Bevor sie vor 66 Millionen Jahren von einem Meteor getötet wurden, der die Erde getroffen hat, haben Forscher nach Schätzungen von etwa 20.000 Erwachsenen des legendären wilden Dinosaurier-Raubtiers Tyrannosaur Rex zu einem bestimmten Zeitpunkt Nordamerika durchstreift.
Das ist keine genaue Zahl, und die korrekte Summe könnte aufgrund von Unsicherheiten wie der Lebensdauer, der Wachstums- und Reifungsgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit ihres Stoffwechsels weitaus niedriger oder höher sein. Die am Donnerstag von der Fachzeitschrift Science veröffentlichte Studie öffnet jedoch Türen für die Untersuchung lang ausgestorbener Dinosaurier, die über das hinausgehen, was aus einzelnen Fossilien gewonnen werden kann.
Skelettmerkmale können viel über ein Tier erzählen. Zum Beispiel könnte jemand, der einen menschlichen Zahn betrachtet, daraus schließen, dass er sowohl zum Kauen von Pflanzen als auch von Fleisch geeignet ist, und die Form des Skeletts könnte eine Schätzung darüber liefern, wie schnell eine Person laufen kann. Die physischen Eigenschaften können Ihnen jedoch nicht sagen, wie viele Menschen in New York leben.
“Studien wie diese sind der erste Schritt zur Wiederherstellung alter Ökosysteme”, sagte Felisa A. Smith, eine Biologieprofessorin an der Universität von New Mexico, die nicht an der Forschung beteiligt war. “Wir müssen über das hinausgehen, was Fossilien gefunden wurden und wohin das Gesamtbild: wie das Ökosystem funktioniert.”
Charles R. Marshall, Professor für Integrative Biologie an der University of California in Berkeley, der die Forschung leitete, sagte, die Arbeit habe damit begonnen, dass er sich fragte, wie selten das war, als er ein T. rex-Fossil in der Hand hielt.
“Gab es eine Million, eine Milliarde, eine Billion T. rexes?” er sagte. „Ist das einer von einer Million, einer von einer Milliarde, einer von einer Billion? Wie um alles in der Welt könnten wir diese Zahl kennen? Wir alle wissen, dass Fossilien selten sind, aber wie selten sind sie? Und so fing es wirklich mit dieser Frage an. “
Deshalb verwendeten er und die Studenten seiner Forschungsgruppe Werkzeuge, die Biologen für moderne Tiere verwenden, und wandten sie auf die Dinosaurier-Ära an. Der Kern ihrer Berechnungen hängt von der Beobachtung ab, dass es viel mehr kleine als große Tiere gibt, dass Ratten weit mehr als Elefanten sind.
Für lebende Arten hat John Damuth, Biologe an der University of California in Santa Barbara, eine mathematische Beziehung zwischen der durchschnittlichen Körpermasse eines Tieres und seiner erwarteten Populationsdichte entwickelt, die heute als Damuth-Gesetz bekannt ist.
Die Beziehung ist nicht universell, gilt aber im Allgemeinen für große Tierklassen wie Eidechsen oder fleischfressende Säugetiere. Für Tyrannosaurus Rex mussten sie also nicht nur das Gewicht des Dinosauriers einstecken – etwa sechs Tonnen, ein paar geben oder nehmen -, sondern auch andere gesetzliche Zahlen ableiten.
Das schließt den Stoffwechsel ein. Es wird nicht mehr angenommen, dass Dinosaurier wie moderne Eidechsen kaltblütig sind, aber sie waren wahrscheinlich nicht so warmblütig wie Säugetiere. Also nahm Dr. Marshalls Team eine Physiologie zwischen der von fleischfressenden Säugetieren und Komodo-Drachen an. Sie mussten auch einige Unsicherheiten darüber berücksichtigen, wo die Dinosaurier in Nordamerika lebten. Paläontologen wissen nicht, ob das Verbreitungsgebiet von T. rex auf den Fundort von Fossilien im Westen der USA und Kanadas beschränkt war oder ob es sich bis zu anderen Orten mit ähnlichem Klima von Alaska bis zur Ostküste erstreckte.
