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Warum einige Dinosaurier schrumpften

Alvarezsauroiden
Vier Alvarezsauroiden illustrieren die Größenunterschiede. (Bild: Zhixin Han/ https://www.artstation.com/xinyanjun)

Während die meisten Saurier im Laufe der Kreidezeit vor 145 bis 66 Millionen Jahren immer größer wurden, schrumpfte eine außergewöhnliche Linie von Dinosauriern: die Alvarezsauroiden. Forscher haben nun eine plausible Erklärung für diesen Trend zu fortschreitender Miniaturisierung gefunden. Demnach ging die Verringerung der Körpergröße damit einher, dass die Alvarezsauroiden ihre Ernährung umstellten und sich auf Ameisen und Termiten spezialisierten.

Die Kreidezeit brachte mit den Titanosauriern einige der größten Landtiere hervor, die je auf der Erde gelebt haben. Zeitgleich entwickelten sich einzelne Dinosaurierlinien allerdings auch in die entgegengesetzte Richtung. Von den Vorfahren der Vögel ist bekannt, dass sie in Anpassung an ihre neu erlangte Flugfähigkeit ihre Größe reduzierten. Doch auch für eine andere, flugunfähige Dinosaurierfamilie, die Alvarezsauroide, die vor etwa 160 bis 70 Millionen Jahren lebten, gibt es Hinweise, dass sie während der Kreidezeit immer kleiner wurden. Die Gründe dafür waren allerdings unklar.

Plötzliche Miniaturisierung

Ein Team um Zichuan Qin von der University of Bristol in Großbritannien hat nun zahlreiche Vertreter der Alvarezsauroiden aus verschiedenen Zeiten vermessen und nachgewiesen, dass tatsächlich eine Miniaturisierung stattgefunden hat. „Meine Berechnungen zeigen, wie die Körpergrößen in den 90 Millionen Jahren, in denen die Alvarezsauroiden existierten, auf und ab gingen, von Truthahn- bis Straußengröße mit einem Gewicht von durchschnittlich 30 bis 40 Kilogramm“, sagt Zichuan. „Vor 95 Millionen Jahren sank ihr Körpergewicht plötzlich auf fünf Kilogramm, und ihre Krallenform änderte sich von Anpassungen an Greifen und Schneiden hin zum Schlagen.“

Bei der Vermessung der Fossilien achteten die Forscher darauf, nur ausgewachsene Exemplare in die Analysen einzubeziehen. Anhand von Knochenschnitten mit Altersringen schätzten sie das Alter der Individuen ab. „An der Anzahl der Wachstumsringe im Knochen konnten wir erkennen, dass einige Skelette von Babys und Jungtieren stammten und ließen sie daher bei den Berechnungen außen vor“, erklärt Co-Autor Qi Zhao von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking.

Anpassung an veränderte Ernährung

Doch auch die ausgewachsenen Exemplare aus der späteren Kreidezeit waren im Vergleich zu früher lebenden Vorfahren auffällig klein. Um auf die Ursachen dieser Miniaturisierung zu schließen, kombinierten die Forscher Erkenntnisse zur Anatomie der Alvarezsauroiden mit weiteren Informationen zu Entwicklungen während der Kreidezeit. „Die Kreidezeit war eine Zeit, in der sich die Ökosysteme schnell weiterentwickelten. Die größte Veränderung war die zunehmende Verbreitung von Blütenpflanzen“, erläutert Zichuans Kollege Michael Benton. „Blühende Pflanzen veränderten die Natur der Landschaft völlig, und dennoch ernährten sich die Dinosaurier meist nicht von diesen neuen Pflanzen. Aber sie führten zu einer Explosion neuer Arten von Insekten, einschließlich Ameisen und Termiten.“

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Die veränderten Klauen der jüngeren Exemplare deuten darauf hin, dass sich die Alvarezsauroiden damals von wenig wählerischen Raubtieren zu spezialisierten Ameisen- und Termitenfressern entwickelt haben. Ein Beispiel sei der Mononykus, ein rund vier bis fünf Kilogramm schwerer Vertreter der Alvarezsauroiden aus der Oberkreidezeit. „Sein Arm war kurz und stämmig und er hatte alle Finger bis auf einen verloren, der zu einem kurzen Stachel modifiziert war. Es sah aus wie ein kräftiger kleiner Arm – nicht gut, um Dinge zu greifen, aber ideal, um ein Loch in die Seite eines Termitenhügels zu schlagen“, beschreibt Co-Autor James Clark von der Washington University. Auch Graben nach im Boden lebenden Insekten sei mit dieser Klauenform möglich gewesen.

Neue ökologische Nische

„Vielleicht verschärfte sich der Wettbewerb mit anderen Dinosauriern in der Kreidezeit“, sagt Benton. Eine geringere Körpergröße erschloss dabei eine neue ökologische Nische, in der die Nahrung aus kleinen, konzentrierten Quellen von Proteinen und Fetten bestand – eben beispielsweise Insekten. Im Laufe der Kreidezeit wurde diese Nische immer größer und bot Platz für verschiedene Arten der Alvarezsauroiden. Tatsächlich verdreifachte sich der Artenreichtum innerhalb der Familie zu dieser Zeit.

Bei den Vorfahren der Vögel wurde die Größenreduktion bislang auf Anpassungen an das Fliegen zurückgeführt. „Wir haben nun ein zweites Miniaturisierungsereignis identifiziert – aber das war nicht für das Fliegen, sondern um eine völlig neue Ernährung zu ermöglichen, den Umstieg von Fleisch auf Termiten“, sagt Co-Autor Xing Xu von der chinesischen Akademie der Wissenschaften. „Anatomische Merkmale, die kleine Alvarezsauroiden mit Vögeln gemeinsam haben, könnten somit eher mit einer Verschiebung der ökologischen Nische zusammenhängen als mit Anpassungen ans Fliegen“, so die Autoren.

Quelle: Zichuan Qin (University of Bristol, UK) et al., Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2021.06.013

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