Mai 16, 2021

Wie Dinosaurier knochenbrechende Bisse lieferten?

Neue Forschungsergebnisse befassen sich mit langjährigen Rätseln zur Anatomie des Tyrannosaurus Rex-Kiefers.

Tyrannosaurus Rex-Dinosaurier haben sich durch den Knochen gekaut, indem sie ein Gelenk im Unterkiefer wie ein Alligator stabil und nicht wie eine Schlange flexibel gehalten haben. Dies geht aus einer Studie hervor, die auf der Jahrestagung der American Association for Anatomy während des Treffens Experimental Biology (EB) 2021 vorgestellt wurde. fand praktisch vom 27. bis 30. April statt.

Die Forschung wirft ein neues Licht auf ein Rätsel, das Paläontologen verwirrt hat. Dinosaurier hatten ein Gelenk in der Mitte ihres Unterkiefers, das so genannte intramandibuläre Gelenk, das auch bei modernen Reptilien vorkommt. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass dieses Gelenk flexibel ist, wie es bei Schlangen und Eidechsen der Fall ist, und fleischfressenden Dinosauriern dabei hilft, weiterhin mit Beute im Kiefer zu kämpfen. Es war jedoch unklar, ob die Kiefer überhaupt flexibel waren oder wie sie stark genug sein könnten, um Knochen zu beißen und aufzunehmen, was Tyrannosaurus laut fossilen Beweisen regelmäßig tat.

„Wir haben festgestellt, dass diese Gelenke wahrscheinlich überhaupt nicht flexibel sind, da Dinosaurier wie T. rex spezielle Knochen besitzen, die das Gelenk kreuzen, um den Unterkiefer zu versteifen“, sagte John Fortner, Doktorand für Anatomie an der Universität von Missouri, Erstautor der Studie.

Die Forscher verwendeten CT-Scans von Dinosaurierfossilien und modernen Exemplaren, um ein 3D-Computermodell eines Dinosaurierkiefers zu erstellen und festzustellen, wo Muskeln am Knochen anhaften. Anschließend verwendeten sie das Modell, um Muskelkräfte unter verschiedenen Beißszenarien zu simulieren. Sterne zeigen Bereiche an, in denen die Belastung bewertet wurde. Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung von John Fortner, University of Missouri

Fortner und Kollegen verwendeten CT-Scans von Dinosaurierfossilien und modernen Reptilien, um ein detailliertes 3D-Modell des T. rex-Kiefers zu erstellen. Im Gegensatz zu früheren Modellen umfassen ihre Simulationen Knochen, Sehnen und spezialisierte Muskeln, die sich um den Kieferrücken oder den Unterkiefer wickeln.

„Wir modellieren Dinosaurierkiefer auf eine Weise, die vorher einfach nicht gemacht wurde“, sagte Fortner. „Wir sind die ersten, die ein 3D-Modell eines Dinosaurier-Unterkiefers erstellen, das nicht nur ein intramandibuläres Gelenk enthält, sondern auch die Weichteile im und um den Kiefer simuliert.“

Um festzustellen, ob das intramandibuläre Gelenk unter den zum Knirschen durch den Knochen erforderlichen Kräften flexibel bleiben kann, führte das Team eine Reihe von Simulationen durch, um die Belastungen zu berechnen, die an verschiedenen Stellen auftreten würden, je nachdem, wo der Kiefer angelenkt war. Die Ergebnisse legen nahe, dass Knochen, der entlang der Innenseite des Kiefers verläuft und als Preartikel bezeichnet wird, als Belastungssenke fungierte, um einer Biegung des intramandibulären Gelenks entgegenzuwirken und den Unterkiefer steif zu halten.

Das Team plant, seinen Modellierungsansatz auf andere Dinosaurierarten anzuwenden, um die Beißmechanik bei Dinosauriern weiter aufzuklären – und vielleicht auch den Forschern zu helfen, die heutigen Kreaturen besser zu verstehen.

„Da Dinosaurier-Mandibeln tatsächlich so ähnlich wie lebende Reptilien gebaut sind, können wir die Anatomie lebender Reptilien verwenden, um darüber zu informieren, wie wir unsere Unterkiefermodelle konstruieren“, sagte Fortner. „Die Entdeckungen, die wir über den Unterkiefer von T. rex machen, können wiederum mehr Klarheit über die Vielfalt der Fütterungsfunktionen in heutigen Reptilien wie Krokodilen und Vögeln schaffen.“

Referenz: „(R3068) Die Rolle des intramandibulären Gelenks, der symphysären Gewebe und des Wickelns der Muskeln für die Funktion des Unterkiefers des Theropod-Dinosauriers“ von John Fortner, 26. April 2021, Experimental Biology 2021.

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