Ademhaling verraadt dat de Tyrannosaurus rex warmbloedig was

Eén van de oudste vragen in de paleontologie is nu eindelijk beantwoord.

Decennialang debatteerden wetenschappers over een prangende vraag: waren dinosaurussen warmbloedig, zoals vogels, of koudbloedig, zoals reptielen? Omdat dinosaurussen aan beide verwant waren, raakten paleontologen over die vraag maar niet uitgepraat. Een nieuwe studie lijkt nu korte metten te maken met dit aloude mysterie. Want onderzoekers onthullen overtuigend bewijs dat onder andere de angstaanjagende T. rex meer op ons leek dan gedacht.

Volgens onderzoekers is het heel belangrijk om te achterhalen of dinosaurussen warm- of koudbloedig waren – en dus hoe snel hun metabolisme zuurstof in energie kon omzetten. Dit verschaft namelijk ook meer inzicht in hoe actief deze dieren waren en hoe hun dagelijkse leven eruitzag. Toch is het nog niet zo eenvoudig gebleken om dit mysterie te ontrafelen. Bestaande methodes om warm- of koudbloedigheid van allang uitgestorven dieren te bepalen waren namelijk niet sluitend. Maar in een nieuwe studie gooiden onderzoekers het over een andere boeg.

Nieuwe methode
Om de stofwisseling van dinosaurussen te bestuderen, keek het onderzoeksteam niet – zoals eerdere studies – naar mineralen die in bot aanwezig zijn of hoe snel een dinosaurus groeide, maar naar één van de meest fundamentele kenmerken van het metabolisme: zuurstofgebruik. Wanneer dieren ademhalen, worden er bepaalde stoffen geproduceerd die reageren met eiwitten, suikers en lipiden, waardoor moleculair ‘afval’ achterblijft. Dit afval is extreem stabiel en onoplosbaar in water, wat betekent dat het tijdens fossilisatie bewaard blijft. En dat is interessant. Want dit afval kan daarom inzicht verschaffen in hoeveel zuurstof een dinosaurus inademde. En vervolgens onthult dat weer geheimen over zijn stofwisseling.

Onderzoek
De onderzoekers zochten naar stukjes moleculair afval in donkergekleurde, gefossiliseerde dijbenen van 55 verschillende groepen dieren, waaronder dinosaurussen, hun vliegende neven de pterosauriërs, hun nog verder weg gelegen mariene verwanten de plesiosauriërs en hedendaagse vogels, zoogdieren en hagedissen. Ze vergeleken de hoeveelheid ademhalingsgerelateerde moleculaire bijproducten met de bekende stofwisselingssnelheden van de levende dieren en gebruikten die gegevens om de stofwisselingssnelheden van de uitgestorven dieren af ​​te leiden.

Stofwisseling
De studie lost het lang bestaande mysterie over de vraag of dino’s warm- of koudbloedig waren, op. Er bestaan in feite twee grote groepen dinosaurussen, de Saurischia (de groep dinosauriërs waarvan het bekken meestal gelijkenis vertoont met dat van reptielen) en de Ornithischia (de groep dinosauriërs waarvan het bekken meestal gelijkenis vertoont met dat van vogels). Uit de bevindingen blijkt nu dat dinosaurussen met ‘reptielenbekken’ – denk aan de gehoornde Triceratops en stekelige Stegosaurus – een lage stofwisseling hadden, vergelijkbaar met die van koelbloedige, hedendaagse dieren. Maar dinosaurussen met ‘vogelbekken’ waaronder theropoda en sauropoda – denk aan tweebenige en roofzuchtige dino’s zoals de Velociraptor en de befaamde T. rex, maar ook gigantische langnekken zoals de Brachiosaurus – waren juist warmbloedig. En dat betekent maar één ding: het gros van de dinosaurussen was vermoedelijk, net als mensen, warmbloedig. “Dit is echt opwindend,” zegt onderzoeker Jasmina Wiemann. “De vraag of dinosaurussen warm- of koudbloedig waren is een van de oudste vragen in de paleontologie. En nu denken we te weten dat de meeste dinosauriërs warmbloedig waren.”

Verrassend genoeg blijkt dat sommige warmbloedige dinosaurussen ook nog eens een veel hoger metabolisme hadden dan zoogdieren. Hun stofwisselingssnelheid was zelfs vergelijkbaar met die van hedendaagse vogels. En dat zet eerdere theorieën die op dergelijke trends duidden, steviger in de schoenen.

Nieuwe inzichten
De resultaten verschaffen fundamenteel nieuw inzicht in het leven van dinosaurussen, zo betogen de onderzoekers. “Dinosaurussen met een lagere stofwisseling zouden tot op zekere hoogte afhankelijk zijn geweest van externe temperaturen,” legt Wiemann uit. “Hagedissen en schildpadden liggen vaak in de zon. En misschien moeten we soortgelijke ‘gedragsmatige’ thermoregulatie ook bij dino’s die tot de Ornithischia behoren, overwegen. Daarnaast moesten koudbloedige dinosauriërs waarschijnlijk tijdens het koude seizoen naar warmere klimaten migreren. Het klimaat kan dus weleens een selectieve factor zijn geweest voor waar sommige van deze dinosauriërs konden leven.” Aan de andere kant zouden de warmbloedige dinosaurussen actiever zijn geweest, maar moesten ze ook meer eten. “De warmbloedige gigantische sauropoden waren herbivoren en deden zich mogelijk te goed aan heel veel planten,” gaat Wiemann verder. “Ze hadden een zeer efficiënt spijsverteringsstelsel. En omdat ze zo groot waren, was het waarschijnlijk een groter probleem om af te koelen dan om op te warmen.”

De nieuwe studie kan best als baanbrekend worden beschouwd. “De nieuwe methode stelt ons in staat om het metabolisme van uitgestorven organismen direct af te leiden, iets waar we nog maar een paar jaar geleden van droomden,” zegt onderzoeker Matteo Fabbri. Daarnaast geeft het nog een interessant nieuw inzicht. Sommige wetenschappers hebben namelijk geopperd dat vogels de desastreuze massa-extinctie van 65 miljoen jaar geleden in tegenstelling tot dinosaurussen overleefden vanwege hun verhoogde metabolisme. Maar de nieuwe studie verbant die theorie naar het rijk der fabelen. “Veel dinosaurussen met een uitzonderlijk hoog metabolisme stierven ook uit,” zegt Wiemann. En dat geeft ons ook een inkijkje in de massa-extinctie waar we momenteel op afstevenen. Het laat namelijk zien dat het hebben van een hoog metabolisme dus niet altijd een succesgarantie biedt.