(ALLVISIONN/iStock/Getty Images) Zum ersten Mal haben wir gezeigt, dass ein weiches Fersenpolster für die Entstehung von Sauropoden von entscheidender Bedeutung ist Dinosaurier Laut einer neuen digitalen Rekonstruktion ihrer Füße trugen sie ihr enormes Gewicht.
Sauropoden, die bis zu 50 Tonnen wogen und rund 100 Millionen Jahre lang die Ökosysteme der Welt dominierten, scheinen zu Beginn ihrer Evolution weiche Fersenpolster entwickelt zu haben, und dies war wahrscheinlich ein entscheidender Schritt, der es Sauropoden ermöglichte, die größten Tiere zu werden, die jemals gelaufen sind die Erde.
Unsere Arbeit erscheint diese Woche im Journal Wissenschaftliche Fortschritte .
„Donnerechsen“
Eines der bemerkenswertesten Dinge an Sauropoden ist die enorme Größe einiger Arten: Die Füße von Sauropodendinosauriern hätten beim Gehen die Erde erbeben lassen.
Tatsächlich erlangte der Name eines der ersten beschriebenen Sauropoden große Popularität, Brontosaurus , bedeutet „Donnereidechse“ .
Sauropoden hatten lange Hälse und Schwänze und liefen auf vier langen, säulenartigen Beinen, aber anfangs waren sie nicht riesig.
Vor rund 230 Millionen Jahren waren die Vorfahren dieser Dinosaurier kleine, zweibeinige Tiere, die ihren saurischen Cousins sehr ähnlich sahen. die Theropoden ; höchstwahrscheinlich hätte er nicht mehr gewogen als ein Strauß.
Aber ab etwa 210 Millionen Jahren nahmen die Vorfahren der Sauropoden an Größe zu, wobei die geschätzte Körpermasse sich einer Tonne näherte.
Die größten Sauropoden wie z Argentinosaurus , Patagotitaner, Und Australotitanisch wahrscheinlich erreicht Erwachsenengrößen über 50 Tonnen mehr als zehnmal so groß wie das größte heute lebende Landtier, der Afrikanische Elefant.
Es versteht sich von selbst, dass Tiere dieser Größe riesige Füße hatten. Einige in der Kimberley-Region in Westaustralien gefundene Fußabdrücke von Sauropoden sind mehr als 1,7 Meter lang – groß genug, dass die meisten Menschen darin baden könnten!
Aber wie sahen Sauropodenfüße wirklich aus und wie trugen sie das gigantische Körpergewicht ihrer Besitzer?
Auf den Spuren der Sauropoden
Nachdem ich viele Jahre damit verbracht habe Verfolgung von Sauropoden im Kimberley Ich [Steve Salisbury] habe lange darüber nachgedacht, wie ihre Füße im Leben ausgesehen haben könnten.
Die Vorderfüße scheinen denen von Elefanten zu ähneln, wobei die Knochen in einer nahezu vertikalen, halbkreisförmigen Säule angeordnet sind und die Fingerknochen bis auf den Daumen stark reduziert sind. Die „Handabdrücke“ der meisten Sauropoden sind typischerweise rund oder „bohnenförmig“.
Trotz ihres häufig dargestellten säulenförmigen Aussehens unterschieden sich die Füße von Sauropoden jedoch stark von denen von Elefanten. Sauropoden hatten lange, flexible Zehen, wie dies beweist Beweglichkeit zwischen den Knochen .
Versteinerte Spuren zeigen, dass sie ihre Zehen spreizen und so die Spreizung des Fußes anpassen konnten, wenn sie über verschiedene Oberflächen gingen – das ist bei Elefanten heute nicht der Fall.
Es wurde lange angenommen, dass Sauropoden wie andere Dinosaurier auf den Zehen gingen und das Knöchelgelenk vom Boden abgehoben hatte. Dennoch erwecken viele Sauropodenspuren den Eindruck einer großen „Ferse“.
