https://frosthead.com

Bagaimana Membina Dinosaur Raksasa

Mereka adalah haiwan paling raksasa yang pernah berjalan di bumi. Dinosaur Sauropod- "nipis pada satu hujung; banyak, lebih tebal di tengah; dan kemudian nipis lagi di hujungnya, "sebagai pelawak John Cleese menyifatkannya-adalah titans yang berkembang selama lebih dari 130 juta tahun. Spesies yang paling terkenal, seperti Argentinosaurus dan Futalognkosaurus dari Amerika Selatan prasejarah, membentang lebih daripada 100 kaki panjang dan ditimbang melebihi 70 tan. Tulang yang ditemui pada tahun 1870-an (dan sejak itu hilang) menunjukkan bahawa spesies enigmatic yang dijuluki Amphicoelias mungkin masih lebih besar lagi.

Tiada mamalia darat yang hampir sama dengan saiz dinosaur yang besar ini. Badak prasejarah prasejarah Paraceratherium -mamalia tanah terbesar yang pernah ada hanyalah 40 kaki panjang dan beratnya 17 ton, dan gajah belukar Afrika hari ini, pada 5 tan, akan terlihat cantik di samping dinosaur sauropod terbesar. (Paus biru, pada 100 kaki dan 200 tan, sedikit lebih besar daripada sauropods, tetapi lebih mudah, secara fisiologi, menjadi besar dalam persekitaran akuatik.)

Apakah yang dimaksudkan dengan dinosaur ini yang membolehkan mereka menjadi haiwan terestrial sepanjang masa? Ahli paleontologi telah membingungkan soalan selama lebih daripada satu abad. Malah gergasi bersaiz sederhana seperti Apatosaurus dan Diplodocus, ahli-ahli semula alam awal yang dipercayai, sangat besar sehingga mereka mesti terkurung dengan sungai dan tasik yang cukup mendalam untuk menyokong sebahagian besar dinosaur. Di darat, hujah itu berlaku, dinosaur ini akan runtuh di bawah beratnya sendiri. Pada tahun 1970-an, bukti rangka dan jejak kaki yang dikekalkan dalam landasan mengesahkan bahawa sauropod adalah penghuni tanah. Tetapi baru-baru ini para ahli paleontologi telah dapat membuka kunci rahsia bagaimana haiwan-haiwan ini kelihatan tidak dapat dikembangkan sepanjang hayat mereka dan bagaimana mereka berkembang di tempat pertama.

Memahami sejarah semula jadi sauropods adalah penting untuk memikirkan bagaimana mereka mendapat begitu besar. Walaupun sesetengah anggota terawal keturunan sauropod-seperti Panphagia yang berusia 230 juta tahun dari Argentina-kurang daripada lima kaki panjang, walaupun mereka mempunyai ciri-ciri unik yang akhirnya membolehkan kumpulan itu mencapai saiz yang besar.

Cara yang dihasilkan semula sauropod mungkin merupakan kunci keupayaan mereka untuk bertambah dengan saiz yang luar biasa. Sauropod ibu meletakkan kira-kira 10 telur pada satu-satu masa dalam sarang kecil; Jumlah cengkerang telur fosil telah dijumpai, seperti yang terdapat ribuan telur dari laman web di seluruh dunia. (Sesetengah embrio yang diawetkan di dalamnya, membolehkan para ahli paleontologi pasti mengenal pasti telur sauropod dengan bentuknya.) Itu bermakna dinosaur ini tumbuh di luar tubuh ibu mereka. Menurut Christine Janis dari Universiti Brown dan Matthew Carrano dari Muzium Sejarah Alam Nasional Smithsonian, telur yang membuka kemungkinan evolusi untuk dinosaur ini.

Untuk mamalia besar, membawa janin adalah pelaburan utama. Membangun gajah belukar Afrika menonjol di dalam ibu mereka untuk mengejutkan 22 bulan, contohnya, dan spesies mamalia yang lebih besar mendapat, semakin lama anak mereka perlu berkembang sebelum dilahirkan. Banyak yang boleh menjadi salah semasa kehamilan yang panjang, termasuk keguguran, dan menyuburkan embrio besar sedemikian lama sekali adalah longkang tenaga yang besar pada ibu hamil (untuk tidak mengatakan apa-apa untuk menyusui bayi dan memberi penjagaan selepas kelahiran). Apabila mamalia menjadi lebih besar, risiko dan kos untuk membawa anak bertambah, dan oleh itu mungkin ada beberapa bentuk ambang saiz yang mamalia tanah tidak boleh menyeberang.

