Prawdziwy dilofozaur zjadłby swoją wersję z Jurassic Park na śniadanie

Latem 1993 roku dinozaury i paleontolodzy pojawiły się na ekranach filmowych na całym świecie. Na podstawie powieści Michaela Crichtona z 1990 roku Jurassic Park (Park Jurajski) powstał film który stał się światowym hitem i wypromował kilka mało znanych gatunków. Nazwy takie jak Welociraptor i Dilofozaur dołączyły do “publicznego leksykonu” dinozaurów takich jak Tyranozaur i Triceratops. Dinozaury z filmów akcji zazwyczaj nie są zwierzętami, które naukowcy znają z natury. Jednak jeden z elementów Jurassic Park, która odniosła taki sukces (pobiła rekordy kasowe w 1993 roku i ponownie trafiła na szczyty list przebojów latem 2020 roku) polegała na tym, że narracja polegała na najnowszym stanie wiedzy w dziedzinie paleontologii i genetyki. Autor Crichton i reżyser Steven Spielberg po raz pierwszy przedstawili publiczności nowoczesne spojrzenie na naukę o dinozaurach, a wizerunek aktywnych, inteligentnych zwierząt, jaki przedstawili, wciąż rezonuje do dziś.

Oczywiście Crichton i Spielberg wykorzystali swobodę artystyczną, aby opowiedzieć fascynującą historię, dramatyzując nie tylko naukowców, ale także dinozaury. Zwierzęciem, które najbardziej odbiegało od dowodów kopalnych, był dilofozaur. W filmie przybiera ona postać stworzenia wielkości golden retrievera plującego jadem z “fajną” kryzą, które zabija Dennisa Nedry’ego – przemytnika zarodków dinozaurów i programisty komputerowego. Jaki naprawdę był dilofozaur?

W rzeczywistości naukowcy nie mieli pełnego obrazu tego zwierzęcia, gdy weszło ono do popkultury. Ale w ciągu prawie trzech dekad, odkąd dilofozaur pojawił się w Hollywood, naukowcy odkryli nowe skamieniałości tego dinozaura i przeanalizowali wszystkie szczątki coraz bardziej wyrafinowanymi metodami. Dzięki temu możemy teraz szczegółowo zrekonstruować tego dinozaura – jego wygląd i zachowanie, sposób ewolucji, świat w którym zamieszkiwał. Odkrycia pokazują, że prawdziwy dilofozaur niewiele przypominał swojego odpowiednika na dużym ekranie. Nowe odkrycia zapewniają również najbardziej szczegółowy jak dotąd portret dinozaura z wczesnej jury.

RODZI SIĘ GWIAZDA

Dziś znamy Dilofozaura jako dwunożnego, mięsożernego dinozaura o długości ponad 6 metrów, z dwoma charakterystycznymi równoległymi grzebieniami z bardzo cienkiej kości na czubku głowy (jego nazwa pochodzi od greckich słów oznaczających „dwuczuby gad”). Ale w 1954 roku, kiedy zwierzę pojawiło się po raz pierwszy w literaturze naukowej, miało inną nazwę: w serii artykułów Samuel Welles, paleontolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, przedstawił swoje badania nad dwoma szkieletami znalezionymi przez Jesse Williamsa, człowiek z Navajo który mieszkał w pobliżu Tuba City w Arizonie. Grzebień nie został zidentyfikowany wśród fragmentarycznych szczątków, a Welles nazwał stworzenie Megalosaurus wetherilli, wierząc, że jest to nowy gatunek z wcześniej znanego rodzaju Megalosaurus. Kiedy Welles znalazł w 1964 roku dodatkowy okaz, który zachował górną część czaszki z jej podwójnymi grzebieniami, zdał sobie sprawę, że oryginalne znalezisko reprezentowało nowy rodzaj, więc zmienił nazwę zwierzęcia na Dilophosaurus wetherilli.

