Dinosauři Sauropodu - největší suchozemští živočichové všech dob - vážili až 80–100 tun a dosahovali délky 40–50 metrů. Když shrneme všechna dostupná data, paleontologové jmenovali pět hlavních faktorů, které umožnily vývoj gigantismu u sauropodů: odmítnutí žvýkat potravu, rychlá reprodukce kladením mnoha malých vajíček, rychlý růst, dokonalý dýchací systém a snížení metabolické rychlosti u dospělých zvířat ve srovnání s mladými
Časopis Science publikoval článek paleontologů Martina Sandera z University of Bonn a Marcus Claussa z Curyšské univerzity, v němž autoři shrnují výsledky let studia obrovských dinosaurů obřích sauropodů. Z hlediska své hmotnosti tato zvířata překročila o největší řád největší počet suchozemských savců, jakož i představitele jiných skupin dinosaurů (theropodů a ornitinidů).
Sauropodové se objevili na konci triasu (asi před 210 miliony let). K dnešnímu dni paleontologové popsali asi 120 rodů sauropodů. Tito býložraví obři ovládali mnoho suchozemských ekosystémů od poloviny Jurassic do konce křídy, tj. Asi 100 miliónů let - dvakrát tak dlouho jako rozkvět velkých býložravých savců. Sauropodové tedy byli velmi úspěšnou a prosperující skupinou, nikoli „evoluční chybou“.
Vědci i široká veřejnost se přirozeně zajímají o otázku: proč se sauropodové stali tak obrovskými?
Není možné vysvětlit gigantismus sauropodu z jakýchkoli vnějších důvodů, ačkoli takové pokusy byly učiněny opakovaně. Například se pokusili najít korelaci mezi vývojovou dynamikou velikosti sauropodů a takovými faktory, jako je koncentrace kyslíku a oxidu uhličitého v atmosféře, změny klimatu, hladiny moře a pevniny - a ve všech případech se ukázalo, že neexistují žádné významné korelace. Z toho autoři došli k závěru, že klíč k tajemství gigantismu sauropodů musí být hledán v jejich biologii.
Schéma znázorňující vztah mezi primitivními a pokročilými charakteristikami u největších býložravých zvířat: savců, sauropodů, ornitických dinosaurů a moderních plazů. Zleva doprava: savci (slon africký, žirafa, fosilní nosorožec indricotherium), sauropodi (Argentinosaurus, Brachiosaurus), ornitolití dinosauři (Shantungosaurus, Triceratops), obří želvy Galapagos. Postava: z diskutovaného článku ve vědě
Propagační video:
Struktura zubů, úst a krku sauropodů je velmi různorodá, což naznačuje, že neměli jednou provždy zavedenou stravu (i když všichni nepochybně jedli pouze rostlinnou stravu). Všichni sauropodi však mají jeden primitivní rys, který je ostře odlišuje od ostatních velkých fytofágů - savců a ornitanských dinosaurů. Sauropodové nikdy nežvýkali jídlo: jejich zuby a čelisti byly malé a zcela nevhodné na žvýkání. Také neměli ve zvyku polykat kameny, aby jim pomohli rozdrtit polykanou vegetaci v žaludku, jak to dělali jiní dinosauři a ptáci. Absence žvýkacího aparátu byla zjevně kompenzována skutečností, že trávicí trakt sauropodů byl vzhledem ke své monstrózní velikosti velmi dlouhý, takže i nevyžhavé jídlo v něm mělo čas strávit.
Odmítnutí žvýkat jídlo umožnilo sauropodové hlavě zůstat malé, což zase umožnilo vývoj velmi dlouhého krku, díky kterému by sauropodové mohli bez námahy dostat ke zdrojům potravy nepřístupným pro ostatní zvířata. Předpokládá se, že dlouhý krk by mohl být také použit k přilákání sexuálních partnerů; možná mužští sauropodové bojovali se svými krky jako moderní žirafy. V tomto případě měl sexuální výběr přispět k prodloužení krku.
Naproti tomu většina velkých býložravých savců a dinosaurů ornithischis vyvinula velmi silné zuby, čelisti a žvýkací svaly, což má za následek dramatické zvýšení velikosti hlavy. Toto uložilo významná omezení přijatelné délky krku.
