Extremitäten. Auch neue Einrichtung zum Schutz vor Strahlung mussten entstehen. Dazu kam ein vergleichsweise hoher Gehalt an Sauerstoff. Die anfallenden Radikale mussten entgiftet werden. Die Biochemie, Physiologie und Anatomie mussten sich rapide ändern, um mit der neuen Freiheit etwas anfangen zu können [5].
Noch viel entscheidender war allerdings, dass die Fortpflanzung an Land nicht mehr so einfach funktionierte wie im Wasser. Im Wasser konnten die Tiere machen was sie wollten, die Brut blieb gewissermaßen immer schön frisch. Im Gegensatz dazu war an Land die Entwicklung von Strategien erforderlich, die ein Austrocknen des Geleges verhinderten. Zunächst waren das Verhaltensanpassungen. Wie auch heute noch kehren Amphibien zeitweilig ins Wasser zurück, wo sie ihre Jungen abgelegen oder zumindest irgendwie feucht halten [1]. Das Gelege hat keinen eigenen Verdunstungsschutz, die Nähe zum Wasser ist eine absolute Notwendigkeit.
Der Nachteil bestand allerdings darin, dass so keine nennenswerten Expansionsbewegungen möglich waren. Der nächste große Schritt von den Küsten ins Landesinnere erforderte somit neue Innovationen. Diese Innovationen bestanden im Wesentlichen darin sowohl die Körperoberfläche, als auch die Eier vor Verdunstung zu schützen. Es bildeten sich die Amniota [1]!
Wie kann das gewährleistet werden: Indem 1. die Haut nicht mehr feucht ist, 2. die Eier eine feste Schale aufweisen, 3. der sich entwickelnde Embryo permanent von Flüssigkeit umgeben und 4. Das Lebewesen nach dem Schlupf mehr oder weniger fertig ist. Die Brut der Frösche beispielsweise ist bis zum adulten Stadium noch als Kaulquappe unterwegs [1]. Trocknet der Tümpel aus, war’s das. Die Nachkommen der Amniota haben diese Probleme nicht. Einmal geschlüpft, werden diese nicht so schnell verschrumpeln.
Die Amniota waren also die Gruppe, welche nach Entwicklung dieser Grundprinzipien eine rasante Ausbreitung über den damaligen Megakontinent Pangäa antreten konnte. Es kam zu verschiedenen Aufspaltungen und eine dieser Aufspaltungen brachte die Dinosaurier hervor [4].
Wie bereits bei unseren Cryptos, so waren auch bei den Amniota unterschiedliche Ausprägungen dabei. Und auch damals hätte niemand sagen können wer am ehesten das Rennen macht. Prinzipiell war alles möglich. Das Leben begann wie so oft zu experimentieren. Einer dieser Experimente war die Beschaffenheit der Schädel.
Abb. 8 Schädelfenster der Amnioten. Grau = Schädelfenster, über welches alle verfügen. Rot = zusätzliche bzw. unterschiedliche Schädelfenster. Made by Chapper - unrestricted use allowed
Der Schädel ist der Teil des Körpers, welcher sprichwörtlich entscheidet wo es lang geht. Je perfekter ein Schädel konstruiert ist, desto eher ist ein Überleben möglich.
Insgesamt gibt es vier Hauptprinzipien der Schädelkonstruktion bei Amnioten (Abb. 8) [4]:
Der anapside Schädel stellte eine der frühsten Formen dar und wurde vor allem bei einigen der ersten Reptilien wie Hylonomus und Paleothyris beobachtet. Heute kommt dieser Typus noch bei den Schildkröten vor. Letzteres ist aber Gegenstand heftiger Kontroversen. Es ist unklar, ob Schildkröten nicht eigentlich Diapsiden sind, die sich sekundär in Anapsiden zurückentwickelten. Demnach wären Anapsiden heute ausgestorben!
Einen Schritt weiter gingen die Synapsiden zu denen Pelycosaurier wie unser Dimetrodon gehörten (Abb.1). Charakteristisch war ein Fenster mehr im Schädel, weshalb neben einer Einsparung von Gewicht und Ressourcen bei der Schädelbildung, auch zusätzliche Ansatzstellen für verschiedene Muskeln bereitgestellt werden konnten. Somit ist prinzipiell eine effizientere Kopfbewegung und flexibleres Zubeißen möglich. Warum heißen die Pelycosaurier „säugetierähnliche Reptilien“? Nun, weil es sich de facto um Reptilien handelte (sie starben alle am Ende des Perm vor 250 Millionen Jahren aus), die aber über einen Schädel verfügten, welcher dem eines Säugers glich. Richtig gehört: Der Leser dieses Artikels ist von der Schädelkonstruktion her mit den Synapsiden verwandt. Du bist synapsid!
Ähnlich den Synapsiden sind die Eryapsiden. Das zusätzliche Schädelfenster dieser Truppe liegt aber wesentlich höher als jenes der Synpasiden und ist auch ein wenig kleiner. Zu diesen Vertretern gehörten die Plesiosaurier, Ichtyosaurier und Nothosaurier. Alle Vertreter der Eryapsiden sind somit heute ausgestorben.
Der letzte Schädeltypus der Amniota ist jener der sogenannten Diapsiden, erkennbar an den zwei zusätzlichen Schädelfenstern. Zu diesen gehören neben Echsen (einschließlich Mosasauriern, siehe Abb.2), Krokodilen und Schlangen, auch Vögel Pterosaurier (Abb. 4) und Dinosaurier. Es gibt übrigens die These, dass Eryapsiden eigentlich auch verkappte Diapsiden waren, aber ich denke eure synapsider Schädel sind auch so schon ganz gut in Wallung.
