Stádo juvenilních ornitomimidů uvízlé v bahně - nová studie

Nová studie amerického paleontologa Davida J. Varricchia, na které se ale podílí i další paleontologové včetně slavného Paula C. Serena, se zabývá sociálním chováním dinosaurů. Už v úvodu studie autoři poznamenávají, že lokality, na kterých dominuje jediný dinosauří druh, byly vždy využívány pro získání poznatků o růstu, stádním chování, společenstvích a populační struktuře. Autoři zde vyjmenovávají studie od roku 1917 až po současnost. Zároveň zdůrazňují četné nevýhody takových lokalit, mezi které patří disartikulace (oddělení kostí), přesuny mršiny nebo kostí a ztráta materiálu kvůli povětrnostním vlivům nebo mrchožroutství. Tyto faktory komplikují sestavování modelů chování nebo paleoekologie. Nová studie se zabývá právě takovýmto typem nálezu - hustým nahromaděním koster jediného druhu, Sinornithomimus dongi, ze svrchnokřídové formace Ulansuhai ve Vnitřním Mongolsku. Při předchozích výkopech bylo nashromážděno 14 koster juvenilních jedinců, vykazujících podobný způsob fosilizace a nejevících žádné známky zvětrávání a pouze malé známky posmrtného přesunu. Přestože výjimečná zachovalost těchto exemplářů již byla v literatuře zmíněna (uvedeny jsou studie Kobayashi et al., 1999 a Kobayashi & Lü, 2003), okolnostem jejich zvláštního nahromadění se tyto studie vyhnuly.

Nová studie tvrdí, že stádo zůstalo uvězněno v bahně podél břehu vysychajícího jezera. Svědčí o tom shodný způsob jejich smrti a jejich uspořádání. V moderním prostředí je takovýto způsob uhynutí živočichů poměrně vzácný a vyžaduje určitou viskozitu půdy obvykle vznikající při částečném vysychání vodou nasycenách sedimentů. Fakt, že půda formace Suhongtu byla v době uhynutí sinornitomimů nasáklá vodou, lze pokládat za potvrzený - svědčí o něm hluboký průnik končetin a ocasů do podkladu a tvar stop v podobě písmene V. Přítomnost pískem vyplněných prasklin v zaschlém bahně a skořepatců (ostrakodů) blízko fosilizovaných koster zase naznačuje postupné vysychání. Je třeba připomenou, že tento způsob smrti zvířat není ve fosilním záznamu nijak neobvyklý a postihl velké množství pozemských obratlovců, bipedních i kvadrupedních, velikostí kolísajících od mnohatunových dinosaurů po hříbata. Sinornitomimové zřejmě podobně jako současní živočichů uvízlých v bahně zemřeli na dehydrataci, vyhladovění nebo se staly obětí predátorů - možná je samozřejmě i souhra těchto faktorů. Nasvědčuje tomu jejich posmrtná pozice a prezervační vzorec, který zahrnuje sklánějící se končetiny a přednostní zachování těch částí těla, které se ocitly v bahně - tj. především končetin, hlava zůstala na úrovni povrchu.

Neúplná mapa naleziště, mapa lokality Suhongtu a orientační data. Hlavní obrázek znázorňuje severní a centrální část lokality a je na něm zakreslena poloha 12 z celkových 13 fosilizovaných koster. Vložená mapka v horním pravém rohu ukazuje geografickou polohu lokality - ta je asi 90 km vzdálená od města Bayan Mod. Kruhovitý diagram blíže levému okraji obrázku zobrazuje polohu jednotlivých koster (čísla značí počet). Zrcadlový diagram blíže pravému okraji znázorňuje polohu izolovaných kosterních elementů.

Formace Ulansuhai leží v jižní části poušti Goby, v autonomní oblasti Čínské lidové republiky Vnitřní Mongolsko. Radiometrické datování vulkanických hornin ukazuje na stáří maximálně 92 milionů let. Konkrétní lokalita s fosilizovanými kostrami sinornitomima leží odhadem 30 km severozápadně od města Suhongtu (viz mapka v obrázku nad tímto odstavcem). Fosilie jsou zachovány v přibližně 1,3 metru silné vrstvě složené převážně z červeného a modrošedého jílovce prokládaného prachovcem. Podrobnější informace o sedimentologii lokality si kdokoli může přečíst v samotné studii (viz odkaz pod článkem). Studie obsahuje i podrobnou tabulku všech 13 koster (současné vykopávky totiž vyzvedly dalších 13 koster). Délka jejich femuru kolísá ve značném rozsahu od 18 centimetrů (exemplář LH PV11) po 36,4 centimetru v případě exempláře LH PV7. Většinu materiálu tvoří žebra, pouze ve dvou případech je přítomna lebka. Tři kostry mají zachovalé přední končetiny. Přítomny jsou někdy i kaudální a dorsální obratle, případně břišní žebra (gastralia). Z materiálu exemplářů LH PV5, LH PV6 a LH PV7 byly odebrány vzorky pro histologický rozbor. Ten spolu s jednoduchým měřením kostí potvrdil, že se ve všech případech jedná o juvenilní jedince.

