Siedzę tutaj z dwoma modelami Stegozaura od 20 minut i po prostu nie mogę tego rozgryźć. Jak te dinozaury - najeżone kolcami i talerzami - zaczęły robić więcej dinozaurów bez wzajemnego patrzenia?
Stegozaur stał się ikoną tajemnicy otaczającej płeć dinozaura. Dinozaury musiały się kojarzyć, ale to, jak to zrobiły, dziwi paleontologów od ponad 100 lat. Nie mając wielu twardych dowodów, naukowcy wymyślili wszelkiego rodzaju spekulacje: w swoim artykule z 1906 r. Opisującym Tyrannosaurus rex, na przykład, paleontolog Henry Fairfield Osborn zaproponował, że dinozaury tyranów płci męskiej używały swoich maleńkich ramion do „chwytania się podczas kopulacji”. Inni przekazali podobne pojęcia na temat funkcji kciuka kciuka na rękach Iguanodon . Te pomysły w końcu wypadły z łask - być może z powodu zawstydzenia tak samo jak czegokolwiek innego - ale pytanie pozostało. Jak możemy badać życie seksualne zwierząt, które były martwe przez miliony milionów lat?
Ochrona tkanek miękkich jest bardzo rzadka i nikt jeszcze nie odkrył doskonale zachowanego dinozaura z nienaruszonymi narządami rozrodczymi. Jeśli chodzi o podstawową mechanikę, najlepszym sposobem na badanie seksu dinozaurów jest przyjrzenie się najbliższym żyjącym krewnym zwierząt. Dinozaury miały wspólnego przodka z aligatorami i krokodylami ponad 250 milionów lat temu, a współczesne ptaki są żywymi potomkami dinozaurów podobnych do Velociraptora . Dlatego możemy przypuszczać, że struktury anatomiczne obecne zarówno u ptaków, jak i krokodyli były również obecne u dinozaurów. Narządy rozrodcze obu grup są zasadniczo podobne. Mężczyźni i kobiety mają jeden otwór - zwany cloaca - który jest organem podwójnego zastosowania do seksu i wydalania. Samce i krokodyle mają penisa, który wyłania się z kloaki w celu dostarczenia nasienia. Seks dinozaurów musiał być zgodny z planem gry „Wstaw kartę A do gniazda B”, realizowanym przez ich współczesnych potomków i kuzynów.
Poza prawdopodobną podstawową anatomią sprawy stają się nieco trudniejsze. Jak zauważył Robert Bakker w swojej książce The Dinosaur Heresies z 1986 r., „Praktyki seksualne obejmują nie tylko fizyczny akt kopulacji, ale wszystkie rytuały poprzedzające krycie, włóczenie się, tańczenie, awanturowanie i całą resztę.” Setki gatunków dinozaurów ma zostały odkryte (i wiele innych jeszcze nie znaleziono); żyli, kochali i gubili przez ponad 150 milionów lat. Mogło być tyle rytuałów zalotów, ile gatunków dinozaurów. W ostatnich latach paleontolodzy wynieśli się z królestwa czystej spekulacji i zaczęli dzielić bogate życie reprodukcyjne niektórych z tych zwierząt.
Pierwszym priorytetem w badaniu krycia dinozaurów jest ustalenie, która płeć jest która. Paleontolodzy wypróbowali kilka podejść do tego problemu, szukając różnic płciowych pod względem wielkości lub ozdób. Frustrujące jest jednak to, że niewiele gatunków jest reprezentowanych przez wystarczającą liczbę skamielin, aby umożliwić tego rodzaju badania, i żaden przypadek oczywistej różnicy między płciami w ogólnej anatomii szkieletu nie pozostał bezsporny.
Przełom nastąpił około sześć lat temu, kiedy paleontolog Mary Schweitzer odkryła, że tajemnica płci dinozaurów jest od zawsze zamknięta w kości. Tuż przed złożeniem jaj samice dinozaurów - podobnie jak samice ptaków - czerpały z własnych kości, aby wapń budował skorupy jaj. Źródłem był tymczasowy rodzaj tkanki zwanej rdzeniową kością wyściełającą wnętrze ubytków kości nóg. Kiedy taka tkanka została odkryta w kości udowej tyranozaura, paleontolodzy wiedzieli, że mają samicę dinozaura.
