Synchrotron beleuchtet den amphibischen Lebensstil eines neuen vogelartigen Dinosauriers

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Ein außergewöhnlich gut erhaltenes Dinosaurierskelett aus der Mongolei vereint eine unerwartete Kombination von Merkmalen, die eine neue Gruppe von halb-aquatischen Raubtieren definiert, die mit den Raptoren verwandt sind. Detaillierte 3D-Synchrotron-Analysen ermöglichten es einem internationalen Forscherteam, den bizarren, 75 Millionen Jahre alten Jäger Halszkaraptor escuilliei in der Fachzeitschrift Nature zu präsentieren. Die Studie beschreibt nicht nur eine neue Gattung und Art von vogelähnlichen Dinosauriern, die während der Campania-Phase der Kreide in der Mongolei lebten, sondern wirft auch ein neues Licht auf eine unerwartete amphibische Lebensweise für raptorenähnliche Dinosaurier.

Theropoden umfassen alle fleischfressende Dinosaurier, einschließlich der größten an Land lebenden Raubtiere in der Geschichte des Lebens auf der Erde, wie beispielsweise Tyrannosaurus sowie ikonenhafte agile Jäger wie Velociraptor. Während der 160 Millionen Jahre des Mesozoikums wurden Theropoden zu den dominierenden Räubern auf allen Kontinenten, eroberten jedoch nie aquatische Lebensräume. Obwohl einige Theropoden Berichten zufolge Fisch in ihre Ernährung aufgenommen haben, bleiben die vorgeschlagenen Indikationen für die aquatische Fortbewegung in Verbindung mit ausschließlich aquatischen Lebensstilen bislang umstritten.

Eine neue Dinosaurier-Spezies mit Schwanenhals und Flossen, die eine unerwartete Mischung von Merkmalen kombiniert, zeigt nun, dass einige vogelähnliche Dinosaurier einen semi-aquatischen Lebensstil angenommen haben. Das Fossil mit dem Spitznamen “Halszka” für Halszkaraptor escuilliei wurde in Ukhaa Tolgod gefunden. Dieser Ort in der südlichen Mongolei ist seit Jahrzehnten unter Paläontologen bekannt und wird oft von Wilderern heimgesucht. “Illegaler Fossilienhandel stellt eine große Herausforderung für die moderne Paläontologie dar und erklärt einen dramatischen Verlust des mongolischen wissenschaftlichen Erbes”, sagt Pascal Godefroit vom Königlichen Belgischen Institut für Naturwissenschaften in Brüssel. “Halszka wurde illegal aus der Mongolei exportiert. Bevor er im Jahr 2015 erworben wurde, war Halszka in Privatsammlungen auf der ganzen Welt. Erst dann wurde das Fossil Paläontologen angeboten, um es wissenschaftlich zu studieren und die Rückkehr in die Mongolei vorzubereiten.”

Rekonstruktion von Halszkaraptor escuilliei. Dieser kleine Dinosaurier war ein enger Verwandter von Velociraptor, aber in seiner Körperform und abgeleiteten Lebensweise erinnert er sehr gut an einige Wasservögel wie moderne Schwäne.
(Bild: Lukas Panzarin; und Andrea Cau für die wissenschaftliche Aufsicht)

Obwohl in der Mongolei mehrere wichtige Gruppen von Raubsauriern entdeckt wurden, gehört Halszka zu keinen von ihnen. Es gibt eine Reihe seltsamer Merkmale, die bei Dinosauriern meist nicht vorkommen, jedoch sehr wohl bei Reptilien- und Vogelgruppen, die in aquatischen oder semiaquatischen Ökosystemen leben. “Als ich das Exemplar zum ersten Mal untersuchte, fragte ich mich sogar, ob es ein echtes Fossil sei”, sagt Andrea Cau vom Geologischen Museum Capellini in Bologna. Obwohl Halszka in vielerlei Hinsicht einzigartig ist, werden bestimmte Teile des Skeletts, einschließlich der sichelförmigen “Mörderkrallen” an seinen Füßen, mit bekannten Dinosauriern wie Velociraptor geteilt. “Diese unerwartete Mischung von Merkmalen macht es schwierig, Halszka in traditionelle Klassifikationen einzuordnen”, bemerkt Cau.

Um die Vollständigkeit des Fossils zu bestimmen, wurde die Probe dreidimensional mit Hilfe der Synchrotron-Multi-Resolution-Röntgen-Mikrotomografie visualisiert und rekonstruiert. “Diese Technik ist derzeit die leistungsfähigste und sensibelste Methode, um innenliegende Details abzubilden, ohne dabei wertvolle Fossilien zu beschädigen. Die ESRF ist zum weltweiten Marktführer für hochwertige Röntgenaufnahmen solcher wertvollen Proben geworden”, bemerkt Paul Tafforeau von der ESRF. “Wir mussten ein großes ESRF-Team von Paläontologen mobilisieren, um die komplette Anatomie von Halzka untersuchen zu können. Bis jetzt ist es das Fossil, an dem die meisten Experimente vorgenommen wurde”, fügt Taforeau hinzu.

