מודלים של כשירות אנרגטית אינם מצליחים להסביר מדוע הדינוזאורים הקטנים ביותר שאינם עופות שקלו מאות גרמים, בעוד יונקים, לטאות ועופות הגיעו למשקל של גרמים בודדים. החוקרים מציעים כי תחרות ולחצים אקולוגיים הגבילו את הדינוזאורים – עד שהתעופה פתחה בפני אבות העופות נישות חדשות
הדינוזאורים ידועים בעיקר בזכות ממדיהם העצומים. כמה מהזאורופודים הגדולים ביותר שקלו עשרות טונות, וטירנוזאורוס רקס הגיע לאורך של יותר מעשרה מטרים. אלא שמבחינה אבולוציונית, התעלומה המעניינת אינה רק כיצד נעשו כמה מהם לגדולים כל כך, אלא מדוע כמעט אף אחד מהם לא נעשה זעיר באמת.
הדינוזאורים הקטנים ביותר הידועים שאינם עופות שקלו בבגרותם כ־400–450 גרם – בערך כמשקלו של ארנבון או של עורב. זהו אמנם גודל זעיר ביחס לדינוזאור ענק, אך גדול מאוד בהשוואה לקצה התחתון של טווח הגדלים בקרב בעלי החוליות החיים כיום. יונק הדבש הזעיר ביותר שוקל כ־1.75 גרם, החדף האטרוסקי כ־1.8 גרם, ושממית ננסית עשויה לשקול כ־0.15 גרם בלבד.
מחקר שהתפרסם בכתב העת Evolution בחן מדוע במשך יותר מ־150 מיליון שנות אבולוציה לא הופיעו, ככל הידוע, דינוזאורים שאינם עופות בגודל של עכבר או לטאה קטנה. מסקנת החוקרים היא שפיזיולוגיית הדינוזאורים לבדה אינה מספקת תשובה. במקום זאת הם מעלים את האפשרות שנישות החיים הזעירות כבר היו תפוסות בידי יונקים ובעלי חוליות קטנים אחרים.
במילים אחרות, הקשר המקובל בין הדינוזאורים ליונקים עשוי היה לפעול בשני הכיוונים: הדינוזאורים הגבילו את התפתחותם של יונקים גדולים, ואילו היונקים הקדומים אולי הקשו על הדינוזאורים להתפתח למינים זעירים.
“מקובל על הכול שהדינוזאורים הגבילו את היונקים לגדלים קטנים לפני ההכחדה ההמונית בסוף הקרטיקון”, אמר פרופ׳ רוג’ר בנסון, אוצר לפלאוביולוגיה של דינוזאורים במוזיאון האמריקאי להיסטוריה של הטבע וממחברי המחקר. “כאן אנו מציעים כי היונקים הגבילו בתורם את הדינוזאורים לגדלים גדולים ומנעו את התפתחותם של מיני דינוזאורים זעירים”.
מדוע היעדרם של מאובנים אינו מסביר הכול
הסבר אפשרי ומתבקש הוא שדינוזאורים זעירים אכן התקיימו, אך עצמותיהם לא השתמרו או לא התגלו. מאובנים של בעלי חיים קטנים קשים יותר לאיתור: העצמות עדינות, מתפזרות בקלות ועלולות להיהרס לפני שהן מתאבנות.
ואולם, באותם מרבצים שבהם נמצאו דינוזאורים התגלו גם מאובנים של יונקים, לטאות, דו־חיים ובעלי חוליות אחרים שהיו קטנים בהרבה. במקומות דוגמת קבוצת ג’הול בסין ותצורת ג’אדוקטה במונגוליה השתמרו מאובנים זעירים באיכות גבוהה, אך גם שם לא נמצאו דינוזאורים בוגרים בטווח המשקל של עשרות או מאות גרמים.
חלק מן המאובנים שנחשבו בתחילה לדינוזאורים זעירים התבררו בהמשך כפרטים צעירים של מינים גדולים יותר. משום כך סבורים החוקרים שהטיית השימור אינה מספיקה כדי להסביר את היעדרם העקבי של דינוזאורים בוגרים שמשקלם פחות מ־300–400 גרם.
