Paläontologie Die innere Hitze der Dinos

Flinke Eidechsen kommen nur bei sommerlichen Temperaturen richtig in Fahrt. Säugetiere bleiben dagegen auch bei kühler Witterung behende, denn sie können ihren Körper eigenständig aufheizen. Ob Dinosaurier einst ebenfalls diese Kunst beherrschten, ist umstritten.

Einige Wissenschaftler trauen diesen prominenten Reptilien des Erdmittelalters generell zu, daß sie ihre Betriebstemperatur ähnlich gut im Griff hatten wie Maus und Mensch. Nach Ansicht anderer war eine gleichmäßig hohe Körpertemperatur nur ein Privileg der größten Saurier.

Körpertemperatur und Wachstum

Je größer das Volumen eines Körpers, desto langsamer kühlt er aus. Tonnenschwere Exemplare vom Schlage eines Brachiosaurus oder Tyrannosaurus konnten sich auf diese Weise vermutlich warm halten, ohne ihrem Stoffwechsel höhere Leistungen abzuverlangen als heutige Reptilien. James Gillooly von der University of Florida in Gainesville und Andrew Allen vom National Center for Ecological Analysis and Synthesis in Santa Barbara (Kalifornien) haben diese Hypothese nun untermauert.

Wie sie kürzlich in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift „PLoS Biology“ berichteten, studierten sie gemeinsam mit Eric Charnov von der University of New Mexico in Albuquerque acht verschiedenartige Dinosaurier. Bei all diesen ausgewählten Arten läßt sich rekonstruieren, wie schnell die Jungtiere heranwuchsen. Daß zwischen Körpertemperatur und Wachstum ein enger Zusammenhang besteht, hatten einschlägige Analysen bei heute lebenden Tierarten ergeben. Um die Wachstumsraten längst ausgestorbener Saurier zu ermitteln, mußten die Forscher auf fossile Knochen zurückgreifen.

Je größer desto heißer

Ähnlich wie Baumstämme bilden auch Knochen mehr oder minder deutliche Jahresringe, an denen sich der jährliche Zuwachs ablesen läßt. Wird ein breites Sortiment gut erhaltener Skelette in die Untersuchung einbezogen, so läßt sich auch die Zunahme des Körpergewichts recht genau abschätzen. Für den zierlichen Psittacosaurus mongoliensis, der ausgewachsen nur etwa zwölf Kilogramm wog, berechneten die Forscher eine Körpertemperatur von 25 Grad Celsius. In dem warmen Klima der Kreidezeit dürfte das in etwa der Umgebungstemperatur entsprochen haben.

Für einen knapp drei Tonnen schweren Tyrannosaurus rex ergibt sich dagegen eine Körpertemperatur von 33 Grad, und ein dreizehn Tonnen schwerer Apatosaurus excelsus entpuppt sich mit einer mutmaßlichen Körpertemperatur von 41 Grad als ausgesprochen heißblütig. Daß mit dem Körpervolumen auch die Gefahr der Überhitzung zunahm, dürfte dem Größenwachstum schließlich Grenzen gesetzt haben. Als massigster Vertreter der Dinosaurier gilt Sauroposeidon proteles mit einem mutmaßlichen Gewicht von 55 Tonnen.

Kleine Tiere sind auf Wärme von außen angewiesen

Doch auch tonnenschwere Giganten mußten klein anfangen. Tyrannosaurus rex zum Beispiel war im Alter von zwei Jahren noch kaum größer als ein Schäferhund (“Nature“, Bd.430, S.772). Die Wachstumskurve dieser imposanten Fleischfresser läßt darauf schließen, daß sie in ihrer Jugend zunächst völlig auf Wärmezufuhr von außen angewiesen waren. Vermutlich konnten sie erst im Alter von mehr als zehn Jahren ihre Körpertemperatur deutlich über der Umgebungstemperatur halten.

Daß dazu eine beachtliche Masse nötig ist, bestätigen auch die Beobachtungen an heutigen Reptilien. Wissenschaftler um Gordon Grigg von der University of Queensland in Brisbane studierten auf einer australischen Krokodilfarm Leistenkrokodile unterschiedlichen Alters. Um die Körpertemperatur aufzeichnen zu können, spendierten sie ihren Forschungsobjekten Hühnchen, in denen sie kleine Sender mit Wärmesensoren versteckt hatten (“Proceedings of the Royal Society Teil B“, Bd.265, S.1793). Da Krokodile mundgerechte Happen stets unzerkaut verschlingen, gelangte das Gerät meist unversehrt in ihren Magen.

Die jeweils mehrtägigen Messungen zeigen, daß sich jugendliche Exemplare mit dreißig bis vierzig Kilogramm Körpergewicht ganz ähnlich verhalten wie Eidechsen: Sie wissen die kleinräumigen Temperaturunterschiede in ihrem Lebensraum geschickt zu nutzen, um sich je nach Bedarf aufzuwärmen oder abzukühlen. So können sie ihre Körpertemperatur im Sommer wie im Winter meist zwischen 24 und 32 Grad halten.

Federn erhöhen die Körperwärme

Da die Temperaturschwankungen in ihrer unmittelbaren Umgebung nicht wesentlich größer sein dürfen, ist ihre Bewegungsfreiheit entsprechend eingeschränkt. Ältere, schon etliche Zentner schwere Artgenossen brauchen nicht so sorgsam auf ein stets wohltemperiertes Umfeld zu achten. Kurzzeitige Temperaturschwankungen werden durch die große Körpermasse wirkungsvoll abgepuffert. Deshalb kann ein Krokodil mit einem Gewicht von etwa einer Tonne seine Körpertemperatur nahezu konstant bei dreißig Grad halten, auch wenn die Außentemperatur in den Mittagsstunden zehn Grad höher und am frühen Morgen zehn Grad niedriger liegt.

Eine spezielle Gruppe von Dinosauriern, die Coelurosaurier, entwickelte einen ganz anderen Trick, um die Körpertemperatur stets auf einem hohen Niveau zu halten. Diese eher kleinwüchsigen Tiere steigerten die körpereigene Wärmeproduktion und drosselten die Verluste, indem sie sich eine Wärmeisolierung aus Federn zulegten. Für solch einen Saurier im Daunenmantel, nicht größer als ein Huhn, berechneten die amerikanischen Wissenschaftler eine Körpertemperatur von knapp dreißig Grad.

Zu den gefiederten Coelurosauriern zählen auch die Urahnen der heutigen Vogelfauna. Artenreich und vielgestaltig kombinieren die letzten Nachkommen der Dinosaurier heutzutage ein molliges Federkleid mit einem sehr leistungsfähigen Stoffwechsel. Kleine Singvögel wie Blaumeise und Rotkehlchen können ihre Körpertemperatur selbst im Winter bei vierzig Grad halten und entsprechend agil bleiben.