Účel hřebenů u lambeosaurinů - pokročilá komunikace kachnozobých dinosaurů

Teorie, že bizarní hřebeny na hlavách hadrosauridů ("kachnozobých dinosaurů") sloužily k vydávání zvuků a byly tak významné pro komunikaci a sociální chování, není nová. Potvrzuje jí i nová studie, prezentovaná na výročním zasedání Society of Vertebrate Paleontology v Clevelandu (stát Ohio). Na studii se podíleli vědci z University of Toronto, Ohio University a Montana State University. Analýzu CT skenu vedli Lawrence Witmer a Ryan Ridgely z Ohio University's College of Osteopathic Medicine. Podle výsledků skenování dýchacích cest hadrosaurů počítačovou tomografií došli paleontologové k závěru, že zvuk vydávaný těmito dinosaury se měnil podle věku, spolu s tvarem a velikostí hřebene. Kachnozobí dinosauři zřejmě také mohli podle "hlasu" odlišit jednoho jedince ve stádu od druhého. Jak poznamenává Witmer, vědci byli překvapeni velikostí mozkových center spojených s vyššími kognitivními funkcemi (čili schopností zpracovávat data ze smyslových orgánů). Šlo o nutnost k identifikaci konkrétního jedince podle jeho "troubení" a k "rozluštění" jeho "zprávy"? Zřejmě ano. Velmi podobné schopnosti vykazují i dnešní ptáci, kteří však narozdíl od ptakopánvých příbuzných lambeosaura patří mezi plazopánvé dinosaury. David Evans, paleontolog působící v Royal Ontario Museum a University of Toronto dodává, že tvar mozku nám může sdělit mnoho informací o tom, jaké smysly byly významné pro dinosaurův život a poskytnout tak náhled do funkce jejich kostěných hřebenů.

Komunikace probíhala prostřednictvím nízkofrekvenčních zvuků. Podle Terryho Gatese, paleontologa z Utah Museum of Natural History (na studii se nepodílel) důkazů o tomto druhu chování přibývá. Vědci pomocí digitálních rekonstrukcí srovnávali a studovali mozek a nasální dutiny čtyř různých rodů kachnozobých dinosaurů, a to i v různých ontogenetických stadiích - šlo o rody Parasaurolophus, Corythosaurus, Lambeosaurus a Hypacrosaurus. Po dosažení dospělosti zřejmě hřeben vzrostl a změnil se tvar dýchacích cest, což samozřejmě ovlivnilo i podobu výsledného zvuku. Zatímco mláďata začínala s lehce rozšířenými dýchacími cestami, u adultních jedinců se jejich struktura podstatně zkomplikovala. Mohla být - stejně jako vydávaný zvuk - dokonce unikátní pro každého jedince podobně jako otisky prstů. Největším přínosem se ale stal důkaz, že případné hluboké zvuky byli lambeosaurini schopni zachytit. Byla na ně citlivá část vnitřního ucha zvaná kochlea (hlemýžď), trubicovitý útvar vyplněný tekutinou a vyskytující se pouze u savců a archosaurů. Nedávný výzkum University of Texas navíc prokázal, že dinosauři nemohli sliznici pokrývající nasální dutinu uvnitř hřebenu užívat k detekci pachů, protože neobsahovala žádné nervy. Rovněž oblast mozku určená k vyhodnocování zachycených pachů byla příliš malá na to, aby dokázala zpracovat velké množství informací z ultrasenzitivního "nosu". Tato fakta z teorie o zvukové komunikaci činí prakticky jedinou zbývající reálnou variantu. Jack Horner ovšem připomíná, že je obtížné zjistit funkci tělních struktur u vymřelých dinosaurů, zvláště když u současných zvířat existuje s těmito strukturami tak málo analogií.

V minulosti vzniklo o účelu hřebenů mnoho hypotéz, některé z nich velmi podivné. Kromě již zmiňované teorie nástroje pro zvukovou komunikaci se objevily i domněnky o ochlazování mozku, rozšíření citlivého povrchu čichové sliznice (a tím pádem výrazném zlepšení čichu) a dokonce i o tom, že výběžky mohly sloužit jako dýchací trubice. Kompletní výzkum bude zveřejněn v chystaném vydání žurnálu Anatomical Record.

