Mitä opin dinosauruksista viime kesänä

Huomasin viime kesänä, että tiedän nolon vähän dinosauruksista. Töissä piti kertoa silloin dinosauruksista yleisölle. Hyvä tilaisuus, sellainenhan on paras tapa oppia; ei ole kiva mennä selittämään mitään, jos ei tunne olevansa varmalla pohjalla aiheestaan. Uuteen aiheeseen perehtymisen sivuvaikutuksena siitä voi myös innostua – voisi, vaikka aihe ei olisi niin itsestään selvän makea kuin dinosaurukset!

Pseudosuchiat hallitsivat ensin

Ryhmä isoja eläimiä rellesti maailman valtiaina kymmeniä miljoonia vuosia, samaan aikaan niiden varjossa eli huomaamaton ja vaatimaton eläinryhmä – dinosaurukset…

En tiennyt ennen viime kesää sitäkään, että ennen dinosaurusten valtakautta oli pseudosuchioiden* valtakausi. Dinosauruksia oli myös tuolloin jo olemassa, mutta kaikki ajan isoimmat maapedot olivat pseudosuchioita. Pseudosuchioiden joukossa oli myös kaksijalkaisia kasvinsyöjäeläimiä kuten siro ja nätti Effigia. Tällainen dinosaurusmaallikko määrittäisi monet pseudosuchiat sujuvasti dinosauruksiksi.

Triaskauden lopettanut joukkosukupuutto lopetti myös pseudosuchioiden valtakauden. Jostain syystä, jota ei oikein hyvin ymmärretä, dinosaurukset valtasivat sen jälkeen isojen eläinten ekologiset lokerot. Pseudosuchiatkaan eivät kuolleet kokonaan sukupuuttoon vaan niistä kehittyi esimerkiksi hienoja virtaviivaisia thalattosuchia-merieläimiä. Yksi pseudosuchia-ryhmä elää ja voi hyvin yhä edelleen: krokotiilit.

Dinosauruksillakin kävi sitten huono tuuri, kun kymmenkilometrinen asteroidi törmäsi maahan 65 miljoonaa vuotta sitten. Toisaalta dinosaurukset saivat olla rauhassa superkatastrofeilta valtavan pitkän ajan. Dinosaurukset hallitsivat (lue: olivat yleisimpiä isoja eläimiä) koko jura- ja liitukauden eli noin 135 miljoonaa vuotta.

* En puhunut kesällä pseudosuchioista vaan crurotarseista. En ollut nimissä ihan ajan tasalla. Crurotarsi-nimen ongelmaksi nousi hiljattain, että siihen oli määritelty kuuluvaksi yksi krokotiilien näköinen eläinryhmä, phytosaurit, jotka eivät sitten ilmeisesti olleetkaan sitä miltä näyttivät (Nesbitt 2011). Huono määritelmä vesitti crurotarsin tarkoittamaan krokotiilien läheisimpien sukulaisten lisäksi myös dinosauruksia, lintuja ja siipisaureja.

Pseudosuchus eli ”valekrokotiili” on tietysti hölmö nimi ryhmälle, johon kuuluvat krokotiilit, mutta nimi on järkevästi määritelty niin, että se ei aiheuta sotkuja systematiikkaan, vaikka sukupuihin tulisi vielä lisääkin muutoksia.

Jokin mukava suomennos pseudosuchialle pitäisi kyllä keksiä. Ehdotuksia?

Talitiainen on läheisempi sukulainen Tyrannosaurukselle kuin Triceratops

Pseudosuchiat elävät edelleen krokotiileina. Dinosaurukset elävät myös edelleen – lintuina.

Niin oudolta kuin se ehkä tuntuukin, esimerkiksi rubiinikurkkukolibri on pieni dinosaurus ja tunturipöllö on vähän isompi dinosaurus.

