Sauropod dinozauri - visu laiku lielākie sauszemes dzīvnieki - svēra līdz 80–100 tonnām un sasniedza 40–50 metru garumu. Apkopojot visus pieejamos datus, paleontologi nosauca piecus galvenos faktorus, kas ļāva gigantismam attīstīties sauropodiem: atteikšanās sakošļāt pārtiku, ātra pavairošana, ieliekot daudz mazu olu, strauja augšana, perfekta elpošanas sistēma un metabolisma ātruma samazināšanās pieaugušiem dzīvniekiem, salīdzinot ar jauniem
Zinātnes žurnāls publicēja Bontas universitātes paleontologu Martina Sandera un Cīrihes universitātes Markusa Klausa rakstu, kurā autori apkopo milzu sauropod dinozauru gadu pētījumu rezultātus. Masas ziņā šie dzīvnieki bija par vienu pakāpi lielāki nekā lielākie sauszemes zīdītāji, kā arī citu dinozauru grupu pārstāvji (theropods un ornithischids).
Sauropods parādījās triasa perioda beigās (pirms aptuveni 210 miljoniem gadu). Līdz šim paleontologi ir aprakstījuši apmēram 120 sauropodu ģints. Šie zālēdāju milži dominēja daudzās sauszemes ekosistēmās no Jura vidus līdz Krīta perioda beigām, tas ir, apmēram 100 miljonus gadu - divreiz ilgāk nekā lielo zālēdāju zīdītāju ziedonis. Tādējādi sauropodi bija ļoti veiksmīga un plaukstoša grupa, nevis vispār bija "evolūcijas kļūda".
Dabiski, ka zinātniekiem, kā arī plašai sabiedrībai rūp jautājums: kāpēc sauropodi kļuva tik milzīgi?
Sauropoda gigantismu nevar izskaidrot ar ārējiem iemesliem, lai gan šādi mēģinājumi ir veikti atkārtoti. Piemēram, viņi mēģināja atrast korelāciju starp sauropods lieluma evolūcijas dinamiku un tādiem faktoriem kā skābekļa un oglekļa dioksīda koncentrācija atmosfērā, klimata, jūras līmeņa un sauszemes teritorijas izmaiņas - un visos gadījumos izrādījās, ka būtiskas korelācijas nav. No tā autori secina, ka atslēga uz sauropodu gigantisma noslēpumu ir jāmeklē viņu bioloģijā.
Diagramma, kas ilustrē saistību starp primitīvajām un uzlabotajām īpašībām lielākajiem zālēdājiem dzīvniekiem: zīdītājiem, sauropodiem, ornitisiķu dinozauriem un mūsdienu rāpuļiem. No kreisās: zīdītāji (afrikāņu zilonis, žirafe, fosilā degunradža indricotherium), sauropodi (Argentinosaurus, Brachiosaurus), ornitšiku dinozauri (Shantungosaurus, Triceratops), milzu bruņurupucis Galapagos. Attēls: no aplūkotā raksta Science
Reklāmas video:
Sauropods zobu, mutes un kakla struktūra ir diezgan daudzveidīga, kas norāda uz to, ka viņiem nebija vienreiz un visiem noteikta uztura (lai gan viņi visi neapšaubāmi ēda tikai augu pārtiku). Tomēr visiem sauropodiem ir viena primitīva īpašība, kas tos krasi atšķir no citiem lieliem fitofāgiem - zīdītājiem un ornitiskiem dinozauriem. Sauropods nekad košļāja pārtiku: viņu zobi un žokļi bija mazi un pilnīgi nepiemēroti košļāšanai. Viņiem nebija arī ieraduma norīt akmeņus, lai ar viņu palīdzību norītu norīto veģetāciju kuņģī, kā to darīja daži citi dinozauri un putni. Acīmredzot košļājamā aparāta neesamība tika kompensēta ar faktu, ka sauropods gremošanas trakts to milzīgā lieluma dēļ bija ļoti garš, tāpēc pat neraudzētam ēdienam bija laiks to sagremot.
Atteikšanās sakošļāt pārtiku ļāva sauropoda galvai palikt maza, un tas, savukārt, ļāva attīstīties ļoti garam kaklam, pateicoties kuram sauropodi varēja bez pūlēm sasniegt barības avotus, kas nebija pieejami citiem dzīvniekiem. Tiek pieņemts, ka garo kaklu varētu izmantot arī seksuālo partneru piesaistīšanai; iespējams, ka vīriešu sauropodi cīnījās ar kakliem kā mūsdienu žirafes. Šajā gadījumā seksuālajai atlasei bija jāveicina kakla pagarināšana.
Turpretī lielākajai daļai lielu zālēdāju zīdītāju un ornitīsku dinozauru ir izveidojušies ļoti spēcīgi zobi, žokļi un košļājamā muskuļi, kā rezultātā dramatiski palielinās galvas izmērs. Tas noteica ievērojamus pieļaujamā kakla garuma ierobežojumus.
