Manche mögens heiß: Globale Erwärmung hat die Evolution der Langhalssaurier ausgelöst
18.11.2020

>>> Some like it hot: Global warming triggered the evolution of giant dinosaurs

SauropodenRekonstruktion des Sauropoden Bagualia alba in seiner
Umwelt. Zeichnung: Jorge Gonzales.
Ein internationales Paläontologen-Team, zu dem auch SNSB-Forscher Oliver Rauhut gehört, findet Belege für einen raschen Klimawandel vor 180 Millionen Jahren als Ursache für die Ausbreitung der weithin bekannten Langhalssaurier (Sauropoden). Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher in der angesehenen wissenschaftlichen Zeitschrift "Proceedings of the Royal Society of London“.
  

Das Wort „Dinosaurier“ verbinden meisten Menschen mit der Vorstellung von riesigen Tiere mit massigen Körpern, langen Hälsen und Schwänzen und winzigen Köpfen. Diese Langhalssaurier (Sauropoden) sind somit für viele der „Urtyp“ eines Dinosauriers. Zu den Sauropoden gehören die größten bekannten landlebenden Tiere überhaupt, mit einer Körperlänge von bis zu 40 m und einem Gewicht von 70 Tonnen oder mehr.  

Diese Riesen tauchten jedoch nicht direkt zu Beginn der Ära der Dinosaurier vor ca. 230 Millionen Jahren auf. In den ersten fünfzig Millionen Jahren ihrer Evolutionsgeschichte waren die Sauropodomorpha - die Dinosauriergruppe, zu der die Sauropoden gehören - durch mehrere Entwicklungslinien vertreten. Obwohl einige von ihnen bereits Körpergrößen von etwa zehn Metern Länge und einigen Tonnen Gewicht erreichten, umfassten diese Gruppen auch kleinere und leicht gebaute Tiere, einige nicht größer als eine Ziege. Darüber hinaus hatten alle frühen Sauropodomorpha ziemlich schmale, wenig robuste Zähne:  Ein Hinweis darauf, dass sich diese pflanzenfressenden Tiere von einer eher weichen und üppigen Vegetation ernährten. Gegen Ende des frühen Jura, vor etwa 180 Millionen Jahren, verschwanden jedoch plötzlich alle diese Gruppen, und nur eine Linie überlebte und gedieh - die Sauropoden. Was diese Veränderung der Fauna während des frühen Jura verursachte, war den Paläontologen bis heute ein Rätsel.

Ein internationales Forscherteam veröffentlichte nun in der angesehenen wissenschaftlichen Zeitschrift "Proceedings of the Royal Society of London" neue Erkenntnisse, was diese Veränderungen verursacht haben könnte. An der Studie ist auch der Münchner Dinosaurierexperte Oliver Rauhut von der Bayerischen Staatssammlung für Paläontologie und Geologie (SNSB-BSPG) sowie der Ludwig-Maximilians-Universität München beteiligt. In der Provinz Chubut im argentinischen Patagonien entdeckten die Forscher nicht nur die fossilen Überreste einer der ältesten bekannten großen Sauropoden, Bagualia alba, sondern sie konnten ihren Fund auch sehr genau in seinen zeitlichen und ökologischen Kontext einordnen. Die Gesteinsschichten, aus denen der neue Sauropode stammt, konnten sehr genau auf 179 Millionen Jahre datiert werden. In den umgebenden Gesteinen fanden sich Pflanzenfossilien aus der Zeit, in der und bevor Bagualia alba lebte - diese Funde geben wertvolle Hinweise auf das damalige Klima und Ökosystem.

Die Art und Verteilung der Pflanzenfossilien deuten darauf hin, dass es vor etwa 180 Millionen Jahren einen relativ raschen Klimawandel gab: von einem gemäßigten warmen und feuchten Klima, in dem eine vielfältige, üppige Vegetation verbreitet war, zu einem stark jahreszeitlich geprägten, sehr heißen und trockenen Klima, das durch eine weniger vielfältige Flora gekennzeichnet ist. In den jüngeren Gesteinsschichten dominierten somit Pflanzen, die speziell an heiße Klimazonen angepasst sind, wie z.B. bestimmte Nadelbäume. Als Grund für diese Umweltveränderungen vermuten die Forscher einen globalen Treibhauseffekt. Vor 180 Millionen Jahren gab es zunehmend große Vulkanausbrüche, die große Mengen der Treibhausgase CO2 und Methan freigesetzt haben. Beweise für diese Vulkanausbrüche finden sich auf vielen südlichen Kontinenten, wie z.B. den Drakensbergen im südlichen Afrika.