Podstawowy plan ciała dinozaura w Jurassic Park był wzorowany na opisie anatomicznym Wellesa z 1984 roku i rzeźbionych rekonstrukcjach kości na eksponatach muzealnych, a także na rysunkach paleontologa Gregory’ego Paula z książki Predatory Dinosaurs of the World z 1988 roku. Ale w Jurassic Park Dilophosaurus różnił się od naukowego zapisu tamtych czasów w kilku kluczowych szczegółach. Najwyraźniej został przedstawiony jako rozmiar o połowę mniejszy od prawdziwego zwierzęcia. Twórcy filmu zrobili to celowo, aby uniknąć nieporozumień z innym jaszczurowatym antagonistą, Welociraptor.

Znakiem rozpoznawczym filmowego dilofozaura – a mianowicie jego jadowita ślina i rozkładana kryza wokół szyi – były również cechy fikcyjne, które dodały dramatyzmu. Ale te ozdoby przypominały biologię innych prawdziwych zwierząt, co czyniło je wiarygodnymi. Kiedy Welles opisał skamieniałości dilofozaura, zinterpretował niektóre stawy między kościami oraz zęby na końcu pyska jako „słabe” i zasugerował, że zwierzęta mogły być padlinożercami lub zabijało przy użyciu pazurów na rękach i stopach. Pisząc tę ​​historię, Crichton wynalazł dramatyczny mechanizm, za pomocą którego zwierzęta mogły pluć oślepiającym jadem, opartym na niektórych współczesnych gatunkach kobr, które mogą pluć z dwóch metrów. W międzyczasie inspiracja dla kryzy pochodziła od współczesnej agamy kołnierzastej (Frilled-neck lizard) która żyje w Australii i Nowej Gwinei. Jaszczurka ma strukturę wokół szyi zbudowaną z kości i chrząstki, która podtrzymuje fałd skórny. W zapisie kopalnym dilofozaura nie znaleziono żadnych dowodów na taką cechę .

Inne aspekty Jurassic Park zaczerpnięto z najnowszych osiągnięć naukowych. We wczesnych latach osiemdziesiątych paleontolodzy dopiero zaczynali dochodzić do powszechnej zgody, że współczesne ptaki pochodzą od dinozaurów i są w rzeczywistości ostatnią zachowaną linią dinozaurów. Twórcy filmu wyrzucili wczesne animacje testowe wijących się, przypominających węże welociraptorów, zgodnie z zaleceniami ich doradcy naukowego, paleontologa dinozaurów Jacka Hornera, nadali zwierzętom ruchy bardziej przypominające ptaki. Film, z przedstawieniem dinozaurów jako szybkich, sprytnych zwierząt, a nie ospałych, bardziej jaszczuropodobnych stworzeń, za które uważali je XIX-wieczni uczeni, był pierwszym, w który ogółu społeczeństwa po raz pierwszy zetknęło się z połączeniem ptaka z dinozaurem.

NOWE I ULEPSZONE

Pomijając wybory artystyczne, naukowe rozumienie dilofozaura musiało ulec zmianie w latach po wydaniu Jurassic Park. W okresie poprzedzającym książkę i film, dziedzina paleontologii przechodziła ogromne zmiany. Postępy w informatyce zrewolucjonizowały badania skamieniałości, umożliwiając naukowcom przetwarzanie ogromnych zbiorów danych w sposób niezwykle szybki –  w momencie odkrycia dilofozaur takie technologie nie były dostępne. Weźmy na przykład analizę kladystyczną, która identyfikuje dyskretne, dziedziczne cechy anatomiczne, które można porównać między zwierzętami i która zapewnia podstawę statystyczną do testowania hipotez dotyczących relacji między zwierzętami. Naukowcy mogą teraz analizować znacznie więcej cech znacznie szybciej niż kiedykolwiek wcześniej, a tym samym opracowywać lepiej potwierdzone hipotezy dotyczące pokrewieństwa dinozaurów i ich ewolucji. Zwiększona moc obliczeniowa i rozwój w dziedzinie medycznego i przemysłowego tomografu komputerowego stworzyły również bezpieczny sposób na zajrzenie do wnętrza kości i skał w “poszukiwaniu” ukrytej anatomii.

