Ankylosauriërs staan bekend om hun sierlijke uitlopers van knokig pantser. Spikes, staartveren en zelfs kiezelstenen stukjes harnas over hun ogen versierden hun lichaam, zozeer dat deze dinosaurussen vaak 'levende tanks' worden genoemd. Maar er is nog een ongewoon ankylosaurus-element dat de nieuwsgierigheid van paleontologen heeft aangetrokken. Ankylosaurus en zijn familieleden hadden kronkelende, doolhofachtige neusholtes, en volgens een nieuwe studie hadden deze biologische ventilatieopeningen mogelijk geholpen om de dikke dinosaurussen koel te houden in de hitte van het Krijt.
Paleontologen vragen zich al sinds de jaren zeventig af over de complexe neuzen van ankylosauriërs. Waarom deze trundling, stekelige dinosaurussen meanderende neusholtes hebben die zoveel ruimte in hun schedels in beslag nemen, is iets van een mysterie. Verschillende verklaringen zijn voorgesteld - misschien bevatten de luchtruimten een soort klier, hielp het dinosaurusvermogen om te ruiken, fungeerde het als een resonerende kamer of op de een of andere manier geassisteerde ademhaling - maar geen van deze hypothesen verklaarde de vreemde neuzen van de gepantserde dinosauriërs volledig.
Het leek onmogelijk om het te vertellen alleen al door naar het labyrint van passages te kijken. Maar in een nieuwe PLOS ONE- studie die de luchtstroom in de neuzen van de ankylosaurusoorten Panoplosaurus mirus en Euoplocephalus tutus modelleerde, konden de universiteitsanatomist Jason Bourke en collega's van Ohio onderzoeken hoe ankylosaurusneuzen deze dinosaurussen hielpen overtollige hitte te dumpen.
"Voorafgaand aan ons werk, " zegt Bourke, "was de gedachte dat deze idiote neuzen hielpen bij thermoregulatie uitsluitend gebaseerd op een basiskennis van fysica en vergelijkingen met moderne dieren." Niemand had het idee grondig getest, dus Bourke en collega's begonnen met het simuleren van hoe lucht door de neuzen van ankylosaurussen zou hebben gecirculeerd, op basis van een eerdere studie die de neuzen van de pachycephalosauriërs met een koepelhoofd onderzocht.
Schedels van de laat-Krijt gepantserde dinosaurus Euoplocephalus weergegeven als een solide schedel (links) en als een transparante schedel, die de lange ingewikkelde neusholte in de snuit onthult. (Bourke et al.) Het leven in dinosauriërs die al 66 miljoen jaar dood zijn, was geen kleine taak. "Dit is een veel voorkomend probleem in de paleofysiologie, " zegt Bourke. "Alle dingen waarin we geïnteresseerd zijn, fossiliseren niet." Om die wegversperring te omzeilen, onderzocht Bourke wat er bekend is over hoe vogels, krokodillenmensen en hagedissen ademen. Zijn team hield rekening met details zoals de geschatte temperatuur en vochtigheid van ingeademde lucht en paste de gewoonten van levende dieren toe op uitgestorven dinosaurussen.
"Ik ben echt enthousiast over de aanpak van de vloeistofdynamica die hier wordt gebruikt", zegt Victoria Arbor, een paleontoloog bij het Royal British Columbia Museum. "Het is niet iets dat we vaak op dinosauriërs hebben zien toepassen, en het heeft een heel krachtig inzicht gegeven in een bijzonder raar aspect van de anatomie van ankylosaurus."
Bourke en zijn team ontdekten dat de wendingen in ankylosaurneuzen hen tot efficiënte warmtewisselaars maken, waardoor deze dinosaurussen lichaamswarmte kunnen afstaan. Ondanks dat hij tegelijkertijd op dezelfde plaats woonde, was de neus van Euoplocephalus beter in het koelen van lucht dan die van zijn buurman Panoplosaurus . De nasale verschillen kunnen te maken hebben gehad met de grotere omvang van Euoplocephalus - grotere lichamen koelen af en worden langzamer warm dan kleinere, dus een beter airconditioningsysteem in de grotere dinosaurus kan worden verwacht - maar Bourke vermoedt ook dat verschillende leefgewoonten kunnen hebben een rol gespeeld. Euoplocephalus kan bijvoorbeeld in open habitats hebben geleefd met meer blootstelling aan de zon, of misschien heeft Euoplocephalus bestaan uit minder voedzame vegetatie die vergist in zijn darm, waardoor zijn lichaamswarmte toenam.
Niettemin hadden beide dinosaurussen hetzelfde probleem. Grote plantenetende dinosauriërs leefden in warme klimaten en waren warmbloedig. "In staat zijn om de hersenen op een constante temperatuur te houden zou cruciaal zijn om te overleven, " zegt Arbor. En dit geldt niet alleen voor ankylosaurus. Bourke merkt op dat 'gekke neusuitwerking' is gezien bij eendensnaveldinosaurussen zoals Parasaurolophus en sauropod-dinosaurussen zoals Giraffatitan . "Het is mogelijk dat de neus een belangrijke factor was om zoveel dinosaurussen het gebied van meerdere ton te laten oversteken", zegt Bourke.
Door het analyseren van oude botten met geavanceerde technologie, wordt het unieke karakter van dinosaurussen alleen maar duidelijker. "Het probleem is dat we hebben aangetoond dat grote dinosaurussen een manier hadden om koele of warme lucht te krijgen die anders was dan de manier waarop zoogdieren en moderne vogels doen", zegt Bourke. In plaats van dunne, opgerolde structuren gemaakt van bot of kraakbeen - turbinaten genoemd - evolueerden niet-aviaire dinosauriërs hun eigen manier om dezelfde fysiologische taak te volbrengen. Uitgebreide nasale passages maken deel uit van het succesverhaal van de dinosaurus, waardoor de "vreselijke hagedissen" groottes kunnen krijgen die onmogelijk zouden zijn geweest zonder hun eigen methode van airconditioning.
Het nieuwe onderzoek helpt de rol van de neuzen van deze dinosaurussen te definiëren, maar het sluit andere functies voor neusgaten van ankylosaurus niet uit. Terwijl de neuspassages van ankylosaurus hielpen de dinosaurussen koel te houden, "is het ook heel goed mogelijk dat de verschillende vormen van de neuspassages verschillende geluiden hadden kunnen produceren, vergelijkbaar met wat is voorgesteld voor de kuif-eendensnavelige dinosaurussen zoals Lambeosaurus en Parasaurolophus, " zegt Arbor.
Niet alleen hebben doolhofachtige neusholtes deze dinosaurussen helpen koel te blijven en misschien iets over hun levensstijl aan te geven, maar dezelfde structuren hadden kunnen dienen als een echte Kretenzische koperen sectie. Hoewel onze fascinatie voor dinosaurussen zich vaak richt op hun tanden, klauwen, pantser en andere flitsende functies, lijkt het een van de beste manieren om ze te leren kennen door naar de neus te kijken.