Kun meteoriitti putosi ja suurin osa dinosauruksista kuoli, olivat Triceratopsiin johtanut dinosaurusten sukuhaara ja Tyrannosaurukseen johtanut haara ehtineet kehittyä toisistaan riippumatta noin 165 miljoonaa vuotta. Tyrannosaurukseen ja lintuihin johtaneet sukuhaarat olivat siihen mennessä olleet erossa toisistaan vasta noin 100 miljoonaa vuotta. Linnut jäivät ainoina dinosauruksina henkiin ja ovat jatkaneet kehitystään yksinään 65 miljoonaa vuotta.

Edellisestä voi laskea*, että esimerkiksi talitiaiset ovat paljon läheisempiä sukulaisia Tyrannosaurukselle kuin Triceratops.

Jos haluaa arvioida esimerkiksi, että millaista Tyrannosauruksen dna oli, kannattaa tutkia ennemmin nykyisten lintujen kuin Triceratopsin dna:ta (jälkimmäistä ei enää olekaan missään).

*Tyrannosaurusta ja Triceratopsia erottaa toisistaan 165 + 165 = 330 miljoonaa vuotta evoluutiota. Tyrannosauruksen ja talitiaisen vastaava ero on 100 + 100 + 65 = 265 miljoonaa vuotta. Talitiainen on siis 330 – 265 = 65 miljoonaa vuotta lähempänä Tyrannosaurusta kuin Triceratops.

Edit 13.5.2013: Päivitin vielä edellistä kappaletta, kun tällaiset sukulaisuuslaskelmat ovat vähän kinkkisiä selittää sanallisesti. Ehkä ne avautuvatkin helpommin piirtämällä kuin selittämällä – xkcd-sarjakuva samasta aiheesta ilmestyi juuri sopivasti. Edit 12.3.2014: Korjattu tyranosauruksen ja lintujen viimeisen yhteisen esi-isän ajoitukseksi 165, ei 150 miljoonaa vuotta sitten. Varhaisimmat linnut elivät noin 150 miljoonaa vuotta sitten, mutta Tyrannosauridit lähtivät omille teilleen lintuhin johtaneesta porukasta jo 15 miljoonaa vuotta aiemmin. 

Aika moni höyhenpeitteinen dinosaurus näytti linnulta

Vanha kunnon Archaeopteryx pitää pintansa varhaisimpana linnuksi määritettynä otuksena (Lee ja Worthy 2012) – tai ainakin piti vielä viime kesänä. Kesän jälkeen on tehty useitakin uusia fossiililöytöjä, jotka ovat muuttaneet Archaeopteryxin aseman dinosaurusten sukupuussa entistäkin epävarmemmaksi.

Jurakauden lopussa maailmassa vilisti paljon pieniä höyhenpeitteisiä eläimiä, joista osalla oli kaksi siipeä ja osalla neljä, jotkut osasivat lentää, jotkut liitää ja jotkut eivät kumpaakaan. Lintuharrastajalle olisi ollut turhauttavaa retkeillä jurakauden lopulla, koska olisi ollut usein mahdoton tietää mikä havaittu eläin on lintu ja mikä kuuluu johonkin muuhun dinosaurusten sukuhaaraan.

Evoluutioteoriaa ymmärtämättömälle jurakauden lopun fossiilien tutkiminen olisi terveellistä, ai että ”missä ovat kaikki välimuodot”?

Aika moni höyhenpeitteinen dinosaurus ei näyttänyt linnulta

Höyhenet fossiloituvat huonosti, mutta viime vuosina on tehty etenkin Kiinasta paljon upeita fossiililöytöjä höyhenpeitteisistä dinosauruksista. Yksi mahtava löytö oli Yutyrannus (Xu ym. 2012). Se oli Tyrannosauruksen sukulainen, yhdeksän metriä pitkä peto, joka oli kauttaaltaan höyhenien peitossa.

Dinosauruskirjojen kuvitukset täytyy laittaa uusien löytöjen vuoksi uusiksi.  Theropodien, eli kahdella jalalla kulkeneiden petodinosaurusten ja niiden sukulaisten joukosta on löydetty höyhenpeitteisiä lajeja vähän joka sukuhaarasta. Höyhenet ovat olleet theropodilajeilla todennäköisesti hyvin tavallinen ominaisuus.