Lieli ķermeņa izmēri rada vairākas fizioloģiskas problēmas, no kurām vissvarīgākā ir pārkaršanas problēma. Turklāt garā kakla klātbūtne apgrūtina svaiga gaisa nonākšanu plaušās (jums ir nepieciešams ļoti dziļi ieelpot, lai plaušās nokļūtu ne tikai gaiss, kas pēc iepriekšējā izelpas palika garā vējcaurulē). Šķiet, ka sauropodi ir atrisinājuši abas šīs problēmas, izstrādājot ļoti izsmalcinātu un izsmalcinātu "gaisa maisu" sistēmu.
Gaisa maisiņi, visticamāk, parādījās visu dinozauru ķirzakveidīgo, tas ir, sauropods un gaļēdāju, teropodu, kopējos senčos, un no pēdējiem tos mantoja putni. Putniem, pateicoties gaisa maisiņiem, kas savienoti ar plaušām ar sarežģītu cauruļu un vārstu sistēmu, svaigs gaiss tiek spiests caur plaušām gan ieelpojot, gan izelpojot. Papildus elpošanas intensificēšanai gaisa maisiņi nodrošina efektīvu ķermeņa atdzišanu. To, ka ķirzakveidīgajiem dinozauriem bija arī gaisa maisi, apliecina to kaulu izpētes rezultāti (daudzi gaisa maisiņi iekļūst kaulos vai atstāj uz tiem raksturīgus nospiedumus). Jaunāko informāciju par gaisa maisiņiem dinozauros skatiet nesen publicētajā rakstā: Sereno PC, Martinez RN, Wilson JA, Varricchio DJ, Alcober OA, et al.(2008) Pierādījumi par putnu intratorakālajiem gaisa maisiņiem jaunā plēsonīgā dinozaurā no Argentīnas // PLOS ONE 3 (9): e3303.
Lai gigantiskais lielums būtu īsts ieguvums sauropodiem un lai to atbalstītu atlase, sauropodiem bija jāaug pēc iespējas ātrāk. Ja dzīvnieks jau ir paļāvies uz gigantismu - lai pasargātu sevi no plēsējiem vai piekļūtu augsto koku vainagiem -, tas nozīmē, ka mazs būt viņam nav izdevīgi, un bērnības periods ir jāpaiet pēc iespējas ātrāk. Tikmēr sauropodiem vajadzēja palielināt savu masu par 100 000 reižu, lai sasniegtu maksimālo izmēru - rekordu par rāpuļiem, nemaz nerunājot par putniem un zīdītājiem (izšķīlušies teļš svēra tikai dažus kilogramus, bet pieaugušam, nocietinātam dinozauram - desmitiem tonnu). Sauropods kaulu histoloģiskā analīze kopumā apstiprina pieņēmumu par strauju augšanu, kaut arī šie dati nav pilnīgi viennozīmīgi. Acīmredzot sauropodi dzimumbriedumu sasniedza otrajā,un maksimālais izmērs - trešajā desmitgadē.
Šāda strauja augšana ir iespējama tikai ļoti intensīvas metabolisma apstākļos - tāds pats kā mūsdienu putniem un zīdītājiem. Tomēr, ja metabolisma ātrums pieaugušajiem sauropodiem saglabāsies tikpat augsts, tie neizbēgami pārkarsētu, un neviens gaisa maisiņu daudzums tos nevarētu glābt. Turklāt viņiem būtu nepieciešams pilnīgi neiedomājams pārtikas daudzums. Autori redz tikai vienu izeju no šīs pretrunas: acīmredzot vielmaiņas ātrums sauropodos bija augsts jaunībā un ievērojami samazinājās līdz ar vecumu. Diemžēl paleontologiem vēl nav tiešu datu par sauropoda metabolismu.
Visi dinozauri ir zināmi kā olveida. Viņu mazuļi piedzima mazi un neaizsargāti, bet viņu bija daudz. Turpretī lieli zālēdāju zīdītāji dzemdē lielus un labi aizsargātus jauniešus, taču ļoti mazā skaitā. Tādēļ gigantisma attīstība zīdītājiem strauji palielina sugas izmiršanas varbūtību: jo lielāks dzīvnieks, jo mazāk tas rada mazuļus un ilgāk nepieciešams, lai atjaunotu populāciju pēc tā īslaicīgas samazināšanās. Sauropodiem šis ierobežojums nebija saistošs: gigantisms viņos neizraisīja auglības samazināšanos, un labvēlīgos apstākļos populācijas lielums varēja augt ļoti ātri.
Tādējādi, pēc autoru domām, gigantisms sauropodos kļuva iespējams, pateicoties īpašai primitīvo un progresīvo īpašību kombinācijai. Primitīvās iezīmes, kas veicināja gigantismu, ir nespēja sakošļāt ēdienu un dēt olas; uzlabotas - ātra izaugsme, perfekta elpošanas sistēma un vielmaiņas ātrums mainās ar vecumu.