A növényevés evolúciója Ornithopoda dinoszauruszoknál

A mezozoikum (földtörténeti középidő) egyik legfontosabb szárazföldi növényevő gerincesei az Ornithopoda dinoszauruszok voltak. Két lábon járó, agilis formákról van szó (pl. az Iguanodon Angliából vagy a Mochlodon a Bakonyból), amelyek a jura időszakban még 1-2 méteresek és 50-100 kg-osak voltak, a kréta időszakra azonban már elérték a 10-12 méteres testhosszúságot. Több mint 100 millió éves pályafutásuk során változott a fogazatuk és testméretük, de igazán semmit nem tudunk arról, hogy ennek mi állt a hátterében.

Ősi Attila, az ELTE Őslénytani Tanszék professzora vezetésével több hazai (Széchenyi István Egyetem, Szegedi Tudományegyetem, Magyar Természettudományi Múzeum) és külföldi (Natural History Museum, London, Bukaresti Egyetem) intézmény munkatársai arra keresték a választ, hogy pontosan milyen evolúciós változás zajlott le ezeknek az állatoknak a fogazatát illetően, mennyire volt globális ez a jelenség, és mi lehetett a felismert anatómiai változások mozgatórugója. 

A kutatók számos európai és észak-amerikai gyűjtemény dinoszaurusz-leletanyagát tanulmányozták a legmodernebb technikákkal: egyes állkapcsokról CT felvételek készültek, a fogak 3D-s digitális modelljeiből térfogatszámítás történt, a kopott fogak kopási felületét 2D és 3D elemzéssel vizsgálták, továbbá szövettani metszetek révén tanulmányozták a fogak növekedési ütemét.

Vizsgált kopási felületek egy növényevő dinoszauruszfogon

Az eredmények azt mutatták, hogy a növényevő dinoszauruszok e sikeres csoportja valamikor a jura időszak vége felé

elkezdte drasztikusan növeszteni az állkapocsban található fogak térfogatát,

ezzel egyre nagyobb és nagyobb felületet biztosítva a rágáshoz. A rágás – tehát az alsó és a felső fogak ütközése és így a táplálék feldarabolása – koptatja a fogakat. A korai formáknál a fogak 60-70 százaléka fél éven belül elkapott, miközben az állat már növesztette a következő fogat (folyamatosan váltották a fogakat). 

A kréta időszak közepére (mintegy 100 millió évvel ezelőtt) már ez sem volt elég: a fogak vagy extrém nagyokká váltak (egyes fajoknál a fogkorona elérte az 5-7 cm-es magasságot), vagy nem egy, hanem akár 4-5 fog várt a sorára az éppen használatban lévő fog alatt, hogy fejlődjön, kibújjon, majd akár egy-két hónap alatt el is kopjon. 

"A fogak kopása olyan szintre emelkedett a késő kréta hadrosauriák (kacsacsőrű dinoszauruszok) esetében, hogy pl. a 9 m-es testhosszúságot elérő észak-amerikai Edmontosaurus egyetlen nap (!) alatt közel hüvelykujjnyi fogmennyiséget elkoptatott. Ezeknél a formáknál már nem is egy, hanem kettő, sőt akár három fog volt egyszerre használatban egyetlen fogmederben. Egyetlen állkapocsban pedig legalább 42 fogmeder volt, és volt négy állkapocs” – mondja Ősi Attila, az NKFIH Által biztosított OTKA kutatási program vezetője.

A fogkopás minőségi és mennyiségi változása növényevő dinoszauruszoknál

A fogkopás-vizsgálatok közben arra derítettek fényt, hogy amíg a korai formáknál a fogak felülete egyenetlen volt, feltehetően a fák húsosabb leveleinek, rügyeinek, magok és gyümölcsök fogyasztása miatt, addig a későbbi formáknál egyre simább lett, döntően hosszú, egyenletes barázdák borították, ami a kiegyenlítettebb, feltehetően a talajhoz közel növő, nagy mennyiségű, de tápanyagban szegényebb, rostosabb növények fogyasztására utal.

A kutatás tehát számos dinoszauruszlelet bevonásával most már számadatokkal is bizonyítja, hogy a legmeghatározóbb mezozoikumi növényevők történetében

komoly változás történt a táplálkozásmódban,

és mindez valamikor a kréta időszak közepére datálható. Ekkor jelennek meg a legnagyobb testű ilyen növényevők, ekkorra alakulnak ki a legnagyobb fogú formák, és ekkor jelennek meg az első olyan növényevő dinoszauruszok, melyeknél egynél több helyettesítő fog révén felgyorsul a fogváltás.

Az igazi nagy kérdés, hogy vajon ez a növényevő dinoszauruszoknál tapasztalható változás összefüggésbe hozható-e a szárazföldi növényzetben bekövetkezett átalakulással. Utóbbi pedig nem más, mint a zárvatermő vagy más néven virágos növények megjelenése és dominánssá válása a kréta időszak első felének végére. “Ez az esemény időben nagyjából egybeesik a növényevő dinoszauruszok fogaiból most dokumentált változásokkal, de egyelőre még kevés az adat, hogy a kettő között egyértelmű összefüggést mutassunk ki” – jegyzi meg Paul Barrett, a cikk társszerzője, a londoni Natural History Museum professzora.

A borítófotón növényevő dinoszaurusz alsó állkapcsa látható fogakkal.