Dinosaurier regulierten ihre Körpertemperatur - wissenschaft.de
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Dinosaurier regulierten ihre Körpertemperatur

Forscher haben fossile Eierschalen als „Thermometer“ genutzt. (Bild: Erika Parfenova/iStock)

Waren die Dinosaurier kaltblütig wie Reptilien oder schon warmblütig wie die Vögel und Säugetiere? Um neue Einblicke in diese Frage zu gewinnen, haben Forscher nun fossile Eierschalen von Dinosauriern als „Thermometer“ genutzt: Merkmale dieser Strukturen lassen Rückschlüsse auf die Temperaturen zu, bei denen sie sich im Körper der Muttertiere gebildet haben. Die Ergebnisse bestätigen, dass auch schon die Dinosaurier ihre Körpertemperatur deutlich über den Umgebungswerten hielten – ähnlich wie die heutigen Vögel.

Um auf optimale Betriebstemperatur zu kommen, legen sich Eidechse und Co in die Sonne. Vögel und Säugere brauchen das hingegen nicht – sie erzeugen selber die optimale Körperwärme. Diese beiden Konzepte teilen die heutige Tierwelt in Wechselwarme und Gleichwarme ein. Beide haben Vor- und Nachteile: Die „Kaltblütigkeit“ der wechselwarmen Tiere spart Energie, denn die Körperwärme muss nicht selbst erzeugt werden, sondern kommt von außen. Kühle Bedingungen stellen ektotherme Tiere allerdings buchstäblich kalt und selbst bei Wärme sind sie nicht so flink wie die Warmblüter. Die gleichwarmen oder endothermen Tiere müssen allerdings vergleichsweise viel Nahrung aufnehmen, um sich ihre körpereigene „Heizung“ leisten zu können.

Doch zu welcher Kategorie gehörten die Dinosaurier? Lange Zeit nahm man an, sie seien ektotherm wie die heutigen Reptilien gewesen. Doch mittlerweile gibt es Hinweise darauf, dass dies nicht der Fall war: Untersuchungen haben beispielsweise gezeigt, dass Dinosaurier schnell wuchsen, was hohe Stoffwechselraten voraussetzte, die nicht zur Kaltblütigkeit passen. Auch die „Eierschalen-Methode“ hat bereits in früheren Untersuchungen Hinweise auf eine regulierte Körpertemperatur bei Dinosauriern geliefert. Doch wie die Forscher um Robin Dawson von der Yale University in New Haven betonen, ließen die bisherigen Ergebnisse der sogenannten Paläothermometrie wichtige Fragen offen.

In fossilen Eierschalen stecken Temperaturinformationen

Wie die Forscher erklären, basiert die „Eierschalen-Methode“ auf der Analyse von Isotopenverteilungen der Elemente Sauerstoff und Kohlenstoff in fossilen Eierschalen. Der Knackpunkt ist dabei: Die Isotopenverteilung unterscheidet sich je nach Temperatur bei der Entstehung der Eierschalen im Körper von Tieren. Das bedeutet: Die Schaleneigenschaften eines Eis, das sich beispielsweise im wechselwarmen Körper einer Eidechse gebildet hat, unterscheiden sich in charakteristischer Weise von denen eines Eis, das im konstant warmen Körper einer Henne entstanden ist.

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Wie die Forscher berichten, wurden bei bisherigen Untersuchungen nicht alle Dinosauriergruppen erfasst und vor allem stammten die untersuchten fossilen Eier aus Regionen, die in der damaligen Zeit ein sehr warmes Klima aufwiesen. Eine klare Unterscheidung zwischen ektotherm und endotherm lässt sich aber nur aufzeigen, wenn die anzunehmende Umgebungstemperatur deutlich unter der Eitemperatur lag. Konkret: Wenn die Temperatur ohnehin meist über 30 Grad Celsius liegt, ist es den Forschern zufolge anhand der Isotopensignatur schwer feststellbar, ob ein Ei von einem wechselwarmen oder einem warmblütigen Tier stammt.

Deutlich über den Umgebungswerten

Im Gegensatz zu den früheren Arbeiten verwendeten die Forscher im Rahmen ihrer Studie nur fossile Dino-Eier aus kühleren Bereichen. Es handelte sich um 75 Millionen Jahre alte Eierschalenfragmente aus Kanada, die von langhalsigen Sauropoden stammten, von zweibeinig laufenden Theropoden und erstmals auch von Vertretern der Vogelbeckensaurier. Wie die Forscher berichten, ergaben ihre Analysen, dass sich alle untersuchten Eierschalen bei Temperaturen gebildet haben, die weit über den damaligen Umwelttemperaturen im Lebensraum der Tiere lagen. Mit anderen Worten: Bei allen drei Hauptgruppen der Dinosaurier konnten sie nun deutlich eine Temperaturregulation nachweisen, die der von heutigen Warmblütern entspricht.

Bei einem Vertreter der Theropoden ergab sich allerdings ein besonderer Befund: Die Eierschalen der Art Troodon formosus belegen zwar erhöhte Temperaturen bei der Bildung – aber mit einer deutlichen Variationsbreite. Dies passt zu der Vermutung, dass zumindest einige Dinosaurierarten einen Mittelweg nutzten – sie waren heterotherm beziehungsweise mesotherm: Sie erhöhten ihre Temperatur durch Stoffwechselaktivität bei Bedarf, hielten sie aber nicht auf einem konstanten Niveau wie reine Warmblüter. Auch in der heutigen Tierwelt gibt es noch Beispiele für diese Strategie.

Wie die Wissenschaftler abschließend erwähnen, passen ihre Befunde auch zu den sich häufenden Hinweisen darauf, dass viele Dinosaurierarten eine federartige Körperbedeckung besaßen. Bevor diese Elemente Flugfähigkeiten oder Schmuckfunktionen ermöglichten, könnten sie der Thermoisolation der Tiere gedient haben, um einen Verlust der selbsterzeugten Wärme zu verhindern.

Quelle: Science Advances, doi: 6/7/eaax9361

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