Höyhenistä on viitteitä myös parilta dinosaurukselta, jotka ovat todella kaukana theropodeista. Höyhenen kaltaisia rakenteita voi olla kehittynyt toisistaan riippumatta useaan kertaan eri dinosaurusryhmissä. Vaihtoehto on, että höyheniä, tai ainakin niiden esiasteita, oli jo kaikkien dinosaurusten yhteisellä esi-isällä. Siinä tapauksessa jonkinasteisia höyheniä on voinut periaatteessa olla millä dinosauruksella vaan. Voi spekuloida jopa, että höyheniä on voinut olla siipisaureilla tai pseudosuchioillakin.

Dinosauruksia eli myös viileässä ilmastossa.

Dinosaurusten aikaankaan ei ollut lämmin ilma ihan koko ajan ja ihan joka paikassa. Fossiilien sisältämän hapen isotooppeja tutkimalla on päätelty, että Yutyrannuksen ja kumppanien elinympäristössä keskilämpötila oli noin kymmenen astetta (Amiot 2011). Ei ole ollenkaan mahdotonta, että dinosauruksia on joskus juossut lumessa ja pakkasessa.

Yutyrannus tuskin olisi pärjännyt talvella, jos sen ruumiinlämpötila riippuisi täysin ulkoilman lämpötilasta. Kylmässä aktiiviset dinosaurukset ovatkin yksi lisätodiste dinosaurusten endotermisyyden eli sisäisen lämmöntuottokyvyn puolesta.  (Paitsi jos viileän ilmaston dinosaurukset nukkuivat talviunta tai lähtivät muuttodinosauruksina etelään…)

Höyhenpeitteisten dinosaurusten väritystä on saatu selville.

Parhaissa höyhenfossiileissa  jopa yksittäiset solut ovat säilyneet niin ehjinä, että niiden rakennetta voidaan tutkia mikroskoopilla. Kaikki elävien solujen sisältämät väriaineet ovat kadonneet fossiileista, mutta solujen sisäiset melanosomit eli rakkulat, joissa väriaineet ovat olleet, ovat voineet säilyä.

Lintujen höyhenistä on huomattu, että melanosomien koosta, muodosta ja tiheydestä voi päätellä aika paljon linnun värityksestä, vaikkei itse väripigmenttejä tuntisikaan.

Vertaamalla esimerkiksi Microraptor dinosauruksen höyhenfossiilia lintujen höyheniin on päätelty, että Microraptor oli todennäköisesti musta ja kiiltävä kuin kottarainen (Li ym. 2012). Microraptoria voisi helposti erehtyä pitämään lintuna – katso hieno rekonstruktio Microraptoreista – mutta mikään lintu se ei ollut, vaan terävähampainen pikkupeto, joka saalisti hiiren kokoisia nisäkkäitä ja pikkulintuja varhaisen liitukauden metsissä (O’Connor ym. 2011).

Edellä mainittu kuuluisa lintua muistuttanut siipiveikko Archaeopteryx oli todennäköisesti myös musta (Carney ym. 2012). Anchiornis -dinosaurus oli luultavasti mustan ja valkoisen kirjava ja sen päälaki oli punainen kuin palokärjellä (Zhang ym. 2012). Anchiornis on yksi pienimpiä tunnettuja dinosauruksia – se oli selvästi pienempi kuin palokärki! Sinosauropteryx oli myös pieni tyylikäs dinosaurus. Sillä oli todennäköisesti komea punaruskea-valkoraitainen häntä (Zhang ym. 2012).

Petodinosauruksilla oli samanlainen tehokas hengitysjärjestelmä kuin linnuilla.

Maapallon ilmatilassa tilanne on edelleen se, että dinosauruksia on tuhansia lajeja ja nisäkkäät ovat pieniä huomaamattomia yöeläimiä (lepakoita). Yksi selitys tälle saattaa olla, että lintujen keuhkot ovat paremmat. Lentämiseen tarvitaan paljon happea.

Nisäkkäiden keuhkojen toimintaperiaate loukkaa jokaista järkevää insinööriä. Meidän keuhkomme ovat umpinaiset pussit, joissa käytetty ja käyttämätön ilma pääsevät sekoittumaan ennen uloshengitystä.

