Nejcharakterističtějším znakem obřího severoafrického spinosauridního teropoda druhu Spinosaurus aegyptiacus byla nepochybně jeho hřbetní plachta. Její vnitřní výztuhou byly neurální (trnové) výběžky obratlů, z nichž nejdelší měřil asi 165 cm.[1] Jaký tvar přesně tento anatomický prvek měl, to není dosud jisté. Známe tedy alespoň jeho konkrétní účel? K tomuto zajímavému tématu už bylo vysloveno mnoho hypotéz, z nichž některé již byly zcela zavrženy. Díky znalostem anatomie současných živočichů, výzkumu dochovaných fosilií spinosaurů a detailními porovnáními s kompletnějšími fosiliemi jiných teropodů už na tuto otázku můžeme alespoň s určitou mírou jistoty odpovědět. Jednou z hypotéz bylo například i tvrzení, že se mohlo jednat o podporu pro masivní tukový hrb, který sloužil jako zásobárna energie pro dinosaura.[2] Když se ale podíváme na současné obratlovce, nikde nenalezneme druh, který by podpíral tukový hrb takto nápadnými kostními výběžky, ať už se jedná o nosorožce, zebu, velbloudy nebo některé druhy ještěrů. Plazi obvykle skladují tuto adipózní tkáň ve svém ocase a v případě obezity pak i v dalších částech těla.[3] Tukový hrb vysoký až 1,7 metru (nebo více) na hřbetě s podporou mohutných trnových výběžků obratlů není konzistentní s ničím, co známe ze současné přírody ani z dosud získaného fosilního záznamu.
Další komplikací s touto hypotézou by mohlo být narušení centra rovnováhy těla a s tím spojené obtíže s pohybem, koordinací a orientací v prostoru. Zvláště u tak velkého zvířete, jako byl spinosaurus, by se téměř s jistotou jednalo o velký problém. Hypotézu o masivním „tukovém hrbu“ na hřbetě tedy nejspíš můžeme bez větších pochybností zavrhnout. Dalším zajímavým nápadem z 90. let minulého století byla představa, že k výběžkům se upínala masivní síť svalů a šlach, které držely pevně těžkou hlavu spinosaura a pomáhaly mu v lovu i udržování stabilního postoje.[4]
U současných zvířat se jedná o hřbetní hrbol (kohoutek), který se nachází přímo nad nejvyššími trnovými výběžky hrudních obratlů. U savců známe tuto strukturu dobře v případě bizonů a nosorožců, menší varianta je však přítomna také u žiraf a koní. Když se díváme pouze na kostru těchto zvířat, skutečně nám tento útvar (v angličtině zvaný „withers“) vzdáleně připomíná obratlové výběžky u kostry spinosaura.[5] U všech savců elastické vazy a svaly vybíhají z hřbetního hrbolu ke krčním obratlům a zadní části lebky a jejich elasticita drží hlavu prakticky ve stejné poloze, aniž by živočich musel vydávat nadměrnou energii pro její držení (tomuto jevu se někdy říká „statická podpora“). Jedná se také o vysvětlení faktu, proč i robustně vyhlížející hlava může být u živočichů s relativně malými krčními obratli držena bez problémů ve stálé poloze.
Jaká je ale situace u spinosaurů? Dnes jsme si prakticky jistí, že u báze trnových výběžků spinosaurů byly ukotveny mohutné svaly a zadní část jejich hlavy byla rovněž držena elastickými vazy, aby mohla setrvávat ve statické poloze (což bylo důležité například při lovu vodní kořisti, když spinosauři stáli v mělké vodě a číhali se svým rostrem těsně nad hladinou).[6]
Zatímco u savců ale přítomnost tohoto podpůrného anatomického systému úzce koreluje s velikostí a hmotností hlavy, u spinosaurů byla ve skutečnosti lebka relativně lehká a štíhle stavěná – a to do mnohem větší míry než u tyranosauridů nebo karcharodontosauridů.[7] Báze spinosauří lebky navíc vykazuje jen relativně malé plochy pro upnutí krčních svalů. Nelze také snadno vysvětlit, proč by stejnou podporu neměli rovněž další spinosauridi, nemluvě o teropodech s relativně mohutnějšími hlavami. A problémem by opět mohla být skutečnost, že by došlo ke znatelnému posunutí centra rovnováhy, a to kvůli hmotnosti nadměrného množství svalové hmoty soustředěné v přední části trupu.[8]
Zkrátka i tato hypotéza přináší víc problémů, než jich je schopná vyřešit. Ani zde ale nejasnosti zdaleka nekončí. Dalším souvisejícím problémem je otázka, zda v rámci hřebene byly vůbec výběžky součástí souvislé struktury z měkké tkáně nebo spíše vybíhaly ze hřbetu samostatně. V tomto případě jsme si ale téměř jistí, že správně je první možnost – části výběžků nacházející se nad rozšířenou bází, která byla patrně pokryta svalovinou, mají lehce rýhovanou povrchovou texturu, poměrně ostré přední i zadní okraje a slabě vaskularizovanou (cévami protkanou) vnitřní stavbu.[9] Tyto vlastnosti přitom vůbec neodpovídají situaci u kostí pokrytých rohovinou (keratinem) nebo dokonce holé kosti, vyčnívající z těla (což je například paroží jelenů).
