fredag 28. juni 2013

Dinosaurstudium: Å studera det ein ikkje finn fossil av

Hovudskalle av Tyrannosaurus rex, frå Wikipedia
Tyrannosaurus rex Osborn, 1905 er ein av dei mest ikoniske predatorane i jordas historie. Dyret var langt frå det største rovdyret mellom dei tradisjonelle dinosaurane, men ingen andre forhistoriske "skrekk-øgler" har hatt medietekke nok til å koma i nærleiken av Tyrannosaurus sin plass i populærkulturen. Kanskje er dette på grunn av eit uvanleg elegant namn, kanskje er det fordi arten er kjend frå fleire relativt komplette skjelett, kanskje er det fordi arten blei beskriven samtidig som populærkulturen byrja fatta interesse for dinosaurar. Eg er ikkje dinosaursosiolog, men eg vil gjetta på at det mest sannsynleg er ein kombinasjon av fleire faktorar.

Til tross for den enorme interessa det er for dinosaurar er det lite ein veit konkret om dei utanom dei harde paleontologiske fakta: desse knoklane ser slik og slik ut og er funne i bergartar som ser slik og slik ut. Sidan moderne geologi er ein sofistikert vitskap er det mykje ein kan lesa ganske ukontroversielt av dette - avsetnadane kan daterast med stor presisjon, og systematiske paleontologar kan rekonstruera dyr basert på avanserte morfologiske analyser av knoklane og fylogenetiske samanlikningar med andre organismar i no- og fortid.

Likevel er det mange felt ein berre kan spekulera om. Morfologi er relativt greitt å rekonstruera fordi det baserar seg på harde fakta - forsteina fysiske knoklar ein kan måla og vega. Om ein interesserar seg for fleire ting enn sjølve morfologien vert det derimot noko vanskelegare, sjølv om det framleis ikkje er umogleg. Likevel vert grenser stadig flytta også her, og mykje som lenge berre var vill gjetting kan i dag studerast med etterprøvbare, vitskaplege metodar. Eit døme på dette er dinosaur-farge - Zhang et al. (2010) fann nyleg rester av pigmentklassa melanosomar i fossile fjær frå kinesiske rovdinosaurar, og kunne rekonstruera at t.d. Sinosauropteryx Ji & Ji, 1996 hadde ein stripete hale med tonar av kastanjebrun og raud.

Spekulativ paringsstilling for Tyrannosaurus rex. Frå Wikipedia.
Òg for Tyrannosaurus finnest det gode døme på studium av åtferd, ein eigenskap som eigentleg ikkje let seg fossilisera. Det har lenge vore debattert om arten var ein aktiv jegar eller om han primært levde av åtsel (t.d. Erickson et al. 1996; Ruxton & Houston 2003). Dette kan ein ikkje godt finna ut av ved å gå ut og sjå på korleis individ av arten brukar tida si, men ein kan bruka ulike metodar for å finna ut om han var i stand til begge delar. Erickson et al. (1996) såg på dinosaurbein med tannmerker frå Tyrannosaurus og brukte desse til å estimera kor kraftig bittet var; ut frå logikken om at jakt krev kraftigare bitt enn det å eta allereie daudt kjøt. Dei fann at bittet var på mellom 6000 og 13600 Newton, det vil seie om lag like kraftig som ein velvaksen alligator... Andre datakjelder som kan kasta lys over dette spørsmålet er m.a. studium av biomekanikken til knoklar inne i hovudet, paleoøkosystemproduktivitet, sliteskadar på tenner o.a.

Mange ting må ein likevel framleis berre spekulera seg fram til. Dei beste spekulasjonane er dei som botnar i fylogenetiske forskingsfunn - ein gjer gjetningar basert på dei best tilgjengelege rekonstruksjonane av slektskapet til organismane ein studerar. Det er avgrensa kor langt ein kan nå med slike gjetningar, men ikkje så avgrensa at det ikkje er interessant.

Basert på ei lang rekke morfologiske og etter kvart òg genetiske karakterar veit ein i dag med stort sannsyn at dei næraste nolevande slektningane til dinosaurane er fuglar - faktisk gjev ikkje omgrepet "dinosaur" meining frå ein biosystematisk ståstad dersom ein ikkje reknar fuglane som dinosaurar, sidan forfedrane til fuglane var dinosaurar. På engelsk skil ein mellom "dinosaurs" og "non-avialian dinosaurs" - dinosaur-omgrepet omfattar fuglar og må spesifiserast som "dinosaurar-som-ikkje-er-fuglar" når ein meiner dyra som i dagligtale vert kalla dinosaurar. Eg vil, for å gjera det enkelt, skilja mellom "dinosaurar" for forhistoriske skrekkøgler og "Dinosauria" for gruppa som omfattar dei forhistoriske skrekkøglene og etterkomarane deira fuglane.

Forenkla fylogenetisk tre for Dinosauria og krokodillar. Bilete frå Wikipedia, ellers heimesnekra.
Den nolevande organismegruppa som ligg nærast denne Dinosauria-kladen er etter alt å døme krokodillane, som har tilsvarande skjelstruktur (hugs at fuglar har skjel på klørne) og fleire indre anatomiske karakterar til felles som dei ikkje delar med andre organismegrupper. Dette tyder på at krokodillar og dinosaurar inkludert fuglar har hatt ein felles stamfar dei ikkje delar med nokon andre organismegrupper på jorda i dag - dei er søstergrupper. Eigenskapar som er like hjå fuglar og krokodillar kan ein stort sett gå ut frå at er arva frå denne felles stamfaren. Dette kallast fylogenetisk parantes, eller "phylogenetic bracketing" på engelsk.

Kva er det du seier, vil du ha døme på praktisk bruk av parantes? Del to av denne serien skal handla om dei ytre hann-kjønnsorgana til dinosaurane, belyst med detaljstudium av krokodillane og fuglane sine fallosar. Følg med!

Referansar:
ERICKSON, G. M., VANKIRK, S. D., SU, J. T., LEVENSTON, M. E., CALER, W. E. & CARTER, D. R. 1996. Bite-force estimation for Tyrannosaurus rex from tooth-marked bones. Nature, 382, 706-708.
RUXTON, G. D. & HOUSTON, D. C. 2003. Could Tyrannosaurus rex have been a scavenger rather than a predator? An energetics approach. Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences, 270, 731-733.
ZHANG, F. C., KEARNS, S. L., ORR, P. J., BENTON, M. J., ZHOU, Z. H., JOHNSON, D., XU, X. & WANG, X. L. 2010. Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds. Nature, 463, 1075-1078.