Evoluutio ei ole järkevä insinööri. Se on tuunaaja, joka kokeilee ja etsii mahdollisimman toimivaa ratkaisua virittelemällä ja rakentamalla sen päälle mitä jo on olemassa. Käytännössä nisäkkäiden keuhkot toimivat hienosti. Mutta lintujen hengitysjärjestelmä toimii vielä paremmin.

Keuhkojen lisäksi linnuilla on ilmapusseja, jotka pumppaavat ilmaa. Ilma menee nokasta keuhkoihin vasta kun lintu hengittää ulos. Linnun hengitys on nelitahtinen; ilma tulee ulos linnun nokasta vasta kun lintu on hengittänyt kahteen kertaan sisään ja ulos. (Tämä selittää myös sen,  miten lintu voi laulaa ”vetämättä henkeä” välillä.)

Linnuille lähisukuisten petodinosaurusten hengitys toimi ilmeisesti myös tehokkaalla läpivirtausperiaatteella (Sereno ym. 2008).

Trias- ja jurakausilla happea oli ilmassa niukemmin kuin nykyisin, joten tehokkaasta hengityksestä oli silloin varmasti dinosauruksille etua. Pussikeuhkoiset nisäkkäät pysyivät pieninä ja vaatimattomina. Kun Jukatanin meteoriitti liitukauden lopuksi sekoitti evoluution pakan uudestaan, ilmakehän happipitoisuus oli sopivasti noussut korkeammaksi. Nisäkkäille riitti happea kasvattaa poikasia sisällään ja kasvaa isoiksi.

Ilmapusseille on kehittynyt muutakin merkittävää käyttöä kuin toimia palkeina keuhkoille. Ilmapussit tekevät eläimistä kevyempiä. Liskonlantioisisten dinosaurusten kuten lintujen*, petodinosaurusten ja sauropodien luut ovat täynnä ilmapussien onkaloita. Lintujen on hyvä lentää kevyillä ilmatäytteisillä luilla. Sauropodit olivat kevyiden luidensa ansiosta jättimäiseen kokoonsa nähden yllättävän kevyitä. Pitkän kaulan kannattelukaan ei ollut sauropodeille ongelma, koska noin 60% niiden kaulan luiden koostumuksesta saattoi olla pelkkää ilmaa.

*Oikeat krokotiilit ovat valekrokotiileja, phyto- eli kasvisaurit ovat petoja ja linnut eivät ole linnunlantioisia – tällaista on systematiikka.

Tyrannosaurus puri kovempaa kuin mikään muu dinosaurus

Kuningas on yhä kuningas. Tyrannosauruksen maine on kärsinyt kolauksia, kun on löydetty fossiileja sitä isommista petodinosauruslajeista. Spinosaurus ainakin oli Tyrannosaurusta massiivisempi ja todennäköisesti muutama muukin laji.

Yhdessä asiassa Tyrannosaurus on kuitenkin yhä ykkönen – sen leukojen puruvoima oli suurempi kuin millään muulla tunnetulla dinosauruksella.*

Jurassic Parkin jossain jatko-osassa Spinosaurus voittaa Tyrannosauruksen tappelussa. Järkyttävän vaikuttava peto Spinosaurus tietysti oli, mutta sen leuat olivat kuitenkin sopeutuneet parhaiten kalansinttien (sellaisten kolmemetristen…) nappaamiseen ja hentoisia siipisaurejakin Spinosaurusten fossiilisista mahoista on löytynyt.

Tyrannosaurus oli erikoistunut murskaamaan leuoillaan isojen kasvinsyöjädinosaurusten paksuja luita ja panssareita.

* Kaikkien eläinten ykkönen Tyrannosaurus ei puruvoimassa ole, onhan ollut olemassa sellaisiakin eläimiä kun Liopleurodon ja Megalodon.

Dinosaurustutkimus on tulevaisuuden ala.