Gdy wiedzieli, czego szukają, paleontolodzy szukali kości rdzeniowej u innych gatunków. W 2008 roku paleontolodzy Andrew Lee i Sarah Werning poinformowali, że znaleźli rdzeniową kość w kończynach drapieżnego dinozaura Allozaura i ewolucyjnego kuzyna Iguanodona o imieniu Tenontozaur . Więcej kobiet, wszystkie przygotowane do składania jaj.
Naukowcy mogą oszacować wiek tych dinozaurów, badając ich mikrostrukturę kości pod kątem pierścieni wzrostu. Odkrycia wykazały, że dinozaury zaczęły się rozmnażać wcześnie. Niektóre samice nie osiągnęły jeszcze w pełni dojrzałej wielkości ciała, kiedy zaczęły składać jaja. Inne skamieliny wykazały, że dopiero gdy kobiety zaczęły się rozmnażać, ich wzrost zaczął zwalniać. Te dinozaury szybko rosły i stały się nastoletnimi mamami.
Oparta na tym, co wiadomo na temat życia dinozaurów, strategia ta miała sens ewolucyjny. Dinozaury rosły szybko - kolejne badania przeprowadzone przez Lee i inny zestaw kolegów wykazały, że gatunki ofiar, takie jak Hypacrosaurus hadrosaur, mogły rosnąć szybciej niż gatunki drapieżne jako rodzaj obrony. A dinozaury, zarówno drapieżne, jak i drapieżne, często umierały młodo, więc każdy dinozaur, który miał przekazać swoje geny, musiał zacząć wcześnie.
Randki z dinozaurami dla nastolatków nie wiązały się z filmami z przejażdżkami i nocnymi tańcami. To, co faktycznie zrobili, było w dużej mierze przedmiotem wnioskowania. W swojej opowieści o kobiecym „brontozaurie” (znanym obecnie jako Apatozaur ) z 1977 r. Paleontolog Edwin Colbert wyobrażał sobie, co się stało, gdy samce stad zauropodów zaczęły odczuwać swędzenie. „Często dwóch mężczyzn spotykało się ze sobą, kiwając głowami w górę i w dół lub wplatając je w tę iz powrotem przez pokaźne łuki” - wyobrażał sobie, spekulując - „czasami splatali się za szyje, pchając się przeciwko sobie”. Trzydzieści lat później paleontolog Phil Senter zaproponował naukową odmianę tego pomysłu, sugerując, że długie szyje dinozaurów, takich jak Diplodocus i Mamenchisaurus, ewoluowały w wyniku rywalizacji o partnera, co jest przykładem selekcji seksualnej. Kobiety mogły preferować mężczyzn z bardzo długimi szyjami lub mężczyźni mogli używać ich w bezpośredniej konkurencji, chociaż żadna z tych możliwości nie została bezpośrednio poparta. Jednak tak wybitne konstrukcje mogłyby z powodzeniem zostać wykorzystane w parowaniu wyświetlaczy. Czy jest lepszy sposób, by zauropod zareklamował się na osobach płci przeciwnej, niż wystawiając szyję i trącając się lekko?
Dinozaury ceratopsowe mają szeroki wachlarz układów rogów i falbanek, a niektórzy naukowcy podejrzewają, że te ozdoby można przypisać selekcji seksualnej. (LadyofHats / Wikipedia) Paleontolog Phil Senter sugeruje, że długie szyje dinozaurów, takich jak Diplodocus i Mamenchisaurus, pokazane na tej ilustracji, ewoluowały w wyniku rywalizacji o partnerów, co jest przykładem selekcji seksualnej. (Ilustracja Raúl Martin) Męskie Triceratops dosłownie zablokowane rogi. Konfrontacje pozostawiają rany i mogą się zdarzyć w dowolnym momencie, ale w okresie godowym najbardziej prawdopodobny jest zakład. (Lukas Panzarin)Uszkodzone kości pozwalają paleontologom zbliżyć się do nawyków godowych dinozaurów - i ich konsekwencji - nieco bliżej. Bolesnie wyglądające nakłucia na czaszkach dużych dinozaurów teropodów, takich jak Gorgozaur, Sinraptor i inne, wskazują na to, że dinozaury te gryzą się w twarz podczas walki, jak twierdzą Darren Tanke i Philip Curie. Walki te prawdopodobnie dotyczyły partnerów lub terytorium, przez które mogliby przejść potencjalni partnerzy. Tanke, Andrew Farke i Ewan Wolff wykryli również wzory uszkodzeń kości na czaszkach rogatych dinozaurów Triceratops i Centrosaurus . W szczególności rany na Triceratops były zgodne z przewidywaniami Farke z modelami słynnych rogatych dinozaurów: dosłownie zamknęły rogi. Konfrontacje, które opuściły te rany, mogły się zdarzyć w dowolnym momencie, ale w okresie godowym najbardziej prawdopodobny jest zakład. Dinozaury ceratopsowe mają szeroki wachlarz układów rogów i falbanek, a niektórzy naukowcy podejrzewają, że te ozdoby można przypisać selekcji seksualnej.