מודל המחבר אנרגיה ורבייה
סטפני לצ’קי מאוניברסיטת פרינסטון ובנסון השתמשו במודלים של “כשירות אנרגטית”. מודלים אלה מנסים לחשב אילו ממדי גוף אמורים להעניק לבעל חיים יתרון אבולוציוני על פי הקצב שבו הוא משיג אנרגיה, משתמש בה לתחזוקת גופו והופך אותה בסופו של דבר לצאצאים.
החוקרים בחנו נתונים של יותר מ־9,000 מיני עופות, יותר מ־4,000 יונקים, יותר מ־6,000 לטאות וכן 515 מיני דינוזאורים שאינם עופות. הם בדקו אם היחסים שבין גודל הגוף, חילוף החומרים והרבייה מסוגלים לשחזר את התפלגות הגדלים הנצפית בכל קבוצה.
המודלים הצליחו לחזות בצורה טובה למדי את התפלגות הגדלים בקרב יונקים, עופות וצבים. לעומת זאת הם התקשו להסביר את הגדלים של לטאות, נחשים, תנינים ועופות שאינם מעופפים – ונכשלו במיוחד במקרה של הדינוזאורים.
גם כאשר החוקרים הזינו למודל שילובים פיזיולוגיים שנועדו להעדיף בעלי חיים גדולים, הוא עדיין חזה שיופיעו דינוזאורים שמשקלם נמוך מ־300 גרם. דינוזאורים כאלה אינם מוכרים ברשומת המאובנים.
לפי המאמר המדעי, התוצאה אינה מוכיחה איזה גורם מנע את הופעתם, אך היא מצביעה על כך שהסיבה אינה מגבלה אנרגטית פנימית פשוטה. כדי להסביר את הגבול התחתון של גודל הדינוזאורים צריך להביא בחשבון גם גורמים חיצוניים – תחרות, טריפה, זמינות מזון ומבנה הנישות האקולוגיות.
האם היונקים תפסו את הנישות הזעירות?
יונקים קטנים התקיימו ושגשגו במשך חלק ניכר מעידן הדינוזאורים. הם אכלסו מחילות, צמרות עצים וסביבות ליליות וניזונו מחרקים, זרעים ומקורות מזון אחרים שהתאימו לבעלי חיים קטנים.
דינוזאור שהלך והצטמצם היה עלול למצוא את עצמו מתחרה עם בעלי חיים שכבר היו מותאמים היטב לנישות האלה. ייתכן שגם דינוזאורים צעירים, אשר תפסו במהלך גדילתם תפקידים אקולוגיים שונים מאלה של הבוגרים, הגבירו את הצפיפות והתחרות בקצה הנמוך של טווח הגדלים.
זו עדיין השערה, ולא הוכחה לתחרות ישירה. החוקרים אינם מציגים מאובן המראה שיונק דחק דינוזאור מנישה מסוימת. הם מראים כי הגורמים הפיזיולוגיים שנבדקו אינם מסבירים את התופעה, וכי מגבלות אקולוגיות מתיישבות טוב יותר עם הנתונים.
תעופה פתחה בפני העופות עולם חדש
העופות הם דינוזאורים חיים, ולכן יכולתם להגיע לממדים זעירים במיוחד מחדדת את התעלומה. גודל הגוף השכיח בקרב מיני העופות החיים הוא כ־30–33 גרם, ואילו הקטנים שבהם שוקלים פחות משני גרמים.
המעבר לגדלים קטנים התרחש במהירות יחסית בשושלת שהובילה לעופות הקדומים, בסמוך להתפתחותן של יכולות תעופה משוכללות. המודלים מראים שגם שינוי זה אינו מוסבר רק באמצעות שינוי בחילוף החומרים או במאזן האנרגיה.
החוקרים מציעים כי התעופה שחררה את אבות העופות מן המגבלות האקולוגיות שפעלו על דינוזאורים החיים על הקרקע. היא אפשרה להם להגיע לצמרות עצים, לתפוס טרף מעופף, להימלט מטורפים בדרכים חדשות ולנצל בתי גידול ומשאבים שלא היו נגישים קודם לכן.
