Tyrannosaurussen waren dan toch sociale dieren maar ze stapten wel trager dan gedacht

De studie over het sociale gedrag van de Tyrannosauridae - een groep nauw aan Tyrannosaurus rex verwante dinosaurussen - is gebaseerd op onderzoek op een unieke vindplaats van fossielen in het Grand Staircase-Escalante National Monument in de Amerikaanse staat Utah. Daar werden de overblijfselen gevonden van verschillende exemplaren van dezelfde soort tyrannosaurussen, namelijk Teratophoneus. 

"Dit ondersteunt onze hypothese dat deze tyrannosaurussen op deze site stierven en allemaal samen gefossiliseerd werden", zei Celina Suarez. "Ze stierven allemaal samen en deze informatie vormt de sleutel voor onze interpretatie dat de dieren waarschijnlijk het gedrag van kuddedieren vertoonden."

Suarez is hoogleraar aardwetenschappen aan de University of Arkansas en een van de auteurs van de nieuwe studie. Van het onderzoeksteam maakten verder onderzoekers van het U.S. Bureau of Land Management (BLM), het Denver Museum of Nature and Science, het Colby College of Maine en de James Cook University in Australië deel uit. 

De studie onderzocht een unieke vindplaats in het Grand Staircase-Escalante National Monument die de 'Rainbows and Unicorns Quarry' (regenbogen en eenhoorns groeve) genoemd wordt en die volgens de onderzoekers zelfs de verwachtingen heeft overtroffen die haar kleurrijke naam oproept. 

"Plaatsen zoals de Rainbows and Unicorns Quarry, die inzichten verschaffen in het mogelijke gedrag van uitgestorven dieren, zijn bijzonder zeldzaam en moeilijk te interpreteren", zei tyrannosaurus-expert Philip Currie, een vermaarde Canadese paleontoloog die niet aan de studie heeft meegewerkt. 

"Traditionele opgravingstechnieken, aangevuld met de analyse van zeldzame aardmetalen, van stabiele isotopen en van de concentraties aan houtskool tonen overtuigend aan dat vier of vijf Tyrannosauridae bij dezelfde gebeurtenis gestorven zijn op de Rainbows-site. Het lijdt geen twijfel dat deze groep samen omgekomen is, wat een verdere bijdrage levert aan de groeiende hoeveelheid aanwijzingen dat Tyrannosauridae in staat waren met elkaar om te gaan in kuddes", zei Currie.

De Rainbows and Unicorns Quarry werd in 2014 ontdekt door BLM-paleontoloog Alan Titus, die het daaropvolgend onderzoek van de site leidde. Het ging om de eerste vindplaats van een massagraf van tyrannosaurussen in het zuiden van de VS. 

De onderzoekers voerden allerlei tests en analyses uit op de overblijfselen van de originele site, die nu bewaard zijn als kleine rotsfragmenten en fossielen in hun laatste rustplaats en als afzettingen in een zandbank van een oude rivier. 

"We beseften onmiddellijk dat deze site gebruikt kon worden om het idee van sociale tyrannosaurussen te testen. Jammer genoeg is de oude geschiedenis van de site nogal ingewikkeld", zei Titus. "Beenderen lijken opgegraven en opnieuw begraven te zijn door de werking van de rivier zodat het originele kader waarin ze gelegen hebben, vernietigd is. Alles was echter niet verloren."

Naarmate er meer details naar boven kwamen over de geschiedenis van de site, kwamen de onderzoekers tot de conclusie dat de tyrannosaurussen samen gestorven waren bij een overstroming, die hun karkassen in een meer gespoeld had. Daar hebben ze voor het grootste deel ongestoord gelegen, tot de rivier zich later een weg gebaand heeft door de afzetting met de beenderen. 

"We hebben een echt multidisciplinaire benadering gebruikt om de geschiedenis van de site reconstrueren, met als uiteindelijke conclusie dat de tyrannosaurussen samen gestorven zijn in een seizoensgebonden overstroming", zei Suarez.  