Mit ihren schmalen, länglichen Zähnen waren die meisten Gruppen der Sauropodomorphen an die eher weiche Vegetation angepasst, die vor dem globalen Erwärmungsereignis die Erde bedeckte. Als diese Flora durch die viel zähere Treibhausvegetation ersetzt wurde, starben diese Tiere aus. Die Sauropoden waren die einzige Gruppe unter den Sauropodomorphen, die ein viel robusteres Gebiss hatten. Sie waren damit viel besser an die zähe Pflanzennahrung angepasst und wurden zur dominierenden Gruppe der pflanzenfressenden Dinosaurier zu dieser Zeit. Die Forscher vermuten, dass die Spezialisierung auf die zähe Nahrung auch einer der Gründe war, warum diese Tiere ihre gigantischen Ausmaße erreichten: Um mit dieser Nahrung fertig zu werden, wurden große Verdauungskammern benötigt.

Some like it hot: Global warming triggered the evolution of giant dinosaurs

An international team of scientists found evidence that a rapid climate change some 180 million years ago probably triggered the evolution of the famous long-necked dinosaur giants. Their results were now published in the prestigious scientific journal „Proceedings of the Royal Society of London“.

When we hear the word dinosaur, most of us probably immediately think of giant animals with massive bodies, long necks and tails, and tiny heads. These „quintessential dinosaurs“ actually represent one prominent subgroup of the Dinosauria, the so called Sauropoda (‚long-necked dinosaurs‘ in popular culture). Sauropods were truly amazing animals, and included the largest land-living animals known, with body lengths of up to 40 m and weights of 70 tons or more.

However, these giant animals did not appear directly at the beginning of the era of dinosaurs, some 230 million years ago. For the first fifty million years of their evolutionary history, the Sauropodomorpha - the lineage that the sauropods belong to - were represented by several groups of bipedal to quadrupedal animals. Although some of them reached already large body sizes of about ten meters in length and a few tons in weight, these groups also included smaller, and lightly built animals, some of which no larger than a goat. Furthermore, all of these animals had rather slender teeth, indicating that these plant-eating animals fed on rather soft and lush vegetation. However, towards the end of the Early Jurassic period, some 180 million years ago, all these groups suddenly disappear, and only one lineage survived and thrived - the sauropods. What caused this faunal change during the Early Jurassic has remained enigmatic so far.

An international team of researchers, led by Argentinean paleontologist Diego Pol and including Munich researcher Oliver Rauhut of the Bayerische Staatssammlung für Paläontologie und Geologie and the Ludwig-Maximilians-University, now report new evidence on what might have caused these changes in the prestigious scientific journal „Proceedings of the Royal Society of London“. In the province of Chubut, Argentinean Patagonia, they did not only discover the fossil remains of one of the oldest large sauropods known, which the team named Bagualia alba, but could also place it very precisely in its temporal and ecological context. Thus, the layers the new sauropod comes from could very precisely be dated as 179 million years ago, just after the mysterious disappearance of the other sauropodomorph groups, and finds of plant fossils in rock layers just before that time and at the time that Bagualia lived provide evidence for the climate and the ecology that these animals lived in.

Thus, the data indicate that there was a relative rapid change in climate about 180 million years ago, from a temperate warm and humid climate, in which a diverse, lush vegetation flourished, to a strongly seasonal, very hot and dry climate, characterized by a less diverse flora, dominated by forms showing adaptations for hot climates, such as certain conifers. These environmental changes were apparently driven by a greenhouse effect due to climate gasses such as CO2 and methane caused by increased volcanism at that time; evidence of these volcanic eruptions are found on many southern continents, such as the Drakensberge in southern Africa, for example.

With their slender teeth, the non-sauropodan sauropodomorphs were adapted to the rather soft vegetation flourishing before this global warming event, but when this flora was replaced by the much tougher greenhouse vegetation, these animals died out. The sauropods represented the only group of sauropodomorphs with a much more robust dentition, well-adapted for such tough vegetation, and thus they flourished and became the dominant group of herbivorous dinosaurs at that time. Indeed the specialization for this kind of vegetation was probably one of the reasons why these animals reached their gigantic sizes: As large digestion chambers are needed to cope with such food, there was a general tendency for these animals to become ever larger.