Lapsuusaikojeni kirjoissa sauropodit kahlailivat vedessä jaksaakseen kannattaa painavaa ruhoaan ja petodinosaurukset löntystivät perässä tukinpaksuista häntäänsä maassa raahaten. Olivathan dinosaurukset tietysti jännittäviä ja hienoja silloinkin, mutta ei vielä ymmärrätty kuinka jännittäviä ja hienoja ne ovatkaan. Dinosaurukset ovat sisältäpäin lämpiäviä, aktiivisia, nopeita, ketteriä, linnunluisia, linnunkeuhkoisia, höyhenpeitteisia ja värikkäitä eivätkä ole kuolleet sukupuuttoon. Mitä kaikkea dinosauruksista vielä saadaankaan selville?

Juuri nyt eletään dinosaurustutkimuksen kulta-aikaa, kiinnostavia aivan uudenlaisia dinosaurusfossiileja on löydetty viime vuosina enemmän kuin koskaan. Suomi on dinosaurustutkijan kannalta sikäli hankala paikka, että täältä ei dinosaurusfossiileja löydä. Tällä hetkellä voisin suositella dinosaurustutkijaksi halajavalle paleontologian, biologian, fysiikan, geologian, kemian ja muun ilmeisen ohella – kiinan tai mongolin kielen opintoja.

Kiitokset

Konsta jakoi kanssani dinosaurusinnostuksen ja piti huolen, että kirjaston dinosauruskirjoja oli aina tarjolla vinot pinot. Konstan (4 v.) ansiosta huomasin, että jotkin uudet dinosauruskirjat ovat melkoisen korkeatasoisia, pari omaakin kirjaa tuli sitten ostettua.

Annulle kiitos PDF:istä.

Lähteet

Amiot, R., Wang, X., Zhou, Z., Xiaolin Wang, X., Buffetaut, E., Lécuyer, C., Ding, Z., Fluteau, F., Hibino, T., Kusuhashi, N., Mo, J., Suteethorn, V., Yuanqing Wang, Y., Xu, X. ja Zhang, F. 2011: Oxygen isotopes of East Asian dinosaurs reveal exceptionally cold Early Cretaceous climates. Proc. Nat. Acad. Sci. 108: 5179-5183.

Lee, M. S. Y. ja Worthy, T. H. 2012: Likelihood reinstates Archaeopteryx as a primitive bird. Biol. Lett. 8: 299-303.

Li, Q., Gao, K.-Q., Meng, Q., Clarke, J. A., Shawkey, M. D., D’Alba, L., Pei, R., Ellison, M., Norell, M. A. ja Vinther, J. 2012: Reconstruction of Microraptor and the evolution of iridescent plumage. Science 335: 1215-1219.

Nesbitt, S. J. 2011: The early evolution of archosaurs: relationships and the origin of major clades. Bull. Am. Mus. Nat.  Hist. 352: 1-292.

O’Connor, J., Zhou, Z. ja Xu, X. 2011: Additional specimen of Microraptor provides unique evidence of dinosaurs preying on birds. Proc. Nat. Acad. Sci. 108: 19662-19665.

Sereno, P. C., Martinez, R. N., Wilson, J. A., Varricchio, D. J., Alcober, O.A. ja Larsson, H. C. E. 2008: Evidence for avian intrathoracic air sacs in a new predatory dinosaur from Argentina. PLoS One 3: e3303. PDF

Xu, X., Wang, K., Zhang, K., Ma, Q., Xing, L., Sullivan, C., Hu, D., Cheng, S. ja Wang, S. 2012: A gigantic feathered dinosaur from the Lower Cretaceous of China. Nature 484: 92-95.

Zhang, F., Kearns, S. L., Orr, P. J., Benton, M. J., Zhou, Z., Johnson, D., Xu, X ja Wang, X. 2010: Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds. Nature 463: 1075-1078. PDF

Lähteiden lähde

Maija Karalan Erään planeetan ihmeitä -blogi oli huippu paikka päästä kärryille uusista hienoista dinosaurustutkimuksista.

Edit 1.5.2013

Oikolukijan kommenttien jälkeen muokkasin uudelleen jutun pseudosuchia -osaa ja hiukan muutakin. Toivottavasti tekstistä tuli ymmärrettävämpi ja lausejärjestyksestä loogisempi.

Advertisement