“ייתכן שהיכולת לעוף פתחה דרכי חיים חדשות לחלוטין”, אמרה לצ’קי. “לאחר שהעופות נכנסו לנישות האקולוגיות החדשות האלה, הם היו חופשיים להתפתח לגדלי גוף שפשוט לא היו אפשריים לדינוזאורים אחרים”.
גם ההשוואה בין עופות שאינם מעופפים ביבשות לבין עופות כאלה באיים תומכת בעקיפין בהסבר האקולוגי. ביבשות, שבהן הם מתמודדים עם יונקים ומתחרים נוספים, העופות שאיבדו את כושר התעופה נוטים להיות גדולים מהצפוי לפי המודל. באיים שבהם התחרות מצד יונקים חלשה יותר, נמצאים גם עופות שאינם מעופפים בגדלים קטנים יותר.
המחקר אינו מספק תשובה סופית לשאלה לאן נעלמו הדינוזאורים הזעירים. עם זאת, הוא הופך את התמונה המקובלת של עידן הדינוזאורים למורכבת יותר: במקום עולם שבו הדינוזאורים שלטו בכל הנישות והותירו ליונקים רק את השוליים, ייתכן שגם לבעלי החיים הקטנים הייתה השפעה ממשית על מסלול האבולוציה של הדינוזאורים.
“נוצר מצב יוצא דופן”, סיכם בנסון. “אבותיהם של הדינוזאורים יכלו להיות זעירים, והצאצאים החיים שלהם – העופות – יכולים להיות זעירים. אבל נראה שהדינוזאורים עצמם היו מנועים מלהיות זעירים. עדיין איננו מבינים זאת באמת”.
שאלות ותשובות
מה היה גודלו של הדינוזאור הקטן ביותר שאינו עוף?
הדינוזאורים הבוגרים הקטנים ביותר המוכרים שקלו כ־400–450 גרם. מיקרורפטור, לדוגמה, היה בערך בגודלו של ארנב גדול. זהו גודל קטן ביחס לדינוזאורים אחרים, אך גדול פי מאות מבעלי החוליות הזעירים ביותר החיים כיום.
האם ייתכן שמאובני הדינוזאורים הזעירים פשוט לא השתמרו?
הטיה בשימור ובהתגלות המאובנים בהחלט קיימת, אך היא אינה מסבירה לבדה את התופעה. באותם מרבצים נמצאו מאובנים של יונקים, לטאות ודו־חיים קטנים בהרבה, אך לא דינוזאורים בוגרים בגודל דומה.
האם המחקר הוכיח שהיונקים מנעו את הופעתם של דינוזאורים זעירים?
לא. המחקר הראה שמודלים המבוססים על פיזיולוגיה ושימוש באנרגיה אינם מסבירים את הגבול התחתון של גודל הדינוזאורים. תחרות עם יונקים ובעלי חוליות אחרים היא השערה אפשרית שהחוקרים מציעים.
כיצד הצליחו העופות להפוך לזעירים?
החוקרים משערים שהתעופה אפשרה לעופות הקדומים לנצל נישות חדשות, ובהן צמרות עצים, טרף אווירי ודרכי מילוט חדשות. השחרור מן התחרות שפעלה על הקרקע עשוי היה לאפשר להם להתפתח לגדלים קטנים בהרבה.
מקור/מאמר מקורי: The explanatory power of energetic fitness models across living amniotes and extinct non-avian dinosaurs – Evolution
עוד בנושא באתר הידען:
- כיצד דינוזאורים נעשו לציפורים
- גילוי דינוזאור מאובן עם ארבע כנפיים יסייע להסביר את התפתחות המעוף
- הדינוזאורים ששכחו איך לעוף: מאובנים בני 160 מיליון שנה מציעים שאיבדו תעופה
- מאובני יונקים מאלסקה חושפים: האזור הארקטי היה צומת אבולוציוני בעידן הדינוזאורים
- עלייתם לגדולה של היונקים
למאמר המדעי: פתיחת המאמר המדעי
