Dlaczego dinozaury nigdy nie osiągnęły naprawdę małych rozmiarów?

Nawet najmniejsze dinozaury były znacznie większe od najmniejszych przedstawicieli innych grup kręgowców. Nowe badanie sugeruje, że to konkurencja ze strony ssaków mogła uniemożliwiać im osiąganie naprawdę niewielkich rozmiarów.

Najmniejsze dinozaury były zaskakująco duże

Dinozaury najczęściej kojarzone są przede wszystkim z ogromnymi rozmiarami. Jednak w ramach nowego badania naukowcy z American Museum of Natural History i Princeton University zasugerowali, że jedną z największych zagadek ewolucji tych prehistorycznych gadów nie było to, jak niektóre gatunki stały się olbrzymie, lecz dlaczego nawet najmniejsze z nich nigdy nie osiągnęły naprawdę niewielkich rozmiarów. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Evolution”.

Wykorzystując modele matematyczne do zbadania ewolucji rozmiarów ciała u kręgowców, paleontolodzy odkryli, że choć procesy związane z pozyskiwaniem energii i fizjologia mogą wyjaśniać rozmiary ssaków, ptaków i żółwi, nie wyjaśniają, dlaczego najmniejsze nieptasie dinozaury przez całą swoją historię ewolucyjną pozostawały niezwykle duże. Wyniki sugerują, że konkurencja ze strony małych wczesnych ssaków mogła uniemożliwić dinozaurom osiągnięcie rozmiarów myszy czy wróbla, które obecnie są powszechne wśród kręgowców.

Jak wskazują badacze, dotychczas wskazywano, że dinozaury mogły uniemożliwiać ssakom osiąganie dużych rozmiarów przed wymieraniem kredowym, jednak możliwe jest również, że to z kolei one uniemożliwiały prehistorycznym gadom osiąganie małych rozmiarów.

Podczas gdy największe dinozaury ważyły ponad 80 ton, najmniejsze znane z nich osiągały masę około 450 gramów, czyli mniej więcej tyle co duży królik. Jak podkreślają badacze, jest to ponad 200 razy więcej niż waży najmniejszy ptak świata, koliberek hawański, którego masa wynosi zaledwie 1,75 grama, oraz dużo więcej niż najmniejszy ssak, ryjówka etruska, ważąca około 1,8 grama. Najmniejsza obecnie żyjąca jaszczurka, gekon karłowaty, waży zaledwie 0,15 grama.

Około 75 proc. współcześnie żyjących gatunków ssaków i 90 proc. współcześnie żyjących gatunków ptaków jest mniejszych od najmniejszych nieptasich dinozaurów. Jak podkreślają badacze, małe zwierzęta dominują we współczesnych ekosystemach, a aby zrozumieć, jak wyewoluowała dzisiejsza różnorodność biologiczna, potrzebne jest poznanie tego, dlaczego wydaje się, że małe dinozaury nie istniały.

Dlaczego w zapisie kopalnym brakuje małych dinozaurów?

Jednym z możliwych wyjaśnień jest po prostu to, że paleontolodzy nie znaleźli jeszcze skamieniałości najmniejszych dinozaurów. Małe zwierzęta trudniej odkryć, a ich delikatne kości miały mniejsze szanse na zachowanie się w zapisie kopalnym. Naukowcy argumentują jednak, że takie wyjaśnienie jest mało prawdopodobne, ponieważ stanowiska kopalne, w których zachowały się dinozaury, regularnie zachowują również znacznie mniejsze zwierzęta, w tym ssaki, jaszczurki, płazy i inne kręgowce. Gdyby tego rodzaju prehistoryczne gady wielkości myszy rzeczywiście istniały, naukowcy spodziewaliby się znaleźć przynajmniej niektóre z nich obok tych innych małych zwierząt. Zamiast tego zapis kopalny sugeruje, że rzeczywiście maleńkie nieptasie dinozaury były rzadkie lub być może w ogóle nie występowały.

Modele matematyczne pomagają wyjaśnić ewolucję rozmiarów

Aby zbadać, dlaczego tak było, badacze wykorzystali modele matematyczne przewidujące, w jaki sposób dobór naturalny wpływa na rozmiary ciała, uwzględniając fizjologię pozyskiwania energii i rozmnażania. Modele te opierały się na założeniu, że zwierzęta powinny ewoluować w kierunku rozmiarów, które pozwalają im najefektywniej przekształcać energię w potomstwo.

Jak wskazują naukowcy, takie podejście z powodzeniem przewidywało obserwowane rozkłady rozmiarów ciała u ssaków, ptaków i żółwi, ale nie sprawdziło się w przypadku węży, jaszczurek i krokodyli. Nawet po uwzględnieniu szerokiego zakresu możliwości fizjologicznych modele nie potrafiły wyjaśnić, dlaczego większość nieptasich dinozaurów była znacznie większa, niż można było tego oczekiwać.

Wyniki sugerują, że sama fizjologia nie mogła wyjaśnić rozmiarów ciała dinozaurów. Zamiast tego czynniki ekologiczne, w tym konkurencja, drapieżnictwo i dostępność różnych nisz ekologicznych, prawdopodobnie odgrywały dużą rolę w ograniczaniu tego, jak małe mogły stać się te prehistoryczne gady.

Lot pozwolił ptakom osiągnąć mniejsze rozmiary

Badanie, zdaniem paleontologów, dostarcza również nowych informacji na temat jednego z najbardziej niezwykłych przejść w ewolucji kręgowców, czyli pojawienia się ptaków. Choć wyewoluowały one z dinozaurów, współczesne ptaki są znacznie mniejsze nawet od najmniejszych znanych prehistorycznych gadów. Wkrótce po pojawieniu się we wczesnej kredzie ptaki zaczęły osiągać rozmiary ciała znacznie mniejsze niż przedstawiciele jakiejkolwiek innej grupy dinozaurów.

Naukowcy odkryli, że tego przejścia w kierunku miniaturowych rozmiarów również nie można wyjaśnić wyłącznie fizjologią. Dlatego też zaproponowali, że ewolucja zdolności do lotu zmieniła sposób, w jaki wczesne ptaki mogły funkcjonować w środowisku. Wzbijając się w powietrze, mogły one uwolnić się od ograniczeń, które uniemożliwiały ich przodkom ewolucję w kierunku znacznie mniejszych rozmiarów.

Emil Gołoś