Je geringer der Sauerstoffgehalt der Luft, desto kleiner der Dino ? zu diesen Erkenntnissen sind amerikanische Forscher durch Experimente mit Alligatoren gelangt. Hintergrund der Untersuchung: Während die Dinosaurier die Erde besiedelten, schwankte der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre immer wieder. So lag er beim ersten Auftreten der Saurier mit zwölf Prozent extrem niedrig. Die Wissenschaftler fragten sich daher, wie sich die Giganten unter diesen Umständen entwickelten, und griffen zu einem Trick: Sie setzten Eier von Alligatoren, die von den gleichen Vorfahren abstammen wie die Riesenechsen, einem extrem niedrigem Sauerstoffgehalt aus. Die geschlüpften Jungtiere waren kleiner und wuchsen langsamer, während Herz und Lunge stark vergrößert waren. Ganz ähnlich dürften sich auch die Dinosaurier angepasst haben, berichten die Forscher um Tomasz Owerkowicz von der University of California in Irvine.
In den vergangenen 540 Millionen Jahren war der Sauerstoffgehalt der Erdatmosphäre immer wieder starken Schwankungen unterworfen, bis er sich bei den heutigen 21 Prozent einpendelte. Um zu überprüfen, wie sich die schwankenden Werte auf die Dinosaurier auswirkten, konzentrierten sich die Wissenschaftler auf Alligatoren. Diese “lebenden Fossilien” gehören wie die Dinosaurier zur Gruppe der Archosaurier und gelten neben den Vögeln als deren engste noch lebende Verwandte.
Die Forscher sammelten Eier des Mississippi-Alligators (Alligator mississippiensis) und verteilten sie auf drei Brutkästen. Der Sauerstoffgehalt in den Kästen betrug zwölf, einundzwanzig oder dreißig Prozent. Die geschlüpften Jungtiere unterschieden sich sowohl in der Körpergröße als auch im Gewicht massiv voneinander: Je höher der Sauerstoffgehalt im Brutkasten gewesen war, desto größer und schwerer waren die kleinen Echsen ? ein Trend, der auch während der weiteren Aufzucht unter gleichen Bedingungen anhielt.
Die Alligatoren, denen nur zwölf Prozent Sauerstoff zur Verfügung standen, hatten zudem einen enorm angeschwollenen Dottersack, ein Organ, das Embryonen eierlegender Wirbeltiere in den ersten Wochen zur Ernährung dient. Aufgrund dieses Dottersacks begannen die Tiere auch erst gut eine Woche später mit dem Fressen als die anderen Echsen.
Auch die inneren Organe der Alligatoren hatten sich den unterschiedlichen Sauerstoffgehalten angepasst: Wenig Sauerstoff ließ Herz und Lunge wachsen, damit die Tiere möglichst viel des raren Elements aufnehmen konnten. Trotzdem mussten diese Alligatoren deutlich häufiger atmen, um ihren Sauerstoffbedarf decken zu können. Leber und Magen hingegen waren bei diesen Echsen kleiner. Dadurch konnten sie weniger Nahrung zu sich nehmen, weshalb sie auch die niedrigste Stoffwechselrate zeigten. Umgekehrt maßen die Forscher die niedrigste Atem- und die höchste Stoffwechselrate bei den Echsen, die dreißig Prozent Sauerstoff zur Verfügung hatten.
Tomasz Owerkowicz (University of California, Irvine) et al.: The Journal of Experimental Biology, Bd. 212, S. 1237, doi: 10.1242/jeb.023945 ddp/wissenschaft.de ? Mascha Schacht