Rekonstrukce lebky rodu Corythosaurus podle počítačové tomografie: mozek je označen fialovou barvou, nasální dutiny zasahující do hřebene zelenou barvou.

Zdroje:

http://www.livescience.com/animals/081016-dinosaur-crests.html
http://news.nationalgeographic.com/news/2008/10/081017-duck-billed-crest_2.html
http://www.scientificblogging.com/news_releases/why_did_lambeosaurs_have_crests_on_their_heads_to_communicate_it_seems

Zdroj obrázku:

http://www.scientificblogging.com/news_releases/why_did_lambeosaurs_have_crests_on_their_heads_to_communicate_it_seems

Abstrakt studie:

Evans, Witmer, Ridgely, and Horner (2008). Endocranial Anatomy of Lambeosaurine Dinosaurs: Implications for Cranial Crest Function and Evolution. Journal of Vertebrate Paleontology 28 (3): 75A.

Interpreted in a phylogenetic context, brain endocast and nasal cavity morphology and ontogeny represent powerful tools to test functional hypotheses in extinct vertebrates. In order to test hypotheses of cranial crest function, endocasts of six corythosaurin lambeosaurines were generated through computed tomography and three-dimensional rendering and visualization software. The specimens represent a range of ontogenetic stages from the taxa Lambeosaurus, Corythosaurus, and Hypacrosaurus. The morphology of brain cavity endocasts in lambeosaurines differs little from that of hadrosaurines. The undivided olfactory region confirms that the olfactory bulbs were small and proximally situated with respect to the hemispheres. The hemispheres form a relatively large proportion of the overall size of the endocast, accounting for approximately 43% of the total endocranial volume at all ontogenetic stages. Relative to total endocast volume, the cerebrum is larger than that of many ornithischians and large theropods, but compares favorably to the maniraptoran theropod Conchoraptor (43%) and Archaeopteryx (45%) of considerably smaller body size. The nasal cavity reconstructions of juvenile Lambeosaurus, Corythosaurus, and Hypacrosaurus stebingeri are very similar, and appear relatively consistent with their reconstructed adult conditions. The vestibule forms the largest part of the nasal cavity, and the main olfactory region is closely associated with the olfactory bulbs and outside of the main airway. In Hypacrosuarus altispinus, the nasal vestibule is strikingly elongated and convoluted compared to all other corythosaurs. When interpreted in the context of lambeosaurine phylogeny, this suggests a strong selective pressure for nasal cavity function that operated independently from changes in the external shape of the crest. The vestibular apparatus reveals for the first time that the detailed structure of the lambeosaurine inner ear closely resembles that of hadrosaurines, and therefore confirms key assumptions of previous estimates of auditory sensitivity in the group as it relates to the resonation model of crest function.

Nová studie odhaluje obsah střev hadrosaurida rodu Brachylophosaurus

Výjimečně dobře zachovalý subadultní exemplář svrchnokřídového ornitopoda Brachylophosaurus canadensis (s označením JRF 115H), nalezený ve známé Judith River Formation v Montaně obsahuje ve své tělní dutině početné fragmenty rostlin. Autoři studie - J. Tweet, K. Chin, D. Braman a N. Murphy - prozkoumali způsob zachování unikátní fosilie, analyzovali zmíněný materiál z oblasti střev a otestovali jej na přítomnost organických pozůstatků. Výborně artikulovaná fosilie (v abstraktu studie je i zmínka o otisku kůže) byla pravděpodobně rychle pohřbena pod nánosem horniny - zřejmě v říčním korytu. Organický materiál zabírá objem kolem 5750 centimetrů krychlových a pravděpodobně se nejedná o materiál, který se do fosilie "přimísil" až během odkrývacích prací, protože nic podobného nebylo mimo těla nalezeno. Objem tělních dutin sestává z přibližně 63% z naneseného jílu, asi z 16% neurčité hmoty, okolo 12% připadá na organický materiál a kolem 9% na větší anorganické fragmenty - většinou 50 až 100 mm dlouhá křemenná vlákna. Studie nasvědčuje tomu, že hadrosauridi jako Brachylophosaurus se živili velkým množství listů a zpracovávali je na malé kousky.