Rozložení velikosti mezi juvenilními a subadultními exempláři z naleziště Suhongtu. Chybějící stadia mláďat velmi nízkého věku a dospělých jedinců jsou vyznačena šedou barvou. Tmavší oranžovou barvou jsou vyznačeny exempláře popisované studií Varricchio et al., 2008, světlejší potom exempláře odkryté už dříve (viz studie Kobayashi and Lü 2001)

Populační strukturu a socialitu studie analyzuje velmi podrobně. Zatímco nejmenší dva jedinci mohli mít věk v rozmezí jednoho až dvou let, žebro největšího exempláře ukazuje na stáří minimálně 7 let. Konkrétní charakteristiky kostí končetin ukazují, že ve věku, kdy zemřeli, tito dinosauři stále rostli značnou rychlostí. Z toho plyne, že stádo sinornitomimů sestávalo výhradně z juvenilních a subadultních jedinců ve věku jednoho až sedmi let. Nahromadění koster juvenilních jedinců bylo pozorováno i u jiných nepatčích dinosaurů, včetně terizinosaura rodu Falcarius (Zanno & Erickson, 2006), diplodokidního sauropoda (Myers & Storrs, 2007), ankylosaurida rodu Pinacosaurus (Jerzykiewicz et al., 1993), ceratopů (Gilmore, 1917; Lehman, 2006; Zhao et al., 2007) a několika ornitopodů (Forster, 1990; Varricchio & Horner, 1993; Scherzer, 2008; Scherzer & Varricchio, 2005; Garrison et al., 2007). Interpretace těchto nálezů jako příkladů sociálního chování dinosaurů byla ale kvůli nejistotám v tafonomii nejistá. Až nález ornitomimidů ze Suhongtu prokázal, že i předchozí nálezy znamenaly skutečný behaviorální signál. Mezi žijícími archosaury - krokodýly - jsou přitom taková společenství juvenilních jedinců spíše neobvyklým jevem. Studie uvádí tři rysy, podporující družnost nedospělých jedinců: (1) vejcorodost a relativně malá mláďata; (2) rozsáhlá ochrana vajec a mladých jejich rodiči a (3) několikaleté období růstu předcházející sexuální dospělosti. Zda je ale družnost nedospělých jedinců zaznamenaná u neptačích dinosaurů a recentních ptáků sdíleným odvozeným znakem (synapomorfií), zůstává nejasné. Stejné rysy jsou skutečně přítomné u pštrosa (Struthio camelus) nebo vrány (Corvus corax), u kterých také dochází ke sdružování mláďat, suabdultních jedinců a dospělců do skupin se smíšeným věkem, podobně jako pozorujeme u sinornitomima v Suhongtu. Studie však vzhledem k vzácnosti takového chování mezi žijícími ptáky preferuje hypotézu, podle kterého se toto chování vyvinulo u ptáků nezávisle.

Příčné řezy kostmi při histologickém rozboru. Obrázek A zachycuje příčný řez holenní kostí menšího exempláře (LH PV5, délka femuru = 21,6 cm). Obrázek B zachycuje příčný řez holenní kostí velkého exempláře (LH PV7, délka femuru = 36,4 cm). Obrázek C zachycuje příčný řez vnějšími vrstvami holenní kosti exempláře LH PV7.

Zdroj (včetně obrázků):

Varricchio et al., 2008

Abstrakt studie:

Varricchio, D.J., Sereno, P.C., Zhao, X., Tan, L., Wilson, J.A., and Lyon, G.H. 2008. Mud−trapped herd captures evidence of distinctive dinosaur sociality. Acta Palaeontologica Polonica 53 (4): 567–578.

A unique dinosaur assemblage from the Cretaceous beds of western Inner Mongolia preserves geologic and paleontologic data that clearly delineate both the timing and mechanism of death. Over twenty individuals of the ornithomimid Sinornithomimus dongi perished while trapped in the mud of a drying lake or pond, the proximity and alignment of the mired skeletons indicating a catastrophic mass mortality of a social group. Histologic examination reveals the group to consist entirely of immature individuals between one and seven years of age, with no hatchlings or mature individuals. The Sinornithomimus locality supports the interpretation of other, more taphonomically ambiguous assemblages of immature dinosaurs as reflective of juvenile sociality. Adults of various nonavian dinosaurs are known to have engaged in prolonged nesting and post hatching parental care, a life history strategy that implies juveniles spent considerable time away from reproductively active adults. Herding of juveniles, here documented in a Cretaceous ornithomimid, may have been a common life history strategy among nonavian dinosaurs reflecting their oviparity, extensive parental care, and multi−year maturation.