Brian Engh ( rekonstrukcja ) i Daisy Chung ( drzewo genealogiczne ); Źródło: „Kompleksowa ocena anatomiczna i filogenetyczna Dilophosaurus wetherilli (Dinosauria, Theropoda) z opisami nowych okazów z formacji Kayenta w północnej Arizonie”, Adam D. Marsh i Timothy B. Rowe, w Journal of Paleontology , tom. 94; Lipiec 2020 ( drzewa genealogiczne )

Narzędzia analityczne dostępne paleontologom nie tylko ewoluowały, ale w 1998 roku zespoły z University of Texas w Austin zaczęły odkrywać więcej szczątków dilofozaura w tym samym regionie północnej Arizony, z którego pochodziły pierwsze znaleziska. Każde nowe odkrycie skamieniałości może potwierdzić lub obalić wcześniejsze myślenie o dawno wymarłych organizmach. W tym przypadku nowe skamieniałości zachowały części anatomii dilofozaura, których brakowało lub było zniekształcone we wcześniej zebranych okazach.

Skamieniałości są zwykle zbierane w dużych blokach skalnych i otoczone gipsem, aby chronić je podczas podróży do laboratorium. Po przybyciu do muzeum paleontolodzy używają dentystycznych kilofów, dłut i miniaturowych ręcznych młotów pneumatycznych, aby ostrożnie usunąć skałę i odsłonić skamieniałości. Po milionach lat narażenia na procesy geologiczne, takie jak kruszenie i wietrzenie, znalezione skamieniałości są najczęściej zniekształcone i niekompletne. Czasami demontujemy i rekonstruujemy połamane fragmenty, aby lepiej przybliżać ich pierwotny stan, rzeźbiąc i dodając brakujący materiał na podstawie blisko spokrewnionych zwierząt.

Kiedy Wann Langston Jr. i jego koledzy przygotowywali pierwsze szkielety dilofozaura w UC Berkeley około 1950 roku, uzupełnili brakujące części czaszki odlewami z czaszki bardziej kompletnego mięsożernego dinozaura z okresu jurajskiego i wyrzeźbili brakujące części miednicy z gipsu. Nikt tak naprawdę nie wiedział, jak wyglądały te brakujące części; rekonstrukcje stanowiły hipotezę dotyczącą prawdziwej formy dilofozaura – takiej, którą można przetestować za pomocą nowych skamieniałości.

Materiał Dilophosaurus odkryty od czasu wstępnego opisu Wellesa i rekonstrukcji Langstona pokazuje, że pysk i szczęka zwierzęcia były znacznie istotna niż pierwotnie uznawano. Kości górnej szczęki nie mają słabych połączeń – co sugerowała fragmentaryczność pierwszego znaleziska. Zamiast tego kości te wskazują na mocną czaszkę zdolną do gryzienia ofiary. Podobnie, nowo zidentyfikowane cechy kości dolnej szczęki zwierzęcia wykazują grube grzbiety przyczepów mięśniowych. U współczesnych gadów te grzbiety zapewniają powierzchnię do przyczepienia dużych mięśni. Szkielet innego dinozaura znalezionego na wykopaliskach UT Austin – roślinożerny Sarahsaurus – ma ślady ugryzień świadczące o obecności dużego zwierzęcia mięsożernego, którego szczęki są wystarczająco mocne, aby przebić kość. Razem dowody te potwierdzają pogląd, że dilofozaur był prawdopodobnie drapieżnikiem ze śmiertelnym ugryzieniem, a nie stworzeniem, które musiało grzebać lub używać swoich pazurów do zabijania, jak przypuszczał Welles.

Dilofozaur był dużym dinozaurem, zwłaszcza w tamtych czasach. Większość dinozaurów z późnego triasu w zachodniej Ameryce Północnej, zaledwie 20 milionów lat wcześniej, była zwierzętami wielkości indyków lub orłów, ale dilofozaur górowałby nad człowiekiem, mając do 2.4 metry wysokości i mierząc do 7.6 metrów długości. Miał znacznie dłuższe i silniejsze ramiona niż inne większe dinozaury jedzące mięso, takie jak allozaur i ceratozaur, a także jego nogi były stosunkowo dłuższe. Kiedy znaleziono pierwsze szkielety dilofozaura, naukowcy sądzili, że gatunek ten jest spokrewniony z tak zwanymi karnozaurami, allozaurami i streptospondylami, więc zrekonstruowali brakujące części miednicy, aby wyglądały tak, jak u tych zwierząt. Lepsze zachowane szkielety dilofozaura wykazują bardziej pośredni anatomie miednicy, pomiędzy celofyzem a allozaurem – zwierzęta odpowiednio z późnego triasu i późnej jury.