Da so viel über Dinosaurier unbekannt ist, wollten die Wissenschaftler keine einzige endgültige Antwort finden, sondern Grenzen setzen, was ihrer Meinung nach eine plausible Zahl gewesen sein könnte. “Für die meisten paläontologischen Daten weiß ich nicht, wie ich eine Zahl erraten soll”, sagte Dr. Marshall. “Aber ich kann Ihnen sagen, was ein gutes Minimum ist und was ein gutes Maximum ist.”
Die Berechnungen ergaben eine höchstwahrscheinlich stehende Population von 20.000 Erwachsenen mit Tyrannosaurus rex. Dies würde auf eine geringe Verteilung hinweisen, die zwei Erwachsenen in einem Gebiet von der Größe von Washington, DC, entspricht
Die Unsicherheit um diese Schätzung war jedoch sehr groß. Dieselben Computersimulationen zeigten mit einer Wahrscheinlichkeit von 97,5 Prozent, dass mindestens 1.300 Erwachsene, jedoch nicht mehr als 328.000 Erwachsene anwesend waren.
Dr. Damuth beschrieb das neue Papier als “guten Beitrag”.
Er fügte hinzu: „Trotz der mit den meisten Modellparametern verbundenen Unsicherheiten liefert das Papier ein solides qualitatives Ergebnis.“
Wenn die Zahl von 20.000 korrekt ist, hätten in den 2,4 Millionen Jahren, in denen T. rex auf der Erde lebte, insgesamt etwa 2,5 Milliarden Erwachsene gelebt.
Aber selbst Dr. Marshall hält die Zahl von 20.000 für niedrig. “Es scheint einfach unvorstellbar, dass man mit diesen wenigen Menschen ein paar Millionen Jahre durchhalten kann”, sagte er. “Du brauchst nur eine schreckliche Pest oder so und du bist weg.”
Er sagte, er dachte, die Bevölkerung hätte Zehntausende oder vielleicht 100.000 oder 200.000 betragen können. Ein großer Teil der Unsicherheit besteht darin, dass Damuths Gesetz nicht absolut ist. Jaguare und gefleckte Hyänen sind beide fleischfressende Säugetiere ähnlicher Größe, aber die Populationsdichte von Hyänen ist etwa 50-mal höher.
“Die Verwendung dieser Methoden ist wirklich der aufregende Teil”, sagte Peter Makovicky, ein Paläontologe an der Universität von Minnesota, der nicht an der Forschung beteiligt war. “Ich denke nicht, dass viele von uns, die zum Beispiel skelettartig fokussierte Paläontologen sind, gedacht haben, dass dies möglich wäre, aber ich denke, dass es in diesem Sinne wirklich augenöffnend ist.”
Dr. Makovicky sagte, als er die Zeitung las, habe er heute begonnen, nach Populationen großer Raubtiere zu suchen, um sie mit der Schätzung von 20.000 T. rexes zu vergleichen. “Es gibt weniger als 4.000 Tiger in freier Wildbahn, einige weitere Löwen”, sagte er. “Es klang nicht nach einer großen Zahl, aber es ist eigentlich nicht so klein.”
In der Studie wurde nicht versucht, jüngere T. rexes zu zählen. In den letzten Jahren deuten Untersuchungen darauf hin, dass Jungtiere fast wie eine andere Art waren. Obwohl sie möglicherweise zahlreicher waren als Erwachsene, wurden nur wenige Fossilien gefunden, was darauf hinweist, dass die meisten diese Lebensperiode überlebten oder dass die Knochen von Jugendlichen mit geringerer Wahrscheinlichkeit erhalten blieben.
Für Dr. Marshall konnte er auch eine Antwort auf die Frage erhalten, mit der er begonnen hatte: Nur etwa einer von 80 Millionen T. rexes, die jemals existierten, war versteinert, obwohl in den bevölkerungsreichsten Regionen die Zahl möglicherweise so ist hoch wie 1 in 16.000.