Te pojęcia są trudne do przetestowania - skąd możemy stwierdzić, czy samica Styrakozaur wolał samców z wyjątkowo krzykliwymi stojakami z rogami, czy też męski Giganotosaurus wykopał to ze sobą w związku z możliwościami kojarzenia? Ale nieoczekiwane odkrycie daje nam rzadkie okno na to, jak postąpiły niektóre dinozaury. Przez dziesięciolecia tradycyjna wiedza głosiła, że nigdy nie dowiemy się, jakie były kolorowe dinozaury. To już nie jest prawda. Paleontolodzy odkryli ponad 20 gatunków dinozaurów, które wyraźnie miały pióra, a te pióra kryją tajemnice koloru dinozaura.
Pióra dinozaurów zawierały maleńkie struktury zwane melanosomami, z których niektóre zachowały się w mikroskopijnych szczegółach w skamielinach. Struktury te są również widoczne w upierzeniu żywych ptaków i są odpowiedzialne za kolory od czarnego przez szary przez brązowy do czerwonego. Tak długo, jak okaz dinozaura ma dobrze zachowane pióra, możemy porównać jego rozmieszczenie melanosomów z układami żywych ptaków, aby określić paletę piór, a jedno badanie w zeszłym roku zrobiło to dla małego, upierzonego dinozaura Anchiornis . Analiza pokazała, że jest to dzięcioł współczesny: przeważnie czarny z białymi frędzlami na skrzydłach i odrobiną czerwieni na głowie.
Do tej pory tylko jeden okaz Anchiornis został przywrócony w pełnym kolorze, ale znaleziono tak wiele dodatkowych okazów, że paleontolodzy będą w stanie określić zmienność koloru w obrębie gatunku, szczególnie szukając, czy istnieje różnica między samcami i samicami lub czy żywy czerwony kolor może być godowym upierzeniem. Dzięki odkryciu koloru dinozaura możemy zrozumieć, co było seksownego dla Anchiornisa .
Więc gdzie to wszystko pozostawia tajemnicę krycia Stegozaura ? Z całym tym skomplikowanym i spiczastym zdobieniem możemy sobie wyobrazić, że męski stegozaur opuszcza głowy i macha kolczastymi ogonami w powietrzu, aby spróbować się zastraszyć, a zwycięzca kontroluje terytorium i popisuje się swoją sprawnością. Nie wszystkie kobiety będą pod wrażeniem - wybór kobiet determinuje zdobnictwo tak samo, jak konkurencja między samcami - ale te, które są kojarzone z dominującym mężczyzną. Cały ryk, kołysanie się i postawa pozwala kobietom odciąć najbardziej sprawnych samców od chorych, słabych lub niepożądanych, a po tym romantycznym teatrze pojawia się sam akt.
Dowiedzenie się, w jaki sposób Stegosaurus mógł się kojarzyć, to kłujący temat. Kobiety były równie dobrze opancerzone jak mężczyźni i jest mało prawdopodobne, aby mężczyźni montowali kobiety z tyłu. Konieczna była inna technika. Być może ustawili się pod kątem, tak aby stawali twarzą w twarz z brzuchem na brzuch, niektórzy zgadli, a może, jak sugeruje Timothy Isles w niedawnym artykule, mężczyźni odwrócili się od stojących kobiet i cofnęli się (dość trudny manewr!). Najprostszą zaproponowaną techniką jest to, że samica położyła się na boku, a mężczyzna podszedł do niej stojąc, unikając w ten sposób wszystkich płyt i kolców. Jednak para Stegozaurów dokonała tego wyczynu, najprawdopodobniej była krótka - tylko tak długo, jak potrzebna była wymiana materiału genetycznego. Cała ta energia i wysiłek, od uprawy ozdób po imponowanie przyszłemu partnerowi, tylko przez kilka chwil, aby kontynuować życie gatunku.
Brian Switek bloguje w Dinosaur Tracking i jest autorem Written in Stone: Evolution, Fossil Record i Our Place in Nature.