Dinosaurer var forvandlingens mestre. Ud fra 13 velbevarede dinosaur-skeletter, der er fundet i Kina, kan forskere nu rekonstruere en arts opvækst og udvikling fra baby over teenager til voksen.
Den store overraskelse er, at dyret undervejs smider tænderne, får et næb og bliver vegetar.
»Vi har opdaget et meget sjældent, meget interessant fænomen hos en dinosaur, hvor en tandfyldt kæbe hos de unge i løbet ad opvæksten fuldstændig forvandles til et tandløst næb hos de mere modne individer,« siger dinosaurforskeren Shuo Wang fra Capital Normal University i Beijing, Kina, som står bag det nye fund.
»Det er et utroligt spændende studie, der virkelig viser, hvor meget vi stadig har at lære om dinosaurerne,« siger palæontolog Jesper Milàn, der er museumsinspektør og ph.d. på GeoMuseum Faxe. Han har ikke været med i det nye studie.
Forskerne afslører, at dinosauren samtidig skifter livsmåde fra altædende unge til planteædende voksen.
»Det er første gang, vi har bevis for, at en dinosaurart skifter kost, mens den vokser. Vi kender allerede til adskillige arter af rovdinosaurer, der har udviklet næb, heriblandt fugle, men vi har ikke før set en art, der bærer tænder, når ungerne klækkes, og derefter skifter gebisset ud med et næb,« siger den danske dinosaurforsker ved Fields Museum i Chicago, USA, Peter Makovicky, som heller ikke har deltaget i studiet.
Fundet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Current Biology.
\ Læs mere
Troede unge og voksne var forskellige arter
De kinesiske forskere fandt de første knogler fra dinosauren i 2001 i et område i Xinjiang i det nordvestlige Kina kaldet Shishugou-formationen, der har vist sig at være rig på dinosaurer fra juratiden.
Over det følgende årti fik forskerne stenblok på stenblok med forskellige dinosaurskeletter transporteret hjem, og i 2009 offentliggjorde de i Nature den første beskrivelse af den nye art kaldet Limusaurus inextricabilis.
De havde fundet et fantastisk flot og næsten komplet skelet af en cirka 1,7 meter lang dinosaur fra gruppen af theropoder, der var rovdinosaurer ligesom eksempelvis Tyrannosaurus rex, og som løb omkring for ca. 160 mio. år siden.
I 2009 var fokus på dyrets fingerknogler, der gav nye idéer til gåden om, hvordan knoglerne i en dinosaurhånd er blevet til knoglerne i fugles vinger.
Fascinerende i sig selv, men nu viser det sig, at Limusaurus skjuler endnu flere hemmeligheder.
I en stor blok fra de samme lag fandt forskerne i 2006 nemlig 12 andre dinosaurer.
»Vi troede først, der var tale om to forskellige slags dinosaurer: Nogle små dyr med tænder og nogle større dyr uden tænder. Vi var endda begyndt samle hver sin beskrivelse, men så gik det op for os, at de var næsten ens, bortset fra det med tænderne,« siger Shou Wang.
De skiftede livsstil
Under arbejdet med at måle og beskrive alle de små detaljer og karakterer ved dyrenes knogler og kranier begyndte forskerne at undre sig over, at dyrenes skeletter var så ens. Det gik op for dem, at der ikke var tale om to forskellige dinosaurer, men om det samme dyr i forskellige stadier af livet.
Vækstringe i knoglerne afslører dyrenes alder, på samme måde som åringe i træer, og forskerne placerer de 13 forskellige dinosaurer i seks udviklingstrin fra nyklækkede unger, der er under et år gamle, over teenagere til fuldvoksne tiårige dyr.
Den mest markante forandring undervejs er tænderne, som optræder hos de unge dinosaurer, men som så forsvinder i takt med, at dyret vokser og modnes til teenager og erstattes af et næb hos de voksne. Man kender til lignende eksempler fra nulevende fisk, padder og næbdyr, men det er første gang, man ser det hos krybdyr.
»Det er utroligt sjældent, at et hvirveldyr undergår så markant en ændring i sin anatomi, og så viser de med en virkelig kløgtig metode, hvordan de skifter livsmåde fra altædende unger og teenagere til planteædende voksne,« siger palæontologen Jakob Vinther ved Bristol University, England.
\ Læs mere
Spiste planter for ikke at tage ungernes mad
Kort fortalt udnytter forskerne det simple faktum, at kulstoffet i vores krop stammer fra den mad, vi spiser, og ilten fra det vand, vi drikker.
Med kemiske analyser måler de fordelingen af stabile kul- og ilt-isotoper hos dinosaurerne i de forskellige stadier og sammenligner med fordelingen i kendte kødædende og planteædende dinosaurer.
