Eidechse und Co legen sich in die Sonne oder müssen mit den Umgebungswerten als körperliche Betriebstemperatur zurechtkommen. Vögel und Säuger brauchen das hingegen nicht – sie erzeugen selber eine optimale Körperwärme durch ihre hohe Stoffwechselrate. Diese beiden Konzepte teilen die heutigen Tiere in wechselwarme und gleichwarme Wesen ein. Beide Systeme haben dabei Vor- und Nachteile: Wechselwarme Tiere sparen Energie, denn die Körperwärme kommt kostenlos von außen. Kühle Bedingungen stellen sie allerdings buchstäblich kalt und selbst bei Wärme sind sie nicht so flink wie gleichwarme Tiere. Säugetiere und Vögel müssen sich ihre körpereigene „Heizung“ allerdings leisten können: Sie benötigen vergleichsweise viel Nahrung, um ihren Stoffwechsel zu befeuern.
Doch zu welcher Kategorie gehörten die Dinosaurier? Lange Zeit nahm man an, sie seien wechselarm wie die heutigen Reptilien gewesen. Doch mittlerweile haben verschiedene Studien bereits deutliche Hinweise darauf geliefert, dass zumindest einige Vertreter gleichwarm waren. Doch die bisher genutzten Nachweisverfahren ließen Fragen offen, sagen die Forscher um Jasmina Wiemann California Institute of Technology in Pasadena. “Bisher hat man bestimmte Isotope in Dinosaurierknochen untersucht, die im Grunde wie ein Paläothermometer funktionieren”, sagt Wiemann. “Das war revolutionär und das Verfahren liefert weiterhin sehr spannende Einblicke. Aber es bleibt fraglich, wie Fossilisierungsprozesse die Isotopensignale verändert haben, sodass es schwierig ist, die Daten von Fossilien mit denen moderner Tiere eindeutig zu vergleichen”, erklärt Wiemann.
Thermoregulation im Spiegel des Sauerstoffverbrauchs
Eine weitere Methode, die Hinweise auf die Thermoregulation geliefert hat, war der Nachweis von Wachstumsraten in Dinosaurierknochen. Untersuchungen haben beispielsweise gezeigt, dass Dinosaurier schnell wuchsen, was hohe Stoffwechselraten nahelegt, die für gleichwarme Tiere typisch sind. Das von Wiemann und ihren Kollegen entwickelte Verfahren erlaubt es nun hingegen, direkt auf den Stoffwechsel der ausgestorbenen Tiere zu schließen. Denn es basiert auf dem Nachweis fossiler Spuren des Sauerstoffverbrauchs. Wie die Forscher erklären, handelt es sich dabei um molekulare Substanzen, die im Zusammenhang mit der zellulären Atmung aus Proteinen, Zuckern und Lipiden entstehen. Diese Reaktionsprodukte sind äußerst stabil und wasserunlöslich, sodass sie während des Fossilisierungsprozesses erhalten bleiben können. Der Gehalt an diesen Substanzen liefert somit Hinweise auf den Sauerstoffverbrauch eines Dinosauriers und somit auf seine Stoffwechselraten.
Besonders reich an diesen Spuren sind den Forschern zufolge häufig dunkel gefärbte fossile Oberschenkelknochen, denn diese Färbung deutet darauf hin, dass viel organisches Material erhalten geblieben ist. Nachweisen lassen sich die Substanzen mittels spezieller Verfahren der Mikroskopie, erklären die Wissenschaftler. “Sie ähneln der Lasermikroskopie und ermöglichen es uns, die Häufigkeit dieser molekularen Marker zerstörungsfrei zu quantifizieren, die uns etwas über die Stoffwechselraten verraten”, sagt Wiemann.