JRF 115H není jediným jedincem brachylofosaura, ze kterého se zachovalo více než jen fosilizované kosti. Slavný Leonardo, nejlépe zachovalá fosilie dinosaura (včetně otisků měkkých tkání a dokonce i orgánů) je rovněž nedospělým jedincem tohoto rodu a Nathan Murphy, vedoucí týmu, který tuto "dinosauří mumii" objevil je i spoluautorem studie, o které tento článek referuje především.

A - exemplář JRF 115H přímo v místě vykopávek. Šipka ukazuje na blok ocasních obratlů oddělených od zbytku těla. Černý proužek měřítka znázorňuje délku 25 cm. Vyfotografováno Markem Thompsonem. B - skeletální mapa nálezu JRF 115H pořízená během vykopávek Gregem Wenzelem. Strana čtverce je dlouhá 25 cm. C - JRF 115H po preparaci. Celkovou velikost lze porovnat s osobou stojící v pozadí.

Zdroje:

http://forum.wildprehistory.org/
http://dinosauria.ucoz.com/news/2008-09-11-59

Zdroj obrázku:

http://dinosauria.ucoz.com/news/2008-09-11-59

Abstrakt studie:

Tweet, J.S., Chin, K., Braman, D.R., and Murphy, N.L. 2008. Probable gut
contents within a specimen of Brachylophosaurus canadensis (Dinosauria:
Hadrosauridae) from the Upper Cretaceous Judith River Formation of Montana. Palaios 23(9):624-635. doi: 10.2110/palo.2007.p07-044r.

An exceptionally preserved subadult specimen (JRF 115H) of a hadrosaurid, Brachylophosaurus canadensis, from the Judith River Formation near Malta, Montana, contains abundant plant fragments concentrated within the body cavity. We examined the taphonomy of the carcass and analyzed the gut-region material to test whether the organic remains represent fossilized gut contents. The dinosaur was buried in a fluvial channel setting, and the excellent articulation, integument impressions, and lack of scavenging indicate rapid burial. The organic material occupies a volume of at least 5750 cm3, and comparable material is not found outside the carcass. The carcass contents include ~63% clay, ~16% undetermined matrix,~12% organic matter, and ~9% larger inorganic clasts-mostly 50-100 mm quartz grains. Most of the organics appear to be mm-scale leaf fragments. The most parsimonious explanation for the presence and composition of the gut-region material is that much of the plant fossils represent reworked brachylophosaur ingesta influenced by flowing water that entered through openings in the carcass and introduced clay. The evidence strongly suggests that the hadrosaurid ate significant quantities of leaves and processed them into small pieces. This study provides baseline information for analyzing other cases of putative gut contents in herbivorous dinosaurs.

Nová studie ověřuje žvýkání hadrosauridů 3D animací

Nová studie popisuje model kraniodentálního systému hadrosaurida rodu Edmontosaurus, vytvořený 3D animací pro testování hypotéz o pohybech této části těla při krmení. Model byl vytvořen pomocí trojrozměrného skenování částí lebky paratypu druhu Edmontosaurus regalis (s označením CMN 2289). Software používá inverzní kinematiku, animační techniku založenou na manipulačních bodech (umístěných např. na kloubech živočicha). Účelem modelu je ověřit současnou domněnku (tzv. pleurokinetickou hypotézu), formulovanou už v osmdesátých letech, a porovnat ji s alternativními hypotézami. Pleurokinetická hypotéza předpokládá, že kachnozobí dinosauři mohli horní čelistí velmi pomalu pohybovat v horizontálním směru, zatímco dolní čelist byla přitažena. Tím se jejich způsob žvýkání zřejmě lišil od ceratopů, kteří mohli čelistmi pohybovat pouze ve vertikálním směru.

Zdroj:

http://forum.wildprehistory.org/
http://www.flickr.com/photos/markwitton/522293984/

Abstrakt studie:

Rybczynski, N., Tirabasso, A., Cuthbertson, R., and Holliday, C. 2008. A three-dimensional animation model of Edmontosaurus (Hadrosauridae) for testing chewing hypotheses. Palaeontologica Electronica 11(2):9A (1-14).