Det giver altså ikke et eksakt svar på, hvad hver dinosaur spiste, men det afslører, om man ligger tættere på dinosaurtidens største grønthøstere som sauropoderne eller de blodtørstige theropoder.
Analysen afslører, at de voksne Limusaurer mest ligner grønthøsterne, mens de unge individer er mere spredt ud, som man kunne forvente af en altæder.
»Det er meget interessant, fordi det ser ud til, at dyret har skiftet økologi i løbet af sin opvækst – fra lille tandbesat altæder til 'næbbet' planteæder – og således har unge og gamle individer ikke konkurreret om samme økologiske niche,« siger Jesper Milàn.
\ Læs mere
Mavesten erstatter tændernes funktion
Kostskiftet underbygges yderligere, når forskerne ser på dyrenes mavesten. Dem kender man også fra nulevende fugle, som sluger småsten, for at få hjælp til at knuse seje plantedele i kråsen.
Hos Limosaurerne finder forskerne ingen mavesten hos de helt unge.
»Fossilerne var utroligt godt bevaret, så det er ikke, fordi mavestenene er gået tabt, de har simpelthen ikke været der,« siger Shuo Wang.
Når dyrene blev ældre, ser det til gengæld ud til, at mavestenene erstattede tændernes funktion.
»Det fikse er, at Limusaurus udvikler en 'mølle' med mavesten, i takt med at tænderne mistes. Det styrker vores forståelse af, hvordan mavesten fungerer i fugle og deres slægtninge blandt dinosaurerne,« siger Peter Makovicky.
\ Læs mere
Et nyt spor til næbbets oprindelse
Det måske mest tankevækkende er udviklingen af næbbet, som kendes fra mange dinosaurer og ikke mindst fugle.
»Vores fund peger på en ny model for næbbets udvikling,« siger Zhou Wang.
Udviklingen af et tandløst næb som erstatning for den typiske tandfyldte rovdinosaur-mund kendes fra flere grupper af rovdinosaurer og ikke mindst fra de fugle, der overlevede, da resten af dinosaurerne uddøde for 66 millioner år siden.
Selvom de voksne limusaurer var vegetarer, tilhører de linjen af rovdinosaurer kaldet theropoder, som også fuglene er opstået fra.
»Rovdinosaurerne er jo fuglenes nærmeste slægtninge, og mange af de fuglelignede træk ser ud til at være opstået flere gange parallelt inden for rovdinosaurerne,« siger Jesper Milàn.
»Det nye studie er fra en meget tidlig sidegren på rovdinosaurernes stamtræ, de såkaldte ceratosaurere, som ikke er nært beslægtede med fugle. Men det er interessant at se, hvordan udviklingen fra tandbesat kæbe til næb sker i løbet af ét individs levetid, og det giver os et glimt af den evolutionære mekanisme bag udviklingen af det moderne fuglenæb,« siger han.
Zhou Wang og kolleger peger på andre studier, som har vist, at de tidlige signalveje bag tænder stadig kan 'vækkes' i nulevende fugle. Og de nye fund i Limusaurus peger på, at det måske snarere handler om kontrollen af de signalveje end egentlige tab af 'tand-signaler' og tilegnelse af 'næb-signaler'.
Altså at det handler om timingen af, hvornår de bagvedliggende gener udtrykkes, snarere end om helt nye gener og mutationer.
»Det er vores hypotese, men vi har brug for meget stærkere eksperimentelle data for at kunne sige det,« siger Zhou Wang.
En gåde hvorfor så mange dinosaurer havde næb
Næb er udbredt blandt dinosaurer, og det rejser spørgsmålet om, hvorfor næb har været en fordel fremfor tænder.
»Det er helt klart noget, som af en eller anden årsag var smart i denne gruppe. Måske gjorde det kraniet stærkt, uden at det var særligt tungt,« siger palæontologen Jakob Vinther.
Man kan forestille sig, at et letvægtsmundtøj vil være en fordel i den linje, der førte til de flyvende fugle, men det kan også have været med til gøre rovdinosaurerne hurtigere og mere adrætte.
Mekanismerne bag kan måske også have været på plads, længe inden flyvningen. Som Jesper Milán peger på, kunne det være en fordel, at de store voksne ikke tog maden ud af munden på de små, og det har banet vejen for to helt forskellige livsmåder – den ene med tænder og den anden med næb.
»Hvorfor næbbet var en fordel, er et rigtig godt spørgsmål,« siger Zhou Wang.
»Jeg vil foreslå, at du holder øje med vores næste studier. Der kommer vi til at se nærmere på det,« tilføjer han med et lidt hemmelighedsfuldt grin.