Wir können also festhalten, dass Pelycosaurier keine Dinosaurier sind, weil sie definitiv einen anderen Schädelbau aufweisen. Ferner wären Plesiosaurier auch nicht dazuzuzählen wegen ihres eryapsiden Schädels.
Was ist aber mit all den anderen? Warum sind Pterosaurier, Mosasaurier oder gar Krokodile keine Dinosaurier?
Hierfür müssen wir noch etwas weiter in die Wirbeltieranatomie einsteigen. Dies ist allerdings kein leichtes Unterfangen, denn zum einen würde es spezifische anatomische Kenntnisse beim Leser voraussetzen und zum anderen den Rahmen dieses Artikels mehr als sprengen.
Am markantesten und gut zu merken ist, dass bei Dinosauriern das sogenannte Antorbitalfenster (das ist das Schädelfenster in grau, Abb. 8) erweitert ist. Bei Krokodilen beispielsweise wird es mitunter stark reduziert [4, 6].
Zusätzlich sind bei Dinosauriern die Zehen des vierten und fünften Strahles an den Vorderfüßen stark zurückgebildet oder fehlen ganz. Bei Krokodilen sind diese z.B. vollzählig [2, 4, 6, 7].
Weiterhin besitzen Echsen und auch Schlangen einen paarigen Deckknochen auf ihrem Schädeldach, welcher als Postfrontale bezeichnet wird. Dieser fehlt bei Dinosauriern [4, 6].
Und es gibt noch eine Reihe weiterer anatomischer Finessen, allerdings will ich dem Leser dies jetzt nicht weiter antuen.
Wichtig ist zu verstehen, dass die Unterscheidung in erster Linie auf anatomischer Ebene erfolgt. Die bloße Betrachtung eines urzeitlichen Untiers lässt keine Rückschlüsse darauf zu, ob es sich um einen Dinosaurier handelt oder nicht.
Andere Merkmale, die seit längerem diskutiert werden betreffen die Atmung der Dinosaurier.
Die Atmung der Vögel ist wesentlich effizienter als unsere Atmung [8]. Der Grund ist nicht nur, dass die Oberfläche durch die Bildung von sogenannten Parabronchien stark vergrößert ist (etwa 5- bis 8-fach im Vergleich zu Säugerlungen gleicher Größe). Auch, dass sich die sauerstoffreiche Luft (anderes als bei uns) in Gegenstromrichtung zum Blutfluss bewegt, wodurch die Sauerstoffaufnahme maximal wird, ist nicht die Hauptursache. Die Hauptursache ist, dass die Vogellunge quasi starr ist und nur durch „Blasebälge“ durchlüftet wird. Diese Blasebälge (sogenannte Luftsäcke) sind im ganzen Vogelkörper verstreut und verleihen den Vögeln, neben ihren Hohlknochen, eine zusätzliche „Leichtigkeit“ [2, 7]. Insgesamt gibt es neun Luftsäcke im Vogelkörper, ich habe euch der Einfachheit halber nur zwei dargestellt (Abb.9). Beim ersten Einatmen wird die Luft in Luftsack 1 eingesogen, dann wird ausgeatmet. Die Luft gelangt allerdings nicht nach außen, sondern in die Parabronchien. Hier findet der Gasaustausch statt. Beim nächsten Einatmen gelangt die Luft aus den Parabronchien in Luftsack 2 und dann beim letzten Ausatmen schließlich tatsächlich nach außen. Die Vögel müssen demnach zweimal ein- und ausatmen [8]. Was sich jetzt unnötig kompliziert anhört, ist in Wahrheit enorm effizient und genial.
Abb.9 Vergleich Lunge von Säugern & Co. mit der Vogellunge. Made by Chapper - unrestricted use allowed
Wir atmen einmal ein und einmal aus, fertig. Jedoch enden unsere Bronchien quasi blind, weshalb diese niemals „leer“ sind. Stets vermischt sich sauerstoffreiche Luft mit bereits abgereicherter Luft [8]. Außerdem gibt es kein Gegenstromprinzip wie ihr seht. Die Vögel sind in der Lage ihre Parabronchien immer vollständig zu durchlüften. Der Sauerstoffpartialdruck in den Parabronchien ist somit stets maximal und durch das Gegenstromprinzip ist die Überführung ins Blut außerordentlich effizient. Durch diesen evolutionären Geniestreich sind die Vögel in der Lage Stoffwechselleistungen zu vollbringen, welche uns vor Neid erblassen lassen [6-8].
Lange wurde diskutiert ob Dinosaurier auch eine Vogellunge inklusive Luftsäcke besaßen. Mehr und mehr konnten Belege gefunden werden, dass es tatsächlich so war [9, 10]. Außerdem wiesen auch Dinosaurier Hohlknocken auf, in welche die Luftsäcke „eingebaut“ waren [2, 7]. Durch diese Innovation waren selbst die riesigsten Sauropoden (für ihre Verhältnisse) „federleicht“.
Ich muss zugeben so ganz weiß ich noch nicht, ob man das als 100% bewiesen deklarieren kann. Manche Autoren sagen, dass es tatsächlich genau so war, andere argumentieren, dass es so gewesen sein muss, halten sich aber noch etwas zurück.
Ich bin wie immer auch vorsichtig und sage: „Physiologie und Knochenbau der Dinosaurier waren eher mit den Vögeln als mit (anderen) Reptilien vergleichbar.“
Demnach wäre dies ein weiterer Unterscheidungspunkt, welcher die Dinosaurier und Vögel von den Echsen, Schlangen und Krokodilen trennt.
Darüber hinaus kommen noch Federn mit ins Spiel.
Viele Din