Podobnie jak wiele wczesnych dinozaurów i wszystkie współczesne ptaki, Dilophosaurus miał kieszenie powietrzne z układu oddechowego wrastające w kręgi, które zapewniały siłę, jednocześnie odciążając szkielet. Te worki powietrzne umożliwiały jednokierunkowy przepływ powietrza przez płuca – innymi słowy, cały cykl zachodzi na jednym oddechu, tak jak ma to miejsce u ptaków i krokodyli. Ten rodzaj oddychania zapewnia zwierzęciu więcej tlenu niż dwukierunkowy układ oddechowy ssaków, w którym powietrze wpływa i wypływa z płuc. Zwierzęta, które oddychają jednokierunkowo, mają zwykle stosunkowo wysokie tempo metabolizmu, a tym samym wysoki poziom aktywności, więc dilofozaur był prawdopodobnie szybkim, zwinnym łowcą.

Obrazowanie CT ujawniło, że te worki powietrzne są również obecne w kościach otaczających mózg dinozaura i są obecne w jamach zatok z przodu czaszki. U większości dinozaurów jedzących mięso grzbiet kości tworzy “dach” nad otworem w czaszce przed oczodołami znanymi jako okno przedoczodołowe. Ale u dilofozaura jest inaczej, szczelina nie jest zasłonięta a po bokach posiada unikalne grzebienie, co sugeruje, że grzebienie również miały worki powietrzne. Grzebienie prawie na pewno były pokryte keratyną, tym samym materiałem, z którego powstają rogi, pazury i włosy, i który mógł odegrać rolę w pomaganiu członkom tego gatunku w identyfikacji siebie nawzajem lub w przyciąganiu partnerów. Ale w jaki sposób worki powietrzne mogły wspierać te lub inne funkcje grzebienia, nie jest jasne.

Jednym z wyzwań związanych z badaniem historii ewolucji dowolnego gatunku jest zrozumienie zmienności fizycznej w obrębie grup taksonomicznych i między nimi. Welles uważał, że różne szkielety, które obecnie klasyfikujemy jako dilofozaur, w rzeczywistości reprezentują wiele rodzajów. Korzystając z najnowszych narzędzi kladystycznych, przetestowano tę hipotezę, identyfikując setki cech anatomicznych obecnych na każdym szkielecie i porównując je ze sobą. Wyniki tej analizy statystycznej pokazują, że w przeciwieństwie do tego, co przypuszczał Welles, wszystkie zwierzęta są tak podobne, że muszą reprezentować nie tylko jeden rodzaj, ale jeden gatunek.

Włączono również te cechy anatomiczne do znacznie większego zbioru danych, który porównuje dilofozaura z innymi okazami z całego świata. Proces ten wyjaśnia wczesną historię ewolucji i biogeograficzne rozmieszczenie grup dinozaurów oraz pozwala dokładniej zlokalizować dilofozaura na drzewie życia. Obecnie wiemy, że luka ewolucyjna między dilofozaurem a jego najbliższymi znanymi krewnymi jest znacząca, co oznacza, że ​​wielu innych, bliższych krewnych pozostaje nie odkrytych.