“Unser erstes Ziel war es, zu zeigen, dass dieses bizarre und unerwartete Fossil tatsächlich ein echtes Tier ist: Das Multi-Resolution-Scanning bestätigte, dass das Skelett nicht aus Teilen verschiedener Dinosaurier zusammengesetzt ist”, erklärt Dennis Voeten von der ESRF. “Wir haben neue Methoden zur Erfassung und Optimierung von tomographischen Scandaten eingeführt, die nicht nur die Echtheit der Probe bestätigten, sondern auch zusätzliche paläontologische Informationen enthüllten”, erläutert Vincent Fernandez vom ESRF.

3D-Rendering von Halszkaraptor escuilliei berechnet aus den Synchrotron-Mikrotomografiedaten, die an der ESRF-BM05-Beamline erhalten wurden. (Bild: ESRF / Paul Tafforeau.)

Das Synchrotron war sogar in der Lage, jene Teile des Skeletts, die seit der Einbettung des Dinosauriers tief im Gestein verblieben sind, bis ins kleinste Detail zu enthüllen. “Unsere Analyse hat gezeigt, dass zahlreiche Zähne, die äußerlich nicht sichtbar sind, im Maul erhalten geblieben sind”, sagt Vincent Beyrand von der ESRF. “Wir haben auch ein neurovaskuläres Netz in seiner Schnauze gefunden, das in hohem Maße den modernen Krokodilen ähnelt. Diese Aspekte legen nahe, dass Halszka ein Wasserraubtier war.”

Die ESRF-Daten enthüllten, dass das Fossil eine neue Gattung und Art von amphibischen Dinosauriern darstellt, die auf zwei Beinen an Land wandelten, mit posturalen (Haltung) Anpassungen ähnlich wie Kurzschwanzvögel (wie Enten), aber ihre flossenartigen Vorderbeine zum Manövrieren im Wasser benutzten ( wie Pinguine und andere Wasservögel), die sich auf ihren langen Hals für die Nahrungssuche und Hinterhaltjagd verließen.

Diese neue Art wurde Halszkaraptor escuilliei genannt. Sein Gattungsname ehrt die verstorbene Paläontologin Halszka Osmólska. “Diese wichtige Gattung wurde in Anerkennung von Halszkas Beitrag zum Studium mongolischer Dinosaurier aus der Gobi benannt”, kommentiert Rinchen Barsbold von der Mongolischen Akademie der Wissenschaften. “Der spezifische Name bezieht sich auf François Escuillié und bestätigt damit seine Rolle bei der ersten Anerkennung und bei der Rückkehr dieses Exemplars in die Mongolei”, ergänzt Khishigjav Tsogtbaatar vom Institut für Paläontologie und Geologie in Ulaanbaatar.

Halszkaraptor ist nicht der einzige seltsame Dinosaurier aus der Gobi. Mehrere zuvor beschriebene rätselhafte mongolische Theropoden waren eng mit der neuen Art verwandt. In einer neuen Gruppe namens Halszkaraptorinae vereinigt, “ist eine unerwartete Unterfamilie von Dromaeosauren – die Gruppe, die umgangssprachlich als Greifvögel bekannt ist. Diese bizarre Unterfamilie scheint einen Lebensstil entwickelt zu haben, der sich von allen anderen Raubsauriern unterscheidet “, sagt Philip Currie von der University of Alberta.

“Wenn wir über fossile Dinosaurier hinausschauen, finden wir die meisten ungewöhnlichen Merkmale von Halszkaraptor bei Wasserreptilien und schwimmenden Vögeln”, schließt die Hauptautorin Andrea Cau. “Die eigentümliche Morphologie von Halszkaraptor passt am besten zu einem amphibischen Raubtier, das an eine kombinierte Land- und Wasserökologie angepasst war: eine eigenartige Lebensweise, die zuvor bei diesen Dinosauriern nicht beschrieben wurde. Dank der Synchrotron-Tomographie konnten wir nun zeigen, dass raptoriale Dinosaurier nicht nur rannten und flogen, sondern auch schwammen!”

Veröffentlichung: Andrea Cau, Vincent Beyrand, Dennis F. A. E. Voeten, Vincent Fernandez, Paul Tafforeau, Koen Stein, Rinchen Barsbold, Khishigjav Tsogtbaatar, Philip J. Currie, Pascal Godefroit. Synchrotron scanning reveals amphibious ecomorphology in a new clade of bird-like dinosaurs. Nature, 2017; DOI: 10.1038/nature24679

Quelle: off. Pn des ESRF

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Pia Gaupels

Pia Gaupels, 30, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. Sie hat die Facebook-Seite GeoHorizon gegründet. Zudem hat sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung.