Smoki mojego dzieciństwa – o dinozaurze, który podobno nurkował

W miarę zdobywania kolejnych informacji na temat nietypowego drapieżnika, jakim był spinozaur, pojawiały się spekulacje, czy był on lepiej dostosowany do życia na lądzie, czy w wodzie. Od dawna wskazywano na jego dietę, która składała się głównie z ryb, choć nie tylko. W 2004 r. sensację wzbudził pochodzący z dolnej kredy kręgosłup pterozaura, prawdopodobnie Irritatora challengeri, z zębem tkwiącym w jednym z kręgów. W holotypie baryonyxa znaleziono szczątki roślinożernego iguanodona.

Mocno wydłużona szczęka spinozaura ze specyficzną rozetą, która działała jak zębatka, i stożkowate zęby przypominają jednak bardziej krokodylomorfy niż inne teropody. Opisano konwergentną ewolucję szczęki spinozaura i kongera, jednego z morskich węgorzy. Ta unikalna morfologia żuchwy to szczególne przystosowanie do łapania małych i zwinnych ofiar (przeprowadzono badania na bazie żuchwy suchomimusa – osobnik MNN GFD500-503). Zwracano uwagę na pomniejszone i cofnięte w tył nozdrza, które ograniczały nabieranie wody oraz rzekomo podwyższone położenie oczodołów w czaszce dla lepszej widoczności tuż nad powierzchnią wody.

Dzięki biomechanicznej analizie porównawczej Baryonyxa walkeri z innymi teropodami oraz współczesnymi gawialem i aligatorem wykazano, że jego czaszka była podobnie zoptymalizowana jak czaszka gawiala, ponieważ rurkowate pyski obu tych gatunków są bardzo odporne na naprężenia skręcające, jakie występują w trakcie obezwładniania dużych ryb. Przednie kończyny mają niezwykle duże jak na teropoda, a ogromne pazury mogły być używane jako narzędzia do łapania ofiar. Kości kończyny tylnej (kość udowa, piszczel, kość strzałkowa i kości śródstopia) u Spinosaura aegyptiacusa nie mają jam szpikowych (osteoskleroza), które ma większość dinozaurów, a zwłaszcza teropody, co potwierdzono na podstawie datowanej na alb skamieliny piszczela młodocianego osobnika (LPP-PV-0042) znalezionej w Niecce Araripe, w północno-wschodniej Brazylii, a więc miliony lat starszego od spinozaurów marokańskich.

Gęstość kości tylnych kończyn spinozaurów jest o 30-40 proc. większa niż u innych teropodów. Nogi mogłyby zatem pełnić funkcję balastu, ułatwiając kontrolę pływalności. Krótkie, masywne udo z bardzo trwałym przyłączeniem mięśnia zginacza, pomniejszona miednica i płaskie pazury stóp odpowiadają wodnemu napędowi uzyskiwanemu dzięki nogom. Szyja i tułów się wydłużyły, a środek masy został przesunięty ku przodowi, przed staw kolanowy, inaczej niż u lądowych teropodów. Niektórzy fantazjowali nawet na temat roli żagla grzbietowego w nurkowaniu, porównując sylwetkę w pełni zanurzonego spinozaura do żaglicy. Doszli nawet do wniosku, że mógł on odgrywać istotną rolę w aktywnym pościgu za podwodną zdobyczą. Zaprzeczyły temu jednak późniejsze badania biomechaniczne.

Koronnych dowodów na związki spinozaurów z wodą dostarczyło jednak badanie izotopów tlenu z ich emalii zębowej przez zespół Romaine Amiot. Wyniki porównano z analizą szkliwa występującego w tym samym okresie na tym samym terenie u lądowych gatunków teropodów i półwodnych krokodyli i żółwi. Badania wykazały, że spinozaurydy spędzały dużą część swego życia w wodzie, podobnie jak dzisiejsze krokodyle i hipopotamy, ale odmiennie od innych teropodów. Ryby były najprawdopodobniej głównym składnikiem ich diety.

I co z tym nurkowaniem?

Rok 2014 był chyba ostatnim, w którym Nizar Ibrahim, Paul C. Sereno, Cristiano Dal Sasso, Nathan Myhrvold i Matteo Fabbri podpisali się pod jednym artykułem na temat spinozaura, rozpływając się nad jego półwodnym stylem życia.Przypomnieli np. o receptorach ciśnienia rozmieszczonych wzdłuż pyska. Teoretyzowali, że polował na rekiny, latimeriokształtne, ryby-piły, ryby płetwonogie i promieniopłetwe. Wynikało z tego jednak, że kiepsko chodziłby na dwóch nogach, więc poruszając się po lądzie, musiałby się podpierać.

W 2019 r. Thomas Arden z zespołem wysunęli teorię, że spinozaur był wysoce wyspecjalizowanym drapieżnikiem nadwodnym. Odmiennego zdania byli Hone i Holtz, którzy zwrócili uwagę, że takie sensory, o jakich wspomina zespół Ibrahima, występują również u innych wielkich i niezwiązanych z wodą teropodów. Wszystkie teorie zweryfikowało znalezisko z Maroka, którego opis opublikowano w roku 2020.

Zagadka FSAC-KK 11888

FSAC-KK 11888 to skamielina Spinosaurusa aegyptiacusa, odkryta w pochodzącym z kredy pokładzie Kem Kem na południu Maroka. To najbardziej kompletny szkielet kredowego teropoda z kontynentu Afryki – znaleziono tam m.in. aż 80 proc. jego kręgosłupa. Po uważnej analizie ogona z dużą ilością zakończeń nerwowych wywnioskowano, że żagiel skórny spinozaura obejmował nie tylko plecy. Dzięki temu jego ogon podobny był do ogona traszki lub węgorza z mechaniką analogiczną jak u krokodyla. Dwuwymiarowy model ogona spinozaura porównano z modelami ogonów dwóch teropodów: Coelophysisa bauri i Allosaurusa fragilis oraz dwóch półwodnych terapodów: Crocodylusa niloticusa i Triturusa dobrogicusa.

Modelowanie mechaniczne pozwoliło założyć ośmiokrotnie większe przyspieszenie i ponad dwukrotnie większą efektywność ruchu w wodzie spinozaura niż innych teropodów, jednak daleko mu było do krokodyla nilowego czy traszki naddunajskiej. Nizar Ibrahim, Cristiano Dal Sasso i Matteo Fabbri z zespołem przedstawili hipotezę, że spinozaur prowadził w pełni wodny tryb życia. Napędzany ogonem miał być skutecznym drapieżnikiem podwodnym! Uważają, że zarówno Spinosaurus aegiptiacus, jak i Baryonyx walkeri nurkowały, w przeciwieństwie do Suchomimusa tenerensisa.

Chodź do wody, wielorybku

Powrót kręgowców do środowiska wodnego zdarzył się na ścieżkach ewolucji ponad 30 razy. Dlaczego nie miałby dotyczyć również dinozaurów?! Naukowa sensacja o dinozaurach (nie ichtiozauarach ani mozazaurach) polujących pod wodą obiegła świat w 2020 r., skrząc się krzykliwymi nagłówkami w mediach, poczynając od National Geographic. Spinozaur stał się raz jeszcze najsłynniejszym z teropodów, a film pokazujący jak nurkuje, można znaleźć na stronie Field Museum z Chicago. Wynikałoby jednak z tego, że gdy wychodził na ląd, poruszał się na czterech łapach, co musiało czynić go niezgrabnym w tym środowisku. Co więcej, kości prowadzących wodny tryb życia dinozaurów nie powinny być znajdowane daleko poza dawnym środowiskiem morskim.

Opór w związku z wyporem

Uczynienie spinozaurów dinozaurami wodnymi wymaga jednak nieco więcej niż tylko udowodnienia, że ich ogon był wysokoenergetycznym źródłem napędu, a kości miały znacznie większą gęstość. Jeszcze w 2018 r. Donald Henderson stworzył pierwsze cyfrowe modele spinozaura i suchomimusa, by zbadać ich wyporność oraz lokomocję. Swoje prace uwiarygadniał, porównując je z modelami aligatora oraz pingwina cesarskiego.

Obliczenia doprowadziły go do wniosku, że spinozaur, owszem, mógłby unosić się na powierzchni wody, ale nie ma w tym nic wyjątkowego, bo takie same możliwości miały inne teropody, jak: Tyrannosaurus rex, Allosaurus fragilis, Coelophysis bauri czy Struthiomimus altus. Co więcej, spinozaur byłby niestabilny, ze skłonnością do przewracania się ze względu na żagiel. Nie dysponował również siłą umożliwiającą mu zanurzenie się. Jego zdaniem spinozaur czy suchomimus polowały na organizmy wodne jedynie na powierzchni, podobnie jak czynią to grizzly.

Walki robotów

W 2022 r. Paul C. Sereno i Nathan Myhrvold z zespołem zbudowali biomechaniczny model spinozaura z uwzględnieniem specyficznych cech jego anatomii. Miał on 14 m długości i ważył 7390 kg, jego gęstość była przy tym mniejsza o około 17 proc. od gęstości wody i nieco więcej od gęstości krokodyla. Zwrócono uwagę, że brak szpiku w kościach kończyn dolnych jest więcej niż niwelowany poprzez jamy szpikowe kończyn przednich i puste przestrzenie kręgów przedniej części ogona oraz szyi. Stwierdzono, że spinozaur nie mógł być dinozaurem wodnym: miał za dużą wyporność, aby zanurkować, a na głębokiej wodzie stawał się mało stabilny.

Z uwagi na położenie środka ciężkości oraz centrum wyporu żagiel destabilizował zwierzę na powierzchni wody. Ekstrawagancje w postaci skórnego żagla u żyjących dziś gadów, jak słynne z biegania po powierzchni wody bazyliszki, mają raczej zadawać szyku, niż służyć celom praktycznym, poza tym są składane. U spinozaura żagiel zwiększał opór pod wodą o 33,4 proc. Nie w tę stronę poszły wtórnie dostosowane do życia w wodzie ichtiozaury czy walenie!

Dodatkowo zwierzę miało bardzo sztywny kręgosłup, a ogon nie dawał mu zbyt dużego napędu w porównaniu z masą mięśni. Na powierzchni wody poruszał się z prędkością 0,8 m/s, pod wodą maksymalnie 1,4 m/s. To niewiele w porównaniu z żarłaczem makrelowym, miecznikowatymi, orkami i delfinami, które osiągają prędkości od 10 do 33 m/s. By zanurkować, musiałby wydobyć z ogona 15-25 razy więcej mocy niż ta, którą dysponował.

Nie jestem żadnym wielorybkiem

Myhrvold z zespołem zanegował w 2024 r. sposób użycia metod statystycznych, które dwa lata wcześniej zastosował Fabbri, by udowodnić w pełni wodny tryb życia spinozaura i baryonyxa. Stwierdzono, że dane i metody nie wspierają wniosku, że Spinosaurus aegyptiacus i Baryonyx walkeri były podwodnymi łowcami – dane, których użyto do porównania drapieżnictwa podwodnego z innymi stylami życia zostały skonstruowane w taki sposób, że nie mogą być używane do dokładnej klasyfikacji.

Gwoździem do trumny teorii wodnej są jednak skamieliny spinozaura, które odkryto w osadach nadbrzeżnych dawnych płytkich basenów śródlądowych w Nigrze, z dala od morskiej linii brzegowej – wszystkie duże, wtórnie wodne kręgowce są morskie lub mają morskich przodków. Spinozaur odbywał również dalekie wycieczki na ląd, gdzie poruszał się na dwóch nogach – potężne szpony przednich kończyn nie wyewoluowały do podpierania. Grupa Serano obstaje przy ziemno-wodnym trybie życia spinozaura i baryonyxa, jak u hipopotamów, oraz polowaniach na ryby z zasadzki, jak u niedźwiedzi grizzly. Czy to już ostatnia odsłona sporu paleontologów w tej sprawie? Mam przeczucie, że nie.

Zdj. główne: AI