Dies hat dazu geführt viele Paläontologen spekulieren dass Sauropoden eine Art „Fersenpolster“ hatten. Aber abgesehen von den Spuren gibt es immer noch eindeutige Beweise für ein Fersenpolster bei Sauropoden – akademische Spekulationen.
Unsere Arbeit zielt darauf ab, das zu ändern.
Auf den Füßen von Riesen wandeln
Ausgestattet mit dem Wissen darüber, wie das Fußskelett verschiedener Sauropoden aussah, sowie Informationen über ihre Spuren, versuchte Andréas Jannel im Rahmen seiner Doktorarbeit an der University of Queensland herauszufinden, wie ihre Füße funktioniert haben könnten.
Wir haben uns auch mit zusammengetan Olga Panagiotopoulou , ein Experte für die Fußmechanik moderner Tiere und insbesondere von Elefanten.
Andréas erstellte digitale 3D-Modelle für das Fußskelett verschiedener Sauropoden und Sauropodenvorläufer. Anschließend testeten er und Olga die Stärke dieser Modelle mithilfe einer Technik, die als Finite-Elemente-Analyse bekannt ist.
Sie verglichen, wie unterschiedliche Körperhaltungen das mechanische Verhalten des Fußes mit und ohne zusätzliche Weichteilpolsterung beeinflussten.
Unabhängig von der Haltung des Fußes – Zehen auf dem Boden, Zehen teilweise auf dem Boden oder nur die Zehenspitzen auf dem Boden – konnte keines der Modelle dem Ausmaß der mechanischen Kräfte standhalten, denen Sauropoden im Leben ausgesetzt gewesen wären, es sei denn Sie hatten auch ein weiches Gewebepolster unter der „Ferse“.
Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein weiches Gewebepolster das gesamte Fußskelett gepolstert hätte, sodass es mechanische Kräfte bei Belastung absorbieren konnte.
Einfach ausgedrückt: Ohne dieses Polster unter der Ferse wären die Knochen in den Füßen von Sauropoden unter ihrem enormen Gewicht zusammengebrochen.
Ankunft der Giganten
Vorläufer des Sauropoden wie zum Beispiel Plateosaurus Traditionell wurde so rekonstruiert, dass sie mit leicht vom Boden abgehobenen Zehen und ohne Fersenpolster gingen.
Unsere Modelle weisen nun darauf hin, dass ihr Fußskelett ihr Körpergewicht ohne zusätzliche Polsterung nicht hätte tragen können.
Einige Fossilienspuren stammen vermutlich von Tieren wie z Plateosaurus Es gibt Anzeichen dafür, dass Ballen hinter den Zehen beginnen, sich zu verschmelzen.
Dieses „anfängliche“ Fersenpolster – eines, das sich gerade erst zu entwickeln beginnt – würde mit unseren Modellen übereinstimmen.
Das Vorhandensein eines beginnenden Fersenpolsters in Sauropoden-Vorläufern legte den Grundstein für die Entwicklung einer substanzielleren Struktur.
Vor 170 Millionen Jahren wogen die ersten „echten“ Sauropoden mehr als 10 Tonnen, und Spuren, die ihnen zugeschrieben werden, weisen auf ein gut entwickeltes Fersenpolster hin.
Die Voraussetzungen waren geschaffen, und innerhalb von 10 bis 15 Millionen Jahren wandelten Titanen mit einem Gewicht von mehr als 30 Tonnen über die Erde, und die Diversifizierung riesiger Sauropoden hatte begonnen. Sie würden die Ökosysteme der Welt für die nächsten 100 Millionen Jahre dominieren. 
Steven W. Salisbury , PhD; Außerordentlicher Professor, Fakultät für Biowissenschaften, Die Universität von Queensland ; Andreas Jannel , Postdoktorand, Museum für Naturkunde, Berlin , Und Olga Panagiotopoulou , Dozent PhD, Monash Universität .
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