Aan de hand van analyses van stabiele koolstof- en zuurstof-isotopen en van de concentraties aan zeldzame aardmetalen waren Suarez en haar toenmalige doctoraatsstudent Daigo Yamamura in staat een chemische vingerafdruk van de site op te stellen. 

Op basis van dit geochemische onderzoek konden ze met zekerheid vaststellen dat de overblijfselen van de site allemaal gefossiliseerd waren in dezelfde omgeving en geen opeenhoping waren van fossielen die elders  uitgesleten waren en door water samengebracht waren op de site vanop verschillende plaatsen. 

"Geen enkele van de fysieke aanwijzingen suggereerde op overtuigende wijze dat deze organismen samen gefossiliseerd waren, en dus wendden we ons tot de geochemie om te zien of die ons kon helpen. Dat de patronen van de zeldzame aardmetalen gelijkaardig waren, was een stevige aanwijzing dat deze organismen samen gestorven zijn en samen gefossiliseerd zijn", zei Suarez. 

De onderzoekers willen nog verdere analyses van sporenelementen en isotopen uitvoeren op de fossielen uit de Rainbows and Unicorns Quarry, in de hoop het sociaal gedrag van Teratophoneus met meer zekerheid te kunnen bepalen.  

Onder paleontologen is al lang een debat aan de gang over de vraag of tyrannosaurussen alleen joegen of in groep. 

De vermaarde paleontoloog Philip Curie lanceerde meer dan  20 jaar geleden voor het eerst het idee dat tyrannosaurussen sociale wezens waren die er complexe jachtstrategieën op na hielden. Hij deed dat op basis van de bevindingen over een site in Alberta, in Canada, waar meer dan 12 individuen samen gevonden werden. 

Dat leidde tot een groot debat en veel wetenschappers betwijfelden dat de enorme moordmachines intelligent genoeg waren om tot een vorm van samenwerking te komen die ingewikkelder was dan wat we vaststellen bij moderne krokodillen. En omdat de Canadese vindplaats een geïsoleerd geval leek te zijn, stelden de sceptici dat het om ongewone omstandigheden ging die het normale gedrag van tyrannosaurussen niet weerspiegelden. 

De ontdekking van een tweede massagraf in de Amerikaanse staat Montana bracht de mogelijkheid van sociale tyrannosaurussen opnieuw op de voorgrond, maar ook deze site werd niet algemeen aanvaard door de wetenschappelijke gemeenschap als bewijs voor sociaal gedrag.

De nieuwe bevindingen van de onderzoekers in de Rainbows and Unicorns Quarry leveren nu meer overtuigend bewijs voor de stelling dat tyrannosaurussen doorgaans in groepen geleefd kunnen hebben en een van de auteurs van de nieuwe studie ziet er een keerpunt in het debat in. 

"De nieuwe site in Utah draagt bij aan de groeiende hoeveelheid bewijzen die aantonen dat tyrannosaurussen complexe, grote roofdieren waren die sociale gedragingen konden vertonen die algemeen zijn bij veel van hun levende verwanten, de vogels", zei Joe Sertich, de curator van de afdeling dinosaurussen van het Denver Museum of Nature and Science. "Deze ontdekking zou het kantelpunt moeten zijn om onze mening te herzien over hoe deze toppredatoren zich gedroegen en joegen in het noordelijk halfrond tijdens het krijt." 

De studie over de tyrannosaurussen is gepubliceerd in PeerJ. Bron: een persmededeling van de University of Arkansas. 

Sinds de ontdekking van de Rainbows and Unicorns Quarry in 2014 zijn er onafgebroken opgravingen gebeurd op de site. Gelet op de grootte van de site en de hoeveelheid fossielen die er gevonden wordt, zullen die ook in de nabije toekomst nog voortgezet worden. 

Naast de tyrannosaurussen zijn er in de groeve zeven soorten schildpadden gevonden, verschillende soorten beenvissen en roggen, twee andere soorten dinosaurussen en een bijna volledig skelet van een jonge Deinosuchus-alligator. Het ziet er echter niet naar uit dat ook die allemaal samen gestorven zijn, in tegenstelling met de tyrannosaurussen. 