WSKAZÓWKI KONTEKSTOWE

Tak jak nasza koncepcja Dilofozaura stała się bardziej szczegółowa, tak samo nasze zrozumienie świata, w którym żyło stało się pełniejsze. Wędrówka w dół klifów Adeii Eichii do kamieniołomu Dilofozaura to podróż przez 183 miliony lat do wczesnej jury. Wtedy dinozaury wędrowały po tym terenie, pozostawiając ślady na tym, co jest teraz piaskowcem na płaskowyżu Kolorado. Betonowe nawierzchnie kończą się wiele kilometrów od wychodni skalnych, więc aby się tam dostać trzeba jechać po zarośniętych koleinach dwutorowych, które przecinają luźne piaszczyste pola wydmowe, które na mapach geologicznych pojawiają się jako „QAL” – aluwium czwartorzędowe [quaternary alluvium]. Pod tymi współczesnymi wydmami znajduje się piaskowiec Navajo, lityfikacja pozostałości pustyni sprzed 180 milionów lat. Czerwone skalne pustkowia Ward Terrace, jak nazywa się ten obszar, rozlewają się po zachodni horyzont, gdzie spotykają znacznie młodsze wulkaniczne szczyty San Francisco Peaks of Flagstaff w Arizonie. Na północnym zachodzie znajduje się ujście jednego z najczęściej odwiedzanych geologicznych miejsc – Wielki Kanion.

Daisy Chung; Źródło: Christopher R. Scotese ( odniesienie do mapy paleogeograficznej )

Od piasku, po łupek z Vishnu Basement Rocks te krajobrazy zachowują większość z ostatnich 1,8 miliarda lat skalnego zapisu. Paleontolodzy pracują nad zrozumieniem życia ukrytego w tych skałach i wykorzystują zachowane w nich geologiczne biologiczne dowodów, aby zrekonstruować środowiska minionych czasów.

Jednym z ich celów było dokładniejsze określenie wieku skały, w której znajduje się dilofozaur, znanej jako formacja Kayenta. Skała ta została utworzona przez rzeki, jeziora i strumienie na wschód od łuku wulkanicznego, który osadzał na tym obszarze popiół i drobnoziarniste cząstki. Popiół pomógł zarówno zachować kości dilofozaurai, wspomógł również wczesne starania związane z datowaniem formacji Kayenta. Do tej pory zebrano nowe próbki skał metodami radiometrycznymi. Próbki poddano obróbce poprzez mielenie i ekstrakcję kryształów cyrkonu, które mogą zachować niestabilne izotopy uranu. Izotop uranu rozpada się na ołów ze stałą szybkością, a kiedy odparowujemy kryształy za pomocą lasera i analizujemy pozostałości za pomocą spektrometru mas, względne ilości uranu i ołowiu, które są mierzone, wskazują, kiedy “zostały ułożone” warstwy skał. W przypadku tego stanowiska było to około 183 milionów lat temu, plus minus kilka milionów lat.

W ten sposób dilofozaur żył w okresie wczesnej jury, około pięciu do 15 milionów lat po masowym wymarciu z końca triasu, które spowodowało utratę około trzech czwartych życia na Ziemi, w tym większość dużych gadów, które konkurowały o zasoby z wczesnymi dinozaury. Masowe wymieranie zostało prawdopodobnie wywołane przez początkowy rozpad superkontynentu Pangea, gdy północny Ocean Atlantycki otworzył się jak wulkaniczny zamek błyskawiczny. W całym okresie późnego triasu i wczesnej jury płyta tektoniczna północnoamerykańska udał się na północ od pasa podzwrotnikowego klimatu do suchych pasa klimatu, tak więc lokalizacja, w której żył dilofozaur, przeniosła się z przybliżonej szerokości geograficznej współczesnej Kostaryki do współczesnego północnego Meksyku. W związku z tym środowisko, które zdeponowało formację Kayenta, było sezonowo suche, a wydmy migrowały do i z wilgotniejszych środowisk, w których kwitło życie.

Skamieniałości innych organizmów znalezionych w formacji Kayenta ujawniają, w jaki sposób dilofozaur pasuje do ekosystemu. Był to główny drapieżnik w oazie rzecznej, w której zamieszkiwała, w porośniętej drzewami iglastymi ścieżce wodnej przez morze piasku. Jeden okaz znajdujący się w UT Austin został znaleziony w tym samym kamieniołomie co dwa osobniki roślinożerne Sarahsaurus o długiej szyi. Te dinozaury żyły obok mniejszego mięsożernego dinozaura zwanego Megapnozaur i małego opancerzonego dinozaura zwanego Skutellozaur. Najczęstszym zwierzęciem występującym w formacji Kayenta jest wczesny żółw Kayentachelys, które pływały obok łuskowatych ryb kostnoszkieletowych, słodkowodnych ryb celanokształtnych i ryb dwudysznych. Potencjalnymi ofiarami dilofozaura byli również wcześni krewniacy ssaków, w tym tritylodonty podobne do bobrów i morganukodonty podobne do szczurów .

