Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dinoforschung: Wer kaut, bleibt klein

11.05.2010
Warum konnten die so genannten sauropoden Dinosaurier so viel größer werden als heutige Landtiere? Eine Forschergruppe unter Leitung der Universität Bonn scheint dieses Rätsel gelöst zu haben. Ein Schlüssel zum Riesenwuchs war demnach die jurassische Fast-Food-Kultur: Die Riesendinos kauten ihre Nahrung nicht, sondern schlangen sie einfach herunter. Die Forscher haben die Ergebnisse ihrer jahrelangen Arbeit nun in den Biological Reviews vorgestellt (doi: 10.1111/j.1469-185X.2010.00137.x).

Es gibt eine einfache Faustregel: Je größer ein Tier ist, desto mehr Zeit verbringt es mit Fressen. Der Elefant kommt darüber kaum noch zum Schlafen – rund 18 Stunden täglich ist er damit beschäftigt, seinen gewaltigen Appetit zu stillen. „Das führt uns zu einem der vielen Rätsel, vor die uns der Riesenwuchs der Sauropoden stellt“, erklärt Professor Dr. Martin Sander von der Uni Bonn: „Die waren nämlich so groß, dass der Tag 30 Stunden hätte haben müssen, damit sie ihren Kalorienbedarf decken konnten.“

Sander ist Sprecher einer internationalen Forschergruppe, die nach Erklärungen für dieses und andere Paradoxa sucht. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat das Projekt bislang mit drei Millionen Euro gefördert. Nun haben die beteiligten Wissenschaftler in den „Biological Reviews“ auf mehr als 30 Seiten die Früchte ihrer Arbeit vorgestellt. Ihr Artikel liefert erstmals eine plausible Antwort auf die Frage, zu deren Beantwortung die Gruppe vor sechs Jahren angetreten ist: Warum es die gigantischen Langhälse überhaupt geben konnte. Die Forscher erklären auch, warum heutige Landtiere nicht annähernd an dem jurassischen Größenrekord kratzen. Ein Grund: Wir kauen. Riesendinos schlangen.

Kauen hilft, die Nahrung schneller zu verdauen: Durch den Mahlvorgang wird sie zerkleinert und gleichzeitig ihre Oberfläche vergrößert. Dadurch können die Verdauungsenzyme besser angreifen. „Kauen ist ein Ursäugermerkmal, von dem sich kein großes Pflanzen fressendes Landsäugetier je verabschiedet hat“, sagt Sander. Aber: Kauen kostet Zeit – eine Ressource, die mit steigender Größe knapp wird. Gleichzeitig gilt: Wer kaut, braucht einen großen Kopf – schließlich müssen Mahlzähne und Muskulatur irgendwo untergebracht werden. Nicht umsonst sind Elefanten ziemliche Dickschädel.

Die Pflanzen fressenden Riesendinosaurier hatten jedoch relativ kleine und leichte Schädel. Erst diese Tatsache ermöglichte ihnen die Ausbildung extrem langer Hälse. Und diese halfen ihnen wiederum dabei, die Nahrungsaufnahme möglichst effizient zu gestalten. So mussten sie nämlich nicht permanent ihren 80-Tonnen-Körper auf der Suche nach Grünzeug über die jurassische Savanne wuchten: Sie blieben einfach stehen und nutzten ihren beweglichen Hals, um die Umgebung abzugrasen. Das war vor allem für die Schwergewichte von Bedeutung. Kleinere Dinos hatten denn auch im Verhältnis zu ihrer Körperlänge viel kürzere Hälse.

Jeden Monat neue Zähne

Als Nahrung dürften den Sauropoden unter anderem Schachtelhalme gedient haben. Denn diese sind nach Untersuchungen der Forschergruppe ausgesprochen energiereich. Dennoch ernähren sich heute nur wenige Tiere von ihnen. Ein Grund dafür ist vermutlich, dass Schachtelhalme schlecht für die Zähne sind: Sie enthalten sehr viel Silikat, das wie Schmirgelpapier wirkt. Solange man sie nicht kaut, sondern nur ausrupft und einfach herunter schlingt, ist das aber kein großes Problem. US-Forscher haben zudem kürzlich festgestellt, dass Sauropoden ihre Zähne ausgesprochen oft erneuert haben – einige gar im Monatsrhythmus.

Der Verdauungsvorgang selbst dürfte bei den Riesendinos aufgrund der fehlenden Mahlzähne einige Tage gedauert haben. Ihre Mägen waren aber so groß, dass sie dennoch rund um die Uhr genügend Energie lieferten. Der Stoffwechsel der gigantischen Tiere war zudem ausgesprochen leistungsfähig. So verfügten sie über eine erstaunlich ausgefeilte Lunge, die bei weitem effektiver war als die des Menschen. Eine wichtige Rolle bei ihrer Funktion spielten die vielen Luftsäcke, die Körperhöhle und Wirbel der Urzeitechsen durchzogen. In Verbindung mit einem raffinierten Ventilsystem sorgten sie dafür, dass sowohl beim Ein- als auch beim Ausatmen ein Gasaustausch stattfinden konnte. Ein schöner Nebeneffekt: Der Hals wurde dadurch wesentlich leichter – wichtig für die Statik der Tiere.

„Stammesgeschichtlich haben die Lungen heutiger Vögel und der Riesendinosaurier denselben Ursprung“, sagt Sander. „Erfunden wurde dieses effektive Luftaustausch-Prinzip vor rund 230 Millionen Jahren.“ Dazu passt, dass die Erde zu jener Zeit gerade durch ein Sauerstofftal ging: Die Konzentration lag nur bei 12 bis 15 Prozent, also ein Drittel niedriger als heute. Da war es natürlich ein riesiger Vorteil, wenn man die wenigen Sauerstoffmoleküle in der dünnen Luft möglichst schnell und gut herausfischen konnte.

In ihrem Artikel gehen die Forscher noch auf weitere Faktoren ein, ohne die es die riesigen Pflanzenfresser wohl nicht gegeben hätte. Dazu zählt unter anderem die hohe Reproduktionsrate, die es den Tieren erleichterte, auch unter widrigen Bedingungen zu überleben. Sander: „Vor 200 Millionen Jahren kam es zu einer beispiellosen Kombination von primitiven und evolutionsgeschichtlich neuen Merkmalen, die diese faszinierenden Giganten ermöglichte.“

Weitere Bilder zu dieser Pressemitteilung gibt’s im Internet unter
http://www3.uni-bonn.de/Pressemitteilungen/124-2010
Kontakt: Professor Dr. Martin Sander
Institut für Paläontologie der Uni Bonn
Telefon: 0228/73-3105, E-Mail: martin.sander@uni-bonn.de

Frank Luerweg | idw
Weitere Informationen:
http://www3.uni-bonn.de/Pressemitteilungen/124-2010

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher beschreiben neuartigen Antikörper als möglichen Wirkstoff gegen Alzheimer
22.08.2017 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

nachricht Virus mit Eierschale
22.08.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer IPM präsentiert »Deep Learning Framework« zur automatisierten Interpretation von 3D-Daten

22.08.2017 | Informationstechnologie

Globale Klimaextreme nach Vulkanausbrüchen

22.08.2017 | Geowissenschaften

RWI/ISL-Containerumschlag-Index erreicht neuen Höchstwert

22.08.2017 | Wirtschaft Finanzen