##seznam_reklama##
Je proto téměř jisté, že mezi neurálními trny spinosaura se skutečně kdysi táhla plachta z měkké tkáně, vytvářející celý souvislý hřeben. Ten byl podobný těm, které nacházíme například u některých dnešních chameleonů. Jasným důkazem by v budoucnu mohl být třeba objev zahojené celkové fraktury některého z trnových výběžků – stejně jako u dravého permského synapsida rodu Dimetrodon (žil před 294 až 271 miliony let)[10] je totiž jisté, že pokud by se špička této kosti ulomila a nebyla přitom součástí souvislého hřebene z měkké tkáně, pak by odpadla a nemohla by se dochovat ve fosilním záznamu spolu s celou kostrou (pomineme-li nepravděpodobnou možnost, že ke smrti a pohřbení jedince by došlo krátce po zranění a fragment kosti by se ještě „nestihl vzdálit“ od zbytku skeletu). Ať už ale za skutečný účel spinosauřího hřebene budeme považovat termoregulaci, signalizaci, vnitrodruhové rozeznávání jedinců nebo třeba pomůcku pro lepší hydrodynamiku a stabilitu ve vodě[11], jedno je jisté – dělala z tohoto až 15 metrů dlouhého a víc než 7 tun vážícího[12] pozdně křídového teropoda jednoho z nejzajímavějších a nejlépe známých dravých dinosaurů vůbec.
Napsáno pro Dinosaurusblog a OSEL.
Short Summary in English: The function of the dinosaur’s sail or hump is uncertain; scientists have proposed several hypotheses including heat regulation and display. In addition, such a prominent feature on its back could make it appear even larger than it was, intimidating other animals. Other hypothesis are thermoregulation, signaling and hydrodynamic purpose.
Odkazy:
https://en.wikipedia.org/wiki/Spinosaurus#Function_of_neural_spines
https://dinodata.de/animals/dinosaurs/pages_s/spinosaurus.php
https://www.prehistoric-wildlife.com/species/spinosaurus/
https://www.dinochecker.com/dinosaurs/SPINOSAURUS
https://blog.everythingdinosaur.com/blog/_archives/2007/12/23/3426100.html
[1] Gimsa, J.; Sleigh, R.; Gimsa, U. (2016). The riddle of Spinosaurus aegyptiacus‚ dorsal sail. Geological Magazine. 153 (3): 544–547.
[2] Bailey, J. B. (1997). Neural Spine Elongation in Dinosaurs: Sailbacks or Buffalo-Backs?. Journal of Paleontology. 71 (6): 1124–1146.
[3] Price, E. R. (2017). The physiology of lipid storage and use in reptiles. Biological review of the Cambridge Philosophical Society. 92 (3): 1406–1426.
[4] Henderson, D. M. (2018). A buoyancy, balance and stability challenge to the hypothesis of a semi-aquatic Spinosaurus Stromer, 1915 (Dinosauria: Theropoda). PeerJ. 6: e5409.
[5] Hone, D. W. E.; Holtz, T. R. (2017). A Century of Spinosaurs – A Review and Revision of the Spinosauridae with Comments on Their Ecology. Acta Geologica Sinica – English Edition. 91 (3): 1120–1132.
[6] Hone, D. W. E.; Holtz, T. R. (2021). Evaluating the ecology of Spinosaurus: Shoreline generalist or aquatic pursuit specialist?. Palaeontologia Electronica. 24 (1): a03.
[7] Currie, P. J. (2003). Cranial anatomy of tyrannosaurids from the Late Cretaceous of Alberta. Acta Palaeontologica Polonica. 48 (2): 191–226.
[8] Ibrahim, N.; et al. (2014). Semiaquatic adaptations in a giant predatory dinosaur. Science. 345 (6204): 1613–1616.
[9] Stromer, E. (1915). Ergebnisse der Forschungsreisen Prof. E. Stromers in den Wüsten Ägyptens. II. Wirbeltier-Reste der Baharije-Stufe (unterstes Cenoman). 3. Das Original des Theropoden Spinosaurus aegyptiacus nov. gen., nov. spec. Abhandlungen der Königlich Bayerischen Akademie der Wissenschaften, Mathematisch-physikalische Klasse. 28 (3): 1–32.
[10] Didier, G.; Laurin, M. (2021). Distributions of extinction times from fossil ages and tree topologies: the example of mid-Permian synapsid extinctions. PeerJ. 9: e12577.
[11] Ibrahim, N.; et al. (2020). Tail-propelled aquatic locomotion in a theropod dinosaur. Nature. 581 (7806): 67–70.
[12] Sereno, P. C.; et al. (2022). Spinosaurus is not an aquatic dinosaur. eLife. 11: e80092.