Sebaliknya ibu sauropods tidak perlu membawa bayi mereka berkembang selama hampir dua tahun, dan mereka boleh meletakkan banyak telur pada selang waktu yang agak pendek. Sesetengah spesies mungkin telah menyediakan penjagaan ibu bapa selepas menetas: landasan jarang menunjukkan bahawa sesetengah ternakan mungkin termasuk sauropods dari umur yang berbeza. Tetapi peminat filem animasi The Land Before Time mungkin kecewa untuk mengetahui bahawa orang lain mungkin tidak peduli terhadap anak muda mereka. Ahli paleontologi juga mendapati katil tulang yang mengandungi hanya spesies sauropod muda seperti Alamosaurus, yang menunjukkan bahawa dinosaur ini sendiri setelah meninggalkan sarang.

Tidak kira sama ada sauropod juvenile digantung dalam kawanan besar atau dalam kumpulan dinosaur yang lebih kecil dari zaman mereka sendiri, walaupun, dinosaur muda mungkin pemakan yang pemilih. Mereka terpaksa berada sekiranya mereka berkembang menjadi saiz orang dewasa. Diplodocus adalah salah satu daripada dinosaur sauropod yang paling ikonik, dan orang dewasa herbivora Jurassic ini mempunyai muzzles luas dan luas yang menunjukkan diet yang tidak sembuh. Sebagai tambahan kepada pokok-pokok ginkgo yang kaya tenaga dan konifer yang dipanggil teka-teki monyet, mereka juga dapat bertahan dengan makanan yang berkualiti rendah seperti cycads dan bahagian-bahagian konifer yang sukar. Tengkorak remaja, yang diterangkan oleh John Whitlock, Jeffrey Wilson dan Matthew Lamanna tahun lalu, menunjukkan bahawa Diplodocus muda mempunyai rasa yang berbeza.

Ahli paleontologi telah mengakui bahawa perbezaan dalam pilihan menu antara merumput dan melayari herbivora secara umumnya boleh dilihat dalam bentuk tengkorak. Manakala grazers mempunyai teka-teki yang luas untuk selendang pelbagai makanan, pelayar terpilih mempunyai sempit dan bulat yang membolehkan mereka memilih pokok atau tumbuhan tertentu. (Sesetengah rekonstruksikan yang menarik telah membuat Diplodocus dan batang-batang seperti gajah seperti sauropod yang dapat memetik makanan, tetapi idea ini telah dibantah secara menyeluruh.) Oleh sebab tengkorak Diplodocus juvana mempunyai bentuk yang lebih bulat, Whitlock dan rakan-rakan mencadangkan bahawa ia memilih penjelajah juiciest - Diplodocus remaja mungkin menumpukan pada makanan seperti horsetail, pakis dan evergreens berkuasa tinggi, dan bukannya menghisap apa sahaja yang ada, seperti orang dewasa.

Dari perspektif tenaga, masuk akal untuk sauropod muda dipilih. Dinosaur kecil memerlukan makanan yang paling banyak untuk makanan mereka dari segi makanan; mereka khusus untuk memilih tumbuh-tumbuhan tenaga tinggi untuk meningkatkan pertumbuhan pesat mereka. Dewasa, yang sudah besar dan semata-mata perlu mengekalkan-bukannya membesar-besar badan, mampu menjatuhkan sejumlah besar bahan api berkualiti rendah. Walaupun mereka memakan lebih banyak makanan secara mutlak, sauropod dewasa boleh makan makanan yang berkualiti rendah, sedangkan sauropod yang lebih kecil memerlukan makanan yang berkualiti tinggi. (Ini adalah corak biasa yang dilihat di kalangan haiwan walaupun pada hari ini: seorang anak kecil yang kecil perlu makan serangga yang berkhasiat secara berterusan, tetapi gajah Afrika boleh hidup di atas rumput yang berkualiti rendah dan makanan tumbuhan yang lain.) Perbezaan diet mungkin telah membolehkan anak muda dan Diplodocus yang matang untuk hidup di kawasan yang sama melalui fenomena ahli ekologi memanggil "pemisahan niche." Pengkhususan juvana dan diet yang lebih umum daripada orang dewasa membuat mereka keluar dari persaingan yang berterusan untuk makanan, yang bermaksud bahawa Diplodocus muda dan tua makan hampir seperti jika mereka adalah dua spesies yang berlainan.