Here we describe a 3-D animated model of the craniodental system of a hadrosaur, developed for testing hypotheses of feeding kinematics. The model was created from scanned cranial elements of an Edmontosaurus regalis paratype (CMN 2289). Movements within the model were created in animation software using inverse kinematics and a wiring system composed of cranial elements. The model was used to reproduce the pleurokinetic hypothesis of hadrosaur chewing. The pleurokinetic hypothesis, formally developed in the 1980s, proposed that hadrosaurs employed transverse chewing movements via cranial kinesis. Specifically during the powerstroke the maxillae were abducted. This is the first model to allow investigation into secondary intracranial movements that must have occurred in order for the skull to accommodate the primary, pleurokinetic movements. This study found secondary ovements to be extensive among the joints of the palate and face. Further efinement and development of the model, including the integration of oft-tissue structures, will allow for a more in-depth examination of the leurokinetic hypothesis and comparison with alternative feeding hypotheses.

Polární dinosauři - nová studie o dinosauří migraci a přezimování

Již déle paleontologové vědí, že dinosauři žili i v polárních oblastech. Tento fakt je dokonce jedním z hlavních důkazů svědčících pro endotermii této skupiny živočichů, ačkoli i v těchto oblastech v období křídy bylo podnebí výrazně teplejší. Poměrně velká diverzita zdejší dinosauří fauny nasvědčuje existenci rozličných strategií pro zvládnutí klimatických podmínek ve vysokých zeměpisných šířkách. Někteří polární dinosauři, včetně mohutného "kachnozobce" rodu Edmontosaurus z kladu Ornithopoda byli díky své biomechanice a hospodaření s energií schopni absolvovat migrace na dlouhé vzdálenosti - až 2600 km. Aktuální výzkum ale prokazuje, že některé skupiny dinosaurů, jako byli sauropodi, malí i velcí teropodi a ankylosauři z Nového Zélandu dávali přednost přezimování před dlouhými migracemi. Určité skupiny vykazují více predispozic pro přezimování a jejich fyziologie jim zřejmě dlouhé migrace znemožňovala - ať už se jedná o biomechaniku nebo jen velikost. To se týká právě ankylosaurů a menších dinosaurů, jako byl býložraví ornitopodi hypsilofodontidi nebo malí inteligentní dravci z kladu Troodontidae. Právě kostra rodu Troodon má zřejmé adaptace pro chlad a tmu - velké očnice a pravděpodobná je přítomnost pernatého tělesného pokryvu izolujícího teplo. Nejlepším způsobem přezimování zřejmě bylo přivyknutí na potravu s nízkou výživnou hodnotou, autoři studie ale zdůrazňují, že další dinosauři mohli tento problém řešit jiným způsobem.

Zdroj:

http://forum.wildprehistory.org/

Abstrakt studie:

Bell, P.R., and Snively, E. 2008. Polar dinosaurs on parade: a review of
dinosaur migration. Alcheringa 32(3):271-284. doi:
10.1080/03115510802096101.

Cretaceous polar dinosaur faunas were taxonomically diverse, which suggests varied strategies for coping with the climatic stress of high latitudes. Some polar dinosaurs, particularly larger taxa such as the duckbill Edmontosaurus Lambe, 1917, were biomechanically and energetically capable of migrating over long distances, up to 2600 km. However, current evidence strongly suggests many polar dinosaurs (including sauropods, large and small theropods, and ankylosaurs of New Zealand) overwintered in preference to migration. Certain groups also appear more predisposed to overwintering based on their physical inability (related to biomechanics, natural history, or absolute size) to migrate, such as ankylosaurs and many small taxa, including hypsilophodontids and troodontids. Low-nutrient subsistence is found to be the best overwintering method overall, although the likelihood that other taxa employed alternative means remains plausible. Despite wide distribution of some genera, species-level identification is required to assess the applicability of such distributions to migration distances. Presently, such resolution is not available or contradicts the migration hypothesis.