‘Hoe konden dinosaurussen zo groot worden?’

Voor de Universiteit Van Vlaanderen staat Koen Stein stil bij de lange nek van dinosaurussen zoals een diplodocus.

Monsterfilms zoals Pacific Rim, Rampage en de verschillende reboots van King Kong en Godzilla, waar de mensheid telkens bedreigd wordt door reusachtige schepsels, doen het steeds heel goed in de bioscoop. Die laatste twee zijn zelfs publiekslievelingen, die hun schermdebuut reeds maakten in respectievelijk 1933 en 1954. Uit dezelfde periode dateren de films “The amazing colossal man” (1957) en “Attack of the 50 Foot woman” (1958), waarvan de laatste ook een remake kreeg in 1993 met Daryl Hannah in de hoofdrol.

In beide films gaat het om een persoon die na blootstelling aan radioactieve of buitenaardse straling tot gigantische proporties groeit en een spoor van vernieling achterlaat. In “The amazing colossal man” krijgt een soldaat een dosis straling die hem tot 15 meter lengte doet groeien. Doordat zijn hart en bloedvaten deze plotse groei niet kunnen volgen, verliest hij door zuurstoftekort in de hersenen zijn verstand en houdt hij lelijk huis in Las Vegas voor hij verschalkt wordt door het leger.

Een mens hoeft niet 15 meter groot te worden om met fysieke problemen geconfronteerd te worden. Mensen groter dan 2m50 zijn meestal gedwongen om met krukken en/of beenbeugels te lopen om hun gewrichten niet volledig te overbelasten. Er zijn nog tal van andere redenen waarom mensen niet tot 15 meter of zelfs nog groter zouden kunnen groeien, zonder bijkomende aanpassingen. Uitgroeien tot zo een formaat is dus niet voor eender wie weggelegd.

De grootste gekende mensaap was de Gigantopithecus. Met een geschatte 200 tot 300 kilogram en een lengte van 2,7 meter wij hij een grote aap, maar daarmee kwam deze nauwe verwant van de orang-oetan amper in de buurt van het record voor grootste landdier. Het grootste landzoogdier, de Paraceratherium, een gigantische neushoornverwant zonder hoorn, woog  20 ton en had een schouderhoogte van 5,5 meter en een lengte van 12 meter. Dit lijkt veel, maar komt nergens in de buurt van de àllergrootste dieren die ooit leefden, namelijk de sauropoden ofte langnekdinosaurussen.

De grootste sauropode, Argentinosaurus, wordt geschat tussen de 75 en 100 ton (25 à 30 olifanten) en had een lengte van 35 meter. Dat komt dicht in de buurt van het formaat van een blauwe vinvis, maar dan met poten, en op het land. Argentinosaurus was bovendien niet de enige soort die dergelijke proporties aannam. Er zijn tientallen soorten gigantische sauropoden gekend die voorkwamen in een periode van 150 miljoen jaar. Zeer bekend zijn de Apatosaurus, Supersaurus, Dreadnoughtus en Patagotitan. Deze dieren zouden met één trap een auto platstampen. Niet alleen de vleeseters waren dus gevaarlijke dino’s.

(Lees verder onder het artikel.)

Maar hoe konden zo vele sauropoden zo gigantisch groot worden? Dat heeft allemaal te maken met de combinatie van kenmerken die ze doorheen hun evolutie hadden verzameld. Deze kenmerken maakten van de sauropoden organismen die zeer efficiënt met hun energiehuishouding omgingen. Hun meest opvallende kenmerk, de lange nek, speelt ook een centrale rol in dit verhaal.

Een lange nek zorgde voor een minimale nood aan verplaatsing bij het zoeken naar hun voedsel, planten. Dit waren taaie planten zoals paardenstaarten, araucaria’s en andere conifeerachtige niet-bloeiende planten, en dus zeker geen superfoods (de eerste bloeiende planten, inclusief grassen hebben zich pas laat in het Krijt wereldwijd verspreiden). Hun tanden waren eenvoudig spitsvormige of lepelvormig en wisselden net zoals alle dinosaurussen heel hun leven. De tandwissel was een oplossing voor de snelle slijtage door het afbijten van taai plantenmateriaal, want ze gebruikten hun tanden als een hark om stofzuiger gewijs grote hoeveelheden naar binnen te spelen. De meeste zoogdieren kauwen hun voedsel, hebben een veel complexere tandformule, en dat maakt dat dit grote gebit dus ook een relatief groter hoofd nodig heeft. Door hun tanden zo simpel te houden, konden de sauropoden hun hoofd relatief klein en licht houden, en dat maakt het hebben van een lange nek mogelijk.

Wie goed kijkt naar de wervels van zo een sauropodennek, merkt al snel allerlei instulpingen op. Deze instulpingen hadden ook een functie. Ze herbergden luchtzakken die met elkaar en met het longweefsel waar gasuitwisseling gebeurde in verbinding stonden. Ook binnenin de wervels vinden we grote holtes terug, waarin dergelijke luchtzakken zaten. Deze luchtzakken maakten de wervels niet alleen een stuk lichter, en dus gemakkelijker te dragen, ze speelden ook een belangrijke rol bij hun efficiënte ademhaling. Het uitgebreide luchtzakkensysteem werkte als blaasbalg om een deel lucht door de longen te zuigen bij het inademen, en een groot deel lucht tijdelijk op te slaan, om bij het uitademen uitwaarts door de longen te blazen. Hierdoor vond zowel bij het inademen als het uitademen gasuitwisseling plaats. Vogels hebben een zelfde longsysteem, en dit laat bijvoorbeeld ganzen toe om op 10 000 meter hoogte toch voldoende zuurstof uit de ijlere lucht te halen.

Net zoals alle ander dinosaurussen legden de sauropoden eieren, maar in tegenstelling tot de meeste andere dinosaurussen lieten ze de nesten achter en zorgden ze niet voor de pas uitgekomen jongen. Een beetje zoals zeeschildpadden. Sauropoden konden naar schatting twintig tot dertig eieren leggen in een nest, en produceerden meerdere nesten per jaar, in de hoop dat er voldoende jongen overleefden om op te groeien en zelf nakomelingen te produceren. Een strategie die heel wat minder energie kost dan kinderen in huis hebben tot ze zelfstandig zijn. In ieder geval moesten de baby sauropoden snel opgroeien. Een Diplodocus groeide bijvoorbeeld op een vijftal jaren tot een gewicht van vijf ton. Dat was handig, want vanaf een bepaald formaat heb je ook heel wat minder last van die grote vleeseters die toen rondliepen, zoals Allosaurus in de tijd van Diplodocus.

Het was dus de snelle groei, gecombineerd met veel eieren leggen waar verder niet naar gekeken werd, een longstructuur zoals vogels, een lange nek met een klein hoofd en tanden waarmee niet gekauwd werd dat toeliet om de nooit geziene proporties aan te nemen. Het zijn kenmerken die zoogdieren en ook andere dinosaurussen niet hadden, en daarmee ook hun maximale grootte beperkten.

Koen Stein is onderzoeker, gespecialiseerd in vertebratenpaleontologie en paleobiologie van dinosaurussen.