SKAMIENIAŁOŚCI DLA WSZYSTKICH

W wykopaliskach skamieniałości przedstawionych w Jurassic Park, po delikatnym szczotkowaniu na światło dzienne wychodzi kompletny szkielet welociraptora. W prawdziwym świecie skamieniałości dinozaurów są zwykle znajdowane jako zniszczone, ledwo możliwe do zidentyfikowania fragmenty. W szczęśliwy dzień może pojawić się prawie cała kość. Wraz z opublikowaniem zeszłego lata kompleksowych badań anatomicznych o dilofozaurze stał się on najlepiej udokumentowanym wczesnojurajskim dinozaurem na świecie. Ale znalezienie dodatkowych szczątków, które wypełniały nieznaną anatomię zwierzęcia, zajęło dziesięciolecia. A interpretacja kości wymagała kolejnych pokoleń paleontologów.

Muzea odgrywają istotną rolę w ułatwianiu takich działań. Publiczna koncepcja muzeów to oświetlona galeria wystaw, ale główną funkcją muzeum historii naturalnej jest prowadzenie badań nad światem przyrody. W tym celu instytucje te tworzą duże kolekcje okazów, które mają służyć jako materiał dowodowy do badań naukowych. Zespoły specjalnie wyszkolonych konserwatorów, archiwistów i osób zarządzających zbiorami starannie dokumentują i zabezpieczają okazy, aby zbiory były dostępne dla badaczy na zawsze. Powtarzalność to podstawowa zasada badań naukowych; inni naukowcy muszą być w stanie potwierdzić nasze odkrycia. W paleontologii oznacza to, że skamieniałości muszą być przechowywane w muzeum,

Navajo Nation nawiązało współpracę z muzeami, które dbają o te skamieniałości, aby zachować nie tylko same kości, ale wszystkie archiwa i dane z nimi związane. Navajo Nation jest jednym z najlepszych miejsc na świecie do oglądania skał z wczesnego mezozoiku, a jego Departament Minerałów aktywnie wspiera badania naukowe, w tym zatwierdza pozwolenia na badania terenowe i wypożycza skamieniałości oraz recenzuje prace naukowe. Zasoby naturalne unikalne dla narodu Navajo są niezwykle ważne dla Diné (ludu Navajo).

Zrozumienie naukowe wypływa z budowania i ponownej oceny wcześniejszej wiedzy, a czasem obalania starych pojęć. To ekscytujące, kiedy ta ciężko zdobyta informacja przenika do popkultury. Paleontologia jest ściśle związana z kinem u zarania animacji. Winsor McCay’s i Gertie the Dinosaur z 1914 r. – grupa przyjaciół odwiedzająca Amerykańskie Muzeum Historii Naturalnej w Nowym Jorku, oglądająca szkielet dinozaura zauropoda. McCay zakłada się, że może ożywić zwierzę; w rezultacie powstał pierwszy dinozaur, który pojawił się na filmie. McCay skonsultował się z paleontologami w muzeum, aby uzyskać wskazówki dotyczące rekonstrukcji Gertiego. Później Barnum Brown, odkrywca Tyrannosaurus rex, zapewnił wiedzę Waltowi Disneyowi podczas produkcji swojego filmu animowanego Fantasia z 1940 roku. A studio stojące za Godzillą z 1954 roku znalazło inspirację dla projektu swojego potwora w dinozaurach, które pojawiły się na muralu Rudolpha Zallingera z 1947 roku zatytułowanego The Age of Reptiles, mieszczącego się w Yale Peabody Museum.

Źródła: Matthew A. Brown / Adam D. Marsh

„The Real Dilophosaurus ” w Scientific American 324, 1, 46-53 (styczeń 2021) doi:10.1038 / scientificamerican0121-46

Zdjęcia: Chase Stone

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x