Nederlandse onderzoekers hebben intussen een nieuwe benadering bedacht om te visualiseren hoe Tyrannosaurus rex wandelde en te achterhalen hoe snel hij ging. 

Mensen en dieren hebben een voorkeur voor een bepaalde wandelsnelheid. Dat wordt voor een deel beïnvloed door de hoeveelheid energie die vereist is: ze wandelen het liefst aan een snelheid die de kleinst mogelijke hoeveelheid energie vraagt. 

Een van de manieren om dit te bereiken, is iets te gebruiken dat resonantie genoemd wordt. Hoe dat werkt, weet iedereen die al eens op een schommel gezeten heeft: als je schommelt, kan je niet aan om het even welke snelheid schommelen. Je moet de timing juist hebben en schommelen met het ritme van de schommel. Met andere woorden: je moet resoneren met de schommel. En als je lekker ontspannen rondwandelt, resoneren je lichaamsdelen ook. Als je iets trager gaat wandelen, vraagt dat niet minder energie, integendeel je merkt dat het vermoeiender is. 

Dat gaat ook op voor dieren die op vier poten lopen en voor dieren op twee poten zoals struisvogels. 

Pasha van Bijlert, een student aan de Vrije Universiteit in Amsterdam, paste het idee van resonantie toe op een dier dat zich anders voortbewoog dan om het even welk organisme dat momenteel op de aarde rondstapt: Tyrannosaurus rex. Die vleesetende giganten hadden niet enkel twee poten, ze hadden ook een enorme staart die hen hielp bij hun voortbeweging. 

De beenderen in staarten worden, net zoals de beenderen in onze nek, bij elkaar gehouden door ligamenten. "Je zou het kunnen vergelijken met een ophangbrug", zei Van Bijlert. "Een ophangbrug met een ton spieren in."

Bij elke stap gaat de staart op en neer, wat betekent dat hij, zoals de schommel, een natuurlijke frequentie heeft waarop hij resoneert. Om uit te zoeken wat die frequentie is, bouwden Van Bijlert en zijn professoren Anne Schulp van de Universiteit Utrecht en Knoek van Soest van de Vrije Universiteit een 3D-model van Trix, de Tyrannosaurus rex die tentoongsteld staat in Naturalis, het natuurhistorisch museum in Leiden. 

Vervolgens voegden ze digitale spieren toe aan het beroemde skelet en op dat model konden ze biomechanische analyses uitvoeren. Daaruit leidden ze de natuurlijke frequentie af en de wandelsnelheid die Trix verkoos: 4,6 kilometer per uur. Dat is iets minder dan het gemiddelde bij de mens, dat tussen 4,8 en 5,1 kilometer per uur ligt. Als je dus een T.rex als huisdier zou hebben, zou je hem probleemloos kunnen uitlaten - wat snelheid betreft toch. 

"Er waren al een paar studies die de wandelsnelheid van dinosaurussen onderzochten, maar die keken vooral naar de poten en negeerden de staart - wat net is wat dino's zo uniek maakt", zei Van Bijlert. "Meestal kwamen die uit op veel hogere wandelsnelheden. De snelheid die wij berekend hebben is lager maar wel gelijkaardig aan die van andere dieren." 

Of dat ook betekent dat je aan een hongerige T. rex zou kunnen ontsnappen, is nog niet duidelijk. De mogelijke topsnelheid van een tyrannosaurus zijn de wetenschappers immers nog aan het onderzoeken. Eerdere studies stelden dat een rennende T. rex geen 30 kilometer per uur zou halen. 

Van Bijlert, Van Soest en Schulp hebben hun studie gepubliceerd in het tijdschrift Royal Society Open Science. Bronnen: een persmededeling van Naturalis Biodiversity Center, telexen van Belga en Reuters. 

Een video van Naturalis met een animatie van een rondstappende T. rex.