Zadrapania na zębach dinozaurów mogą ujawnić, co naprawdę jedli. Po raz pierwszy wykorzystano analizę tekstury mikrozużycia zębów (DMTA) do określenia nawyków żywieniowych dużych teropodów, w tym allozaura i tyranozaura. Wykonując zdjęcia 3D poszczególnych zębów i analizując wzór wydrapanych na nich śladów, naukowcy mogli ustalić, które dinozaury mogły często chrupać twardą kość, a które mogły regularnie jeść miękkie pokarmy i ofiary. Ta technika otwiera nową drogę badań dla paleontologii, pomagając nam lepiej zrozumieć nie tylko same dinozaury, ale także środowisko i społeczności, w których żyły.
Od Fantazji po Park Jurajski tyranozaur jest postrzegany jako przerażający drapieżnik wierzchołkowy, który ściga swoją ofiarę i chrupie ją w całości. Ale ile ten kultowy dinozaur tak naprawdę pożerał kości? A co z innymi drapieżnymi dinozaurami, które istniały na długo przed nim?
Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego, we współpracy z zespołami z Uniwersytetu w Moguncji i Uniwersytetu w Hamburgu w Niemczech, wykorzystali analizę tekstury mikrozużycia zębów (DMTA), technikę skanowania, aby zbadać mikroskopijne szczegóły topograficznego zużycia zębów na poszczególnych zęby dinozaurów sprzed ponad 100 milionów lat, aby lepiej zrozumieć, co mogły jeść. „Chcieliśmy sprawdzić, czy możemy użyć DMTA, aby znaleźć dowody na inne zachowania żywieniowe u tyranozaurów (z okresu kredy, 145 do 66 milionów lat temu) w porównaniu ze starszym allozaurem (z okresu jurajskiego, 201 do 145 milionów lat temu) temu), które są obydwoma typami teropodów” – wyjaśniła doktor habilitowany Daniela Winkler z Graduate School of Frontier Sciences. „Z innych badań wiedzieliśmy już, że tyranozaury mogą pękać i żywić się kośćmi (z badań ich odchodów i śladów ugryzień na kościach). Ale allozaury są znacznie starsze i nie ma o nich zbyt wielu informacji”.
DMTA był używany głównie do badania zębów ssaków, więc po raz pierwszy został użyty do badania teropodów. Ten sam zespół badawczy z Uniwersytetu Tokijskiego zapoczątkował również ostatnio badania nad DMTA u japońskich dinozaurów zauropodów, które słyną z długich szyj i ogonów. Wykonano trójwymiarowy obraz o wysokiej rozdzielczości powierzchni zęba w bardzo małej skali 100 mikrometrów (jedna dziesiąta milimetra) na 100 mikrometrów. Następnie do analizy obrazu wykorzystano do 50 zestawów parametrów tekstury powierzchni, na przykład chropowatość, głębokość i złożoność śladów zużycia. Jeśli stopień złożoności był wysoki, tj. występowały ślady o różnych rozmiarach, które nakładały się na siebie, wiązało się to z podawaniem twardych przedmiotów, takich jak kość. Jeśli jednak złożoność była niewielka, tj. znaki były bardziej ułożone, miały podobną wielkość i nie zachodziły na siebie, wiązało się to z karmieniem miękkimi przedmiotami, takimi jak mięso.
W sumie zespół zbadał 48 zębów, 34 teropodów i 14 krokodyli (współczesnych krokodyli i aligatorów), które posłużyły jako porównanie. Zespół był w stanie zbadać oryginalne skamieniałe zęby i pobrać formy silikonowe o wysokiej rozdzielczości dzięki pożyczkom udzielonym przez muzea historii naturalnej w Kanadzie, Stanach Zjednoczonych, Argentynie i Europie. „Właściwie rozpoczęliśmy badania nad mikrozużyciem dinozaurów w 2010 roku” – powiedział wykładowca Mugino Kubo z Graduate School of Frontier Sciences. „Mój mąż, dr Tai Kubo, i ja zaczęliśmy zbierać formy dentystyczne dinozaurów i ich współczesnych z Ameryki Północnej i Południowej, Europy i oczywiście Azji. Odkąd Daniela dołączyła do mojego laboratorium, wykorzystaliśmy te formy do szerszego porównania między mięsożerne dinozaury”.
„Przeprowadzenie tych badań podczas pandemii było szczególnie trudne”, powiedział Winkler, „ponieważ polegamy na możliwości zebrania próbek z międzynarodowych instytucji. Tym razem wielkość próby może nie być tak duża, ale jest to punkt wyjścia”.
Winkler mówi, że zaskoczyło ich to, że nie znaleźli dowodów na miażdżenie kości ani u allozaurów, ani u tyranozaurów, mimo że wiedzą, że tyranozaury jadły kości. Przyczyn tego nieoczekiwanego wyniku może być kilka. Możliwe, że chociaż tyranozaur był w stanie jeść kości, robiono to rzadziej niż wcześniej sądzono. Ponadto zespół musiał użyć dobrze zachowanych zębów, więc możliwe, że bardzo zniszczone zęby, które zostały wykluczone z tego badania, były w takim stanie, ponieważ zwierzęta te żywiły się bardziej kością.
Coś, co zespół odkrył zarówno w przypadku dinozaurów, jak i krokodyli, to zauważalna różnica między młodymi a dorosłymi. „Przebadaliśmy dwa młode okazy dinozaurów (jeden allozaur i jeden tyranozaur) i odkryliśmy zupełnie inną niszę żywieniową i zachowanie obu w porównaniu z dorosłymi. Odkryliśmy, że zęby młodocianych były bardziej ścierane, co może oznaczać, że miały częściej żywili się tuszami, ponieważ jedli resztki” – wyjaśnił Winkler. „Byliśmy również w stanie wykryć różne zachowania żywieniowe u młodych krokodyli, jednak tym razem było odwrotnie. Młode krokodyle miały mniejsze zużycie zębów od jedzenia miękkich pokarmów, być może jak owady, podczas gdy dorośli mieli większe zużycie zębów od jedzenia twardszych pokarmów” , jak większe kręgowce”.
Winkler mówi, że następnym krokiem w przypadku dinozaurów będzie prawdopodobnie bardziej szczegółowe przyjrzenie się zauropodom o długich szyjach, które zespół również badał. Ale na razie eksperymentuje z czymś znacznie, znacznie mniejszym: świerszczami. Usta owadów mogą być małe i nie mieć żadnych zębów, ale naukowcy chcą sprawdzić, czy nadal mogą znaleźć dowody zużycia jamy ustnej przy użyciu tej samej techniki. „Z tego, czego dowiadujemy się za pomocą DMTA, możemy prawdopodobnie zrekonstruować dietę wymarłych zwierząt i na tej podstawie wyciągnąć wnioski na temat wymarłych ekosystemów, paleoekologii i paleoklimatu oraz tego, czym różni się od dzisiejszego”. — powiedział Winkler. „Ale w tych badaniach chodzi również o ciekawość. Chcemy stworzyć wyraźniejszy obraz tego, jakie naprawdę były dinozaury i jak żyły miliony lat temu”.