Naturalists awal percaya bahawa sauropods begitu besar sehingga mereka mesti terkurung dengan sungai dan tasik yang cukup untuk menyokong pukal mereka. Tidak sampai tahun 1970 apabila bukti rangka dan jejak kaki yang dikekalkan mengesahkan bahawa sauropod adalah penghuni tanah. (© Julius T. Csotonyi, csotonyi.com) Argentinosaurus dan Futalognkosaurus, yang digambarkan, dari Amerika Selatan prasejarah, menjangkau lebih daripada 100 kaki dan ditimbang melebihi 70 tan. (© Julius T. Csotonyi, csotonyi.com)

Untuk memakan semua makanan itu, walaupun, sauropods terpaksa meraihnya. Leher panjang adalah penyesuaian awal yang kritikal yang membolehkan sauropod mencapai saiz badan yang besar, menurut tinjauan terbaru oleh Martin Sander dan 15 saintis lain. Fikirkan sebuah Apatosaurus yang berdiri di tepi hutan prasejarah. Leher panjang dinosaurus akan membolehkan ia mencapai luas tumbuh-tumbuhan-tinggi dan rendah, kiri dan kanan-tanpa menggerakkan badannya sama sekali. Sejak awal evolusi sauropod, leher panjang membuat feeder yang cekap dinosaur ini dapat mencapai sumber yang tidak dapat diakses oleh herbivora lain, dan walaupun dengan kepala kecil, sauropod besar akan dengan mudah dapat mengosongkan makanan yang banyak.

Betapa dinosaurus ini menukarkan semua makanan hijau ini kepada tenaga dan tisu adalah perkara yang lebih rumit. Sauropods tidak mempunyai bateri molar yang kuat untuk mengunyah makanan mereka. Ramai yang hanya mempunyai sedikit pensil atau gigi berbentuk sudu untuk memetik makanan sebelum menelan keseluruhannya. Memandangkan perilaku meja miskin sauropod, para saintis berfikir bahawa dinosaur mungkin menelan batu untuk mengisar makanan yang masih di perut seperti yang dilakukan oleh sesetengah burung. Ahli paleontologi Oliver Wings dan Martin Sander berpendapat bahawa ini mungkin bukan yang disebut "batu perut" yang terdapat dengan beberapa fosil sauropod tidak menunjukkan corak memakai yang konsisten dengan apa yang diharapkan jika mereka digunakan dengan cara ini. Sebaliknya, dinosaur yang diekstrak sebanyak mungkin pemakanan daripada makanan mereka dengan mengekalkannya untuk jangka masa panjang dalam sistem pencernaan mereka.

Beberapa butiran pencernaan sauropod telah diuji secara eksperimen oleh Jürgen Hummel dan rakan-rakan pada tahun 2008. Para saintis meletakkan sampel moden dari chaw sauropod yang paling banyak dari paku-pakis Mesozoik, ekor horsetail, ginkgo dan konifer-dalam perut tiruan yang mudah. Mereka menyuntik keberanian palsu dengan mikrob diambil dari bahagian sistem penghadaman biri-biri di mana makanan tumbuhan pada mulanya dipecahkan. Sebagai tumbuhan yang ditapai, saintis mengesan berapa banyak nutrisi yang dikeluarkan.

Bertentangan dengan apa yang telah diandaikan, banyak tumbuhan ini terdegradasi dengan mudah di persekitaran perut mentah. Horsetails dan teka-teki monyet sangat berkhasiat. Perut dinosaurus yang sebenarnya mungkin lebih baik dilengkapi untuk memecahkan tumbuhan ini, dan sudah tentu ada cukup tenaga yang tersedia di tumbuh-tumbuhan pada masa itu untuk sauropods tumbuh besar. Sauropods mungkin tidak memerlukan senibina usus yang luar biasa untuk bertahan.

