Wenn T. Rex Beady ist

Die größten Raubtiere der Kreidezeit haben ihre großen Augen möglicherweise gegen einen größeren Biss eingetauscht

Es war ein unglücklicher Dinosaurier, der dem gleißenden Blick und der riesigen, zahnigen Grimasse des legendären Tyrannosaurus Rex gegenüberstand. Doch das sieben Tonnen schwere Raubtier, das bis zum Ende der Kreidezeit vor 65 Millionen Jahren auf der Jagd war, war nicht das einzige Tier mit diesen Merkmalen: Auch andere große Raubdinosaurier blickten durch kleine Augen in ihrem großen Kopf. Eine neue Studie legt nahe, dass diese schielenden Augen ein Kompromiss für kraftvolle, beißende Kiefer sein könnten.

Der Paläobiologe Stephan Lautenschlager von der Universität Birmingham in England entdeckte diesen Zusammenhang, als er die Schädelmaße von Hunderten ausgestorbener Archosaurier durchforstete – der taxonomischen Gruppe, zu der Vögel, Krokodile und alle ihre Vorfahren gehören. Solche Schädel können viel über ein Tier verraten. Die Augenhöhle eines versteinerten Schädels gibt Wissenschaftlern eine gute Vorstellung von der Augengröße. Beispielsweise hätten die Schädelhöhlen eines T. Rex in seinem meterlangen Kopf etwa orangengroße Augen beherbergt. Diese Proportionen haben sich wahrscheinlich aufgrund seiner Schädelgröße entwickelt: Wenn eines der Augen eines T. Rex 20 Prozent seines Schädels einnehmen würde, so wie es die Augen einiger kleinerer Dinosaurier tun, „hätten wir einen riesigen Augapfel mit 30 Zentimetern Durchmesser und 20 Kilogramm.“ schwer", sagt Lautenschlager. Solche großen Augen könnten möglicherweise bis zu 15 Prozent der Stoffwechselenergie des Tieres verbrauchen, was bedeutet, dass es mehr fressen müsste, nur um seine riesigen Augäpfel zu erhalten. „Das ist wahrscheinlich nicht effizient, obwohl es die Sehschärfe verbessern könnte“, fügt Lautenschlager hinzu.

Auch die Form der Augenhöhle ist aussagekräftig. Im Gegensatz zu den runden Augenhöhlen moderner Tiere „sehen wir bei großen fleischfressenden Dinosauriern all diese seltsamen Augenhöhlenformen“, sagt Lautenschlager. Diese können von Hohlräumen, die wie Schlüssellöcher aussehen, über komprimierte Kreise bis hin zu Keilformen reichen, die alle für kleinere Augen geeignet sind als gleich große runde Augenhöhlen. Für seine Studie, die am 11. August in Communications Biology veröffentlicht wurde, katalogisierte Lautenschlager die Größe und Form der Augenhöhlen von 410 zuvor dokumentierten Archosaurierschädeln und modellierte, wie sich unterschiedliche Augenhöhlen auf die Belastungen auswirken würden, die das Essen auf diese Schädel ausübt.

Außer den Dinosauriern hatten auch andere große Archosaurier-Raubtiere zur gleichen Zeit ungewöhnliche Höhlenformen. Dies scheine eine konvergente Evolution zu sein, sagt Lautenschlager, bei der sich die verschiedenen Arten unabhängig voneinander von runden Augen weg entwickelten. Mithilfe biomechanischer Computermodelle fand er heraus, dass diese ungewöhnlichen Formen den biomechanischen Stress auf die Schädel der Tiere hätten minimieren können, wenn sie sich an ihrer Beute labten. „Es scheint tatsächlich eine Anpassung an den Umgang mit hohen Kräften beim Beißen zu sein“, sagt er, „damit der Schädel nicht Gefahr läuft, sich zu verformen oder zu stark beansprucht zu werden.“

Lautenschlager stellte in der Studie auch fest, dass sich die Form der Augenhöhle eines T. Rex im Laufe seines Lebens veränderte: Sie war anfangs runder und nahm in der Jugend mehr vom Schädel ein. Ähnlich wie heutige Tierbabys blickte ein T-Rex-Baby mit großen, runden Augen zu seinem Elternteil auf. „Ich denke, das ist ein allgemeines Thema im gesamten Tierreich“, sagt Lautenschlager. Doch als der junge T. rex zu einem Heranwachsenden heranwuchs und schließlich die Oberhand in seinem Ökosystem gewann, bekamen die Augenhöhlen des Tieres die Form eines Schlüssellochs.

Diese Änderung stützt die Hypothese, dass die Form der Augenhöhle auf der Kraft des Bisses eines Tieres beruhen könnte, sagt Randy Irmis, Kurator für Paläontologie am Natural History Museum of Utah, der nicht an dieser Arbeit beteiligt war. Als frisch geschlüpfter T. Rex könnte man leicht mit runden Augenhöhlen davonkommen, weil „man kleine Beutetiere frisst, die Körpergröße klein ist und man nicht mit den gleichen funktionellen Einschränkungen konfrontiert ist wie der Erwachsene“, sagt er. Andere kleinere oder pflanzenfressende Archosaurier würden ebenfalls keine seltsam geformten Augenhöhlen benötigen. „Basierend auf den vorgelegten Daten scheint es eine überzeugende Erklärung dafür zu sein, dass [die Form der Augenhöhle] eine Art Kombination aus Körpergröße und Ernährung ist“, sagt Irmis.

Der Paläontologe Jingmai O'Connor vom Field Museum in Chicago, der ebenfalls nicht an der Studie beteiligt war, ist von dieser ernährungsbasierten Erklärung nicht ganz überzeugt und vermutet, dass die Größe eines Dinosauriers eine große Rolle gespielt haben könnte. „Wenn man eine kreisförmige [Augenhöhle] in einem flachen Schädel nimmt und den Schädel so streckt, dass er höher ist, dann wird die Augenhöhle oval“, sagt sie. Und das biomechanische Spannungs- und Belastungsmodell, das Lautenschlager verwendete, „geht davon aus, dass der Schädel eine einzige homogene Einheit ist, was weit von der Realität entfernt ist.“ Obwohl dieses Modell Gelenke und Muskeln in und um Knochen nicht berücksichtigt, wird es laut O'Connor in der Paläontologie immer noch häufig verwendet, da es keine gute Alternative gibt.

Fortgeschrittenere Technologien und Modelle werden unweigerlich neue Informationen aus Fossilien liefern, sagt Lautenschlager, und zukünftige Forschungen könnten sich damit befassen, „wie sich die Umlaufbahngröße mit der Höhe, Länge oder Breite des Schädels ändert“. Zunächst weist er darauf hin, dass die Augenhöhlen der großen Pflanzenfresser, die er untersuchte, ziemlich kreisförmig blieben, während ihre fleischfressenden Gegenstücke zu seltsameren Formen tendierten. Tatsächlich hatten seine Lieblingsdinosaurier in der Studie seltsam runde Augenhöhlen: vegetativ fressende Ceratopsier. „Ich fand es faszinierend, dass sie ihren Schädel tatsächlich so angepasst haben, dass er nahezu einen perfekten Kreis bildet“, sagt er.

Fiona MD Samuels war 2022 AAAS Mass Media Fellow bei Scientific American. Sie strebt einen Ph.D. an. in Chemie an der Colorado State University. Folgen Sie ihr auf Twitter @Fairy__Hedgehog

Riley Black

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Stephen Brusatte und The Conversation

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