Velké velikosti těla způsobují řadu fyziologických problémů, z nichž nejdůležitější je problém přehřátí. Navíc přítomnost dlouhého krku ztěžuje vstupu čerstvého vzduchu do plic (musíte se nadechnout velmi hluboce, aby se do plic nedostal pouze vzduch, který zůstal v dlouhé průdušnici po předchozím výdechu). Zdá se, že sauropodové vyřešili oba tyto problémy vývojem velmi sofistikovaného a sofistikovaného systému „vzduchových vaků“.
Vzduchové vaky se s největší pravděpodobností objevily ve společných předcích všech dinosaurů podobných ještěrkám, tj. Sauropodům a masožravým theropodům, a od nich byli zděděni ptáky. U ptáků je díky vzdušným vakům spojeným s plícemi složitým systémem trubek a ventilů přiveden čerstvý vzduch přes plíce při inhalaci i výdechu. Kromě intenzivního dýchání poskytují vzduchové vaky účinné chlazení těla. Skutečnost, že ještěrkovití dinosauři měli také vzduchové vaky, dokládají výsledky studia jejich kostí (mnoho vzduchových vaků proniká do kostí nebo na ně zanechává charakteristické stopy). Nejnovější informace o vzduchových vakech v dinosaurech najdete v nedávno publikovaném článku: Sereno PC, Martinez RN, Wilson JA, Varricchio DJ, Alcober OA, et al.(2008) Důkazy pro ptačí intrathorakální vzduchové svaly v novém predátorském dinosaura z Argentiny // PLoS ONE 3 (9): e3303.
Aby gigantická velikost byla pro sauropody skutečným přínosem a aby byla podporována výběrem, musely sauropody růst co nejrychleji. Pokud se zvíře již spoléhalo na gigantismus - aby se ochránilo před predátory nebo přístupem ke korunám vysokých stromů -, není pro něj výhodné, aby bylo malé, a období dětství musí uplynout co nejdříve. Sauropodové mezitím museli zvýšit svou hmotnost až 100 000krát, aby dosáhli své maximální velikosti - rekordní číslo pro plazy, nemluvě o ptácích a savcích (šrafované tele váží jen několik kilogramů a dospělý, vytvrzený dinosaurus mnoho desítek tun). Histologická analýza kostí sauropodů obecně potvrzuje předpoklad rychlého růstu, i když tato data nejsou zcela jednoznačná. Zdá se, že sauropodové dosáhli sexuální zralosti ve druhém,a maximální velikost - ve třetí dekádě.
Takový rychlý růst je možný pouze za podmínky velmi intenzivního metabolismu - stejně jako u moderních ptáků a savců. Pokud by však rychlost metabolismu dospělých sauropodů zůstala vysoká, nevyhnutelně by se přehřáli a žádné množství vzduchových vaků by je nemohlo zachránit. Navíc by potřebovali naprosto nepředstavitelné množství jídla. Autoři vidí z tohoto rozporu pouze jednu cestu: zřejmě byla metabolická rychlost u sauropodů vysoká u mládeže a významně klesala s věkem. Bohužel, paleontologové zatím nemají přímé údaje o metabolické rychlosti sauropodů.
Všichni dinosauři jsou známí jako oviparózní. Jejich mláďata se narodila malá a nechráněná, ale jich bylo mnoho. Naproti tomu velké býložravé savce rodí velké a dobře chráněné mladé, ale ve velmi malém počtu. Z tohoto důvodu vývoj gigantismu u savců výrazně zvyšuje pravděpodobnost vyhynutí druhu: čím větší zvíře, tím méně produkuje mláďata, a čím déle trvá obnovení populace po jejím dočasném úpadku. Sauropodové nebyli tímto omezením vázáni: gigantismus v nich nevedl ke snížení plodnosti a velikost populace mohla za příznivých podmínek velmi rychle růst.
Podle autorů se tak gigantismus u sauropodů stal možným díky speciální kombinaci primitivních a pokročilých charakteristik. Primitivní rysy, které přispěly k gigantismu, jsou neschopnost žvýkat jídlo a snášet vejce; pokročilý - rychlý růst, perfektní dýchací systém a rychlost metabolismu se mění s věkem.