Forskning udgivet af tidsskriftet Evolution, udført af forskere fra American Museum of Natural History og Princeton University, kaster lys over en af de store gåder i den evolutionære historie: hvorfor dinosaurer, kendt for deres storhed, ikke udviklede virkelig bittesmå arter, i modsætning til deres fugleefterkommere.
Holdet af forskere brugte matematiske modeller til at analysere udviklingen af størrelse hos hvirveldyr. De observerede, at selvom energiske og fysiologiske faktorer retfærdiggjorde størrelsen af pattedyr, fugle og skildpadder, forklarede disse samme faktorer ikke fraværet af ikke-fugle dinosaurer med meget små dimensioner. Hovedhypotesen er, at striden om ressourcer med små forfædres pattedyr kan have forhindret udviklingen af dinosaurer til størrelser, der kan sammenlignes med gnavere eller spurve, almindelige i nutidens fauna.
Roger Benson, medforfatter af studiet og kurator for dinosaur-palæobiologi ved Macaulay Museum, kommenterede det unikke ved opdagelsen: “Mens fascinationen af gigantiske dinosaurer er universel, fokuserer vi på den anden ende af spektret. Fraværet af virkelig små dinosaurer er lige så spændende som tilstedeværelsen af store pattedyrs historisk begrænsede tilstedeværelsen af store dinosaurer før dinosaurernes størrelse. slutningen af Kridt Nu foreslår vi, at pattedyr til gengæld begrænsede udviklingen af mindre dinosaurer.”
Inden for samme emne: Undersøgelse af gamle tænder viser et spring i pattedyrs evolution efter dinosaurer
De største dinosaureksemplarer kunne overstige 80 tons, men de mindste kendte ikke-fugle dinosaurer vejede omkring 450 gram, hvilket svarer til en stor kanin. Denne måling er mere end to hundrede gange større end bi-kolibrien, den mindste globale fugl på 1,75 gram, eller den etruskiske spidsmus, det mindste pattedyr på cirka 1,8 gram. Selv dværggekkoen, det mindste krybdyr, vejer kun 0,15 gram.
Fossile rekord viser fraværet af små dinosaurer
Omkring 75 % af pattedyrarterne og 90 % af de nuværende fuglearter er mindre end de mindste ikke-fugle dinosaurer, der nogensinde er identificeret.
Læs mere: Undersøgelse viser, at menneskelig livsgrænse er defineret af genredigeringsmekanisme
Stephanie Lechki, hovedforfatter af undersøgelsen og postdoc-forsker ved Princeton University, bemærkede: “Nutidige økosystemer er overvejende optaget af små dyr. For at forstå udviklingen af nutidens biodiversitet er det afgørende at undersøge, hvorfor små dinosaurer tilsyneladende ikke har udviklet sig.”
Selvom man måske tror, at manglen på beviser skyldes vanskeligheden ved at finde fossiler af små dyr, hvis sarte knogler fossiler sjældnere, afviser Benson og Lechki denne idé. De påpeger, at fossile senge, der indeholder dinosaurer, ofte bevarer meget mindre eksemplarer, såsom pattedyr, firben og padder. Tilstedeværelsen af dinosaurer på størrelse med mus burde derfor være blevet registreret sammen med disse andre dyr.
Derfor indikerer fossiloptegnelsen, at ikke-fugle dinosaurer af virkelig lille størrelse var ualmindelige eller muligvis aldrig eksisterede.
Mere om emnet: Genetisk undersøgelse opdager nye ‘identiske’ fuglearter i Japan
Økologiske faktorer forklarer dinosaurernes begrænsede størrelse
For at fremme undersøgelsen brugte forskerne matematiske modeller, der simulerer, hvordan naturlig udvælgelse påvirker kropsstørrelsen, i betragtning af fysiologien af energiassimilering og forplantning. Disse modeller antager, at organismer har en tendens til at udvikle sig til dimensioner, der optimerer energiomdannelsen i produktionen af afkom.
Metoden arbejdede på at forudsige størrelsesfordelingen hos pattedyr, fugle og skildpadder, men blev ikke anvendt på slanger, firben og krokodiller. Selv med inddragelsen af flere fysiologiske variabler, var modellerne ikke i stand til at forklare, hvorfor de fleste ikke-fugle dinosaurer var signifikant større end forudsagt.
Resultaterne indikerer, at størrelsen af dinosaurer ikke kan tilskrives fysiologi alene. Det er sandsynligt, at økologiske faktorer, såsom konkurrence om fødevarer, predation og tilgængeligheden af forskellige miljønicher, var afgørende for at begrænse den minimumsstørrelse, som ikke-fugle dinosaurer kunne nå.
Hvordan udviklingen af flyvning ændrede fuglenes evolutionære landskab
Forskningen giver også ny indsigt i en af de mest slående transformationer i hvirveldyrs evolution: fuglenes fremkomst. Selvom de er direkte efterkommere af dinosaurer, er nutidige fugle bemærkelsesværdigt mindre end de mindste ikke-fugle dinosaurer. Denne størrelsesreduktion hos fugle skete hurtigt efter deres fremkomst i den tidlige kridttid.
Forskere har fundet ud af, at denne tendens til reduceret størrelse hos fugle ikke kun er begrundet i fysiologi. De antyder, at udviklingen af motordrevet flyvning revolutionerede økologiske muligheder for tidlige fugle. Med evnen til at flyve var fugle i stand til at overskride de miljømæssige begrænsninger, der forhindrede deres dinosaur-forfædre i at udvikle sig til meget mindre størrelser.
Læs mere: Forskere opdager pattedyrfossiler fra dinosaurtiden i Japan; arter kan være uden fortilfælde
Lechki forklarede, at “flyvning muliggjorde adgang til nye former for liv. Ved at besætte disse nye økologiske nicher fik fugle friheden til at udvikle størrelser, der var ulevedygtige for andre dinosaurer.”
Fremtidig forskning lover at uddybe viden om det økologiske pres, der påvirkede forekomsten af visse kropsstørrelser og fraværet af andre. Benson konkluderede: “Det er en ejendommelig situation: Dinosaurernes forfædre kunne have været små, og det samme var deres levende efterkommere – fugle -. Dinosaurerne ser dog ud til at være blevet forhindret i at nå disse størrelser. Vi har endnu ikke helt løst dette mysterium, men det er et vigtigt område for at forstå dinosaurernes fascinerende biologi.”