Sommige dinosauriërs konden vliegen. Dat hadden ze te danken aan hun bijzondere botten.
Het is soms moeilijk voor te stellen hoe de planeet die wij ons thuis noemen, met haar miljoenensteden en vredige landbouwgronden, ooit werd gedomineerd door dinosauriërs zo groot als bussen en hoge flats. Recent onderzoek heeft ons geholpen om beter te begrijpen waarom dinosauriërs de overhand hadden. Het antwoord zou in hun speciale botten kunnen liggen, die de structuur hebben van Bros-chocolade.
De Braziliaanse paleontoloog Tito Aureliano ontdekte dat holle botten gevuld met kleine luchtzakjes zo belangrijk waren voor de overleving van dinosauriërs, dat die onafhankelijk van elkaar meermaals evolueerden in verschillende afstammingslijnen.
Volgens de studie evolueerden holle botten in drie afzonderlijke afstammingslijnen: pterosauriërs, technisch gezien vliegende reptielen, en twee onderordes van dinosauriërs. De eerste onderorde zijn de theropoda (die gaan van Microraptor ter grootte van een kraai tot de enorme Tyrannosaurus rex) en de tweede zijn de sauropodomorpha (planteneters met een lange nek, waaronder Brachiosaurus). De onderzoekers concentreerden zich op het late Trias (ongeveer 233 miljoen jaar geleden) in Zuid-Brazilië.
Beeld: Aero-chocolade, de merknaam voor Bros-chocolade in het Engelse taalgebied. Holle dinosaurusbotten, een beetje gestructureerd zoals deze chocolade, bleken een groot voordeel.
Telkens als een dier zich voortplant, zorgt evolutie voor willekeurige varianten in de genetische code. Sommige van die varianten worden doorgegeven aan het nageslacht en ontwikkelen zich in de loop der tijd.
Charles Darwin geloofde dat evolutie de meest prachtige eindeloze vormen creëerde. Maar sommige aanpassingen ontstaan keer op keer spontaan. Vergelijk het met steeds dezelfde kaarten krijgen bij verschillende spelrondes. Als telkens dezelfde hand opduikt, is dat een teken dat de evolutie een belangrijke en doeltreffende oplossing heeft gevonden.
De variant die het Braziliaanse team bestudeerde bestond uit holle wervelbeenderen. Die zouden de dinosauriërs sterker en tegelijk lichter in gewicht hebben gemaakt.
Licht maar sterk
Al je bestellingen van Amazon of andere online retailers zijn verpakt in golfkarton, wat dezelfde voordelen biedt als holle botten: het is licht, maar toch sterk.
Golfkarton was een ontwerpexperiment dat enorm succesvol werd en nu deel uitmaakt van ons dagelijks leven. Het werd in 1856 in Engeland gepatenteerd en was aanvankelijk ontworpen om hoge hoeden te ondersteunen. Die waren destijds populair in het Victoriaanse Engeland en de VS.
Drie jaar later publiceerde Darwin zijn On the Origin of Species, waarin hij uiteenzette hoe evolutionaire kenmerken die voordelen opleveren meer kans hebben om aan toekomstige generaties te worden doorgegeven dan varianten die dat niet doen.
Dankzij CT-scantechnologie konden Aureliano en zijn collega’s het binnenste van de keiharde fossielen bekijken die ze bestudeerden. Zo ontdekten ze de luchtzakken in de wervelkolommen. Zonder die moderne technologie zou dat onmogelijk zijn geweest.
Uit de studie bleek dat geen enkele gemeenschappelijke voorouder die eigenschap had. Alle drie de groepen moeten dus onafhankelijk van elkaar luchtzakken hebben ontwikkeld, en elke keer op een iets andere manier.
De luchtzakken verhoogden waarschijnlijk het zuurstofgehalte in het bloed van de dinosauriërs. Het klimaat in het Trias was enorm heet en droog. Meer zuurstof in het bloed kon het lichaam van de dinosauriërs dus efficiënter afkoelen. Het zou hen ook in staat stellen om zich sneller te verplaatsen.
De luchtzakken ondersteunden en verstevigden de interne structuur van de botten van de dinosauriërs. Ze creëerden ook een breder aanhechtingsoppervlak voor grote, krachtige spieren. Daardoor konden de botten sterker groeien zonder het dier te verzwaren.
Vandaag zien we bij vogels nog steeds dat holle botten de totale massa en het volume verminderen, terwijl ze de sterkte en stijfheid van de botten vergroten. Dat zijn essentiële eigenschappen voor het vliegen.
Paleontologie vertelt niet alleen het verhaal van wat de aarde had kunnen zijn als die beruchte asteroïde er niet was geweest, maar helpt ons ook meer te weten te komen over de evolutie van levende wezens.
Prehistorische connecties
Echo’s van die dinosaurus-erfenis zijn terug te vinden in veel dieren die vandaag de dag leven. Dit soort aanpassingen was dus niet alleen nuttig voor dieren die al lang geleden gestorven zijn. Veel vogelsoorten rekenen nog steeds op holle botten om te vliegen. Bij andere dieren ondersteunen en verstevigen de luchtzakken hun grote botten en schedel, zonder die te verzwaren.
Een mooi voorbeeld daarvan is de olifantenschedel. Daarin zitten grote luchtzakken die het dier in staat stellen zijn massieve kop en zware slagtanden te bewegen zonder de nekspieren te belasten.
Het menselijk brein wordt ook beschermd door twee lagen hard, compact bot (binnen- en buitenlaag) met daartussen een laag zachter, sponsachtig en hol bot. Daardoor is onze schedel licht, maar sterk en kan die schokken opvangen.
Dit zijn voorbeelden van convergente evolutie waarbij dieren herhaaldelijk met hetzelfde probleem worden geconfronteerd en telkens soortgelijke (maar niet altijd identieke) oplossingen ontwikkelen. Het zijn dieren die vandaag leven volgens hetzelfde evolutionaire draaiboek als de dinosauriërs.
Dit artikel verscheen eerder in The Conversation.
Vertaling: Eva Van Waetermeulen