Satu lagi ciri utama membolehkan titans ini untuk saiz belon. Ia adalah sifat yang mereka kongsi dengan burung. Burung adalah keturunan langsung dinosaur theropod kecil yang berkaitan dengan spesies seperti Velociraptor dan Anchiornis, tetapi mereka tidak begitu rapat dengan dinosaur sauropod; mereka terakhir berkongsi nenek moyang bersama lebih daripada 230 juta tahun lalu. Walau bagaimanapun, kedua-dua garis keturunan theropod dan sauropod berkongsi sifat pelik yang sangat penting dalam evolusi mereka-rangkaian peti udara dalaman yang berkaitan dengan paru-paru.

Kotak udara lembut tidak dapat dilihat secara langsung dalam rekod fosil, tetapi strukturnya meninggalkan kantong bercerita di mana mereka menyerang tulang. Naturalis mengakui lekapan lebih dari satu abad yang lalu, tetapi ahli paleontologi moden baru sahaja mula memahami makna mereka. Seperti pada burung, paru-paru sauropod mungkin disambungkan kepada satu siri kantung udara, dan melekat pada organ-organ ini adalah rangkaian poket kecil yang dipanggil diverticula-yang menyusup tulang di leher, dada dan abdomen dinosaur. Dari sudut pandangan struktur, rangkaian struktur udara yang dipenuhi udara ini menurunkan ketumpatan kerangka sauropod, dan membenarkan dinosaur ini mempunyai pembinaan yang agak ringan untuk saiznya. Daripada mempunyai tulang tambahan kekuatan, seperti yang pernah dicadangkan, kerangka sauropod dibuat lebih ringan oleh ciri yang mereka bagikan dengan burung, dan rangkaian kantung udara mungkin mempunyai manfaat lain juga.

Dalam burung, kantung udara adalah sebahagian daripada susunan pernafasan melalui aliran yang lebih berkesan untuk mengeluarkan oksigen daripada sistem pernafasan mamalia. Kita belum tahu sama ada sauropod menghembus dengan cara yang sama seperti yang dilakukan oleh burung - sejauh mana kerangka mereka diubahsuai oleh kantong udara yang berbeza-beza di seluruh spesies - tetapi kemungkinan bahawa kantung udara dari dinosaur gergasi lebih baik dilengkapi untuk memberikan oksigen kepada mereka badan daripada alternatif yang dilihat dalam mamalia gergasi. Burung mempunyai kadar metabolisme tinggi yang memerlukan banyak oksigen untuk terbang yang berterusan; Begitu juga, saiz dan kehidupan aktif sauropod akan memerlukan banyak oksigen, dan sistem cas udara akan menyediakan mereka dengan manfaat pernafasan yang penting.

Tidak semua dinosaur sauropod adalah gergasi. Sesetengah spesies-seperti Magyarosaurus dari strata Romania-adalah keturunan kecil spesies yang jauh lebih besar. Mereka menyusut saiz kerana pengasingan mereka di pulau-pulau, walaupun sebab yang tepat mengapa berkembang pesatnya pulau itu dibahaskan oleh saintis. Walau bagaimanapun, sauropod beratnya lebih daripada 40 tan berevolusi secara bebas dalam sekurang-kurangnya empat garis keturunan selama jangka panjang kumpulan dinosaur ini, semuanya berkat ciri-ciri yang membuat saiz badan besar mungkin.

Ahli paleontologi masih menyiasat tekanan evolusi yang membuat bentuk besar begitu berfaedah. Saiz mereka memberi mereka perlindungan daripada pemangsa, mungkin, dan leher panjang mereka membiarkan mereka mencapai makanan yang makhluk kecil melihat kelaparan tetapi tidak dapat dicapai. Apa kelebihan saiz gergasi lain mungkin tidak jelas. Walau bagaimanapun, sauropods adalah makhluk-makhluk yang mengagumkan yang hanya boleh wujud berkat pertemuan khas yang luar biasa. Mereka bentuk yang hebat tidak seperti apa yang berlaku sebelum ini atau telah berkembang sejak itu.

Bagaimana Membina Dinosaur Raksasa