Experimentele pe plante moderne arată că substanțele nutritive pe care le-ar putea obține dinozaurii de la plante variază în funcție de nivelurile de dioxid de carbon

paleo

Fascinația noastră cu dinozaurii uriași sauropodi precum Diplodocus, Brachiosaurus și Brontosaurus provine din dimensiunea lor colosală. Cum ar putea funcționa ceva de 30 de metri lungime, cântărind 50 de tone ca un animal terestru? Și cum ar putea ceva atât de mare să câștige suficientă nutriție din plante?

Avem puține dovezi ale dietei erbivorilor uriași preferați. Rapoartele privind conținutul stomacului și intestinului fosilizate au fost contestate, iar coprolitele (balegă fosilizată) sunt dificil de atribuit producătorului lor cu certitudine. Dovezi indirecte din morfologia comparativă cu girafele și elefanții, cei mai mari analogi moderni, sugerează că sauropodii ar naviga din copacul cu baldachin, deși cercetătorii nu sunt de acord cu privire la faptul dacă toți sauropodii și-au ținut capul sus. Unii au sugerat chiar împărțirea nișei între diferitele grupuri de sauropode, cu cei mai înalți brahiosauri care se hrănesc din partea de sus a baldachinului, camerasauri în mijlocul baldachinului, se hrănesc cu ferigi de semințe și cicade și diplodocide care pășesc pe ferigi și cozi de cal la nivelul solului.

Dovezile indirecte din dinții sauropodului sunt probabil cei mai puternici: mulți sauropodi au dinți bine uzați din cauza abraziunii de către alimente. Modelele de uzură pe dinții asemănători cu picioarele diplodicoizilor (grupul inclusiv Diplodocus) au fost chiar analizate pentru a sugera un mod de hrănire „apucați și trageți”, cunoscut sub numele de dezlipire unilaterală a ramurilor. Unii titanosauri (un grup de sauropodi distribuiți la nivel global care au supraviețuit până la sfârșitul evenimentului de extincție a Cretacicului) ar fi putut avea ciocuri ascuțite, perfecte pentru a cultiva vegetație grosieră.

Sauropodii au evoluat și au devenit erbivorii dominanți înainte de apariția plantelor cu flori (angiosperme) cu aproximativ 130 de ani în urmă, deci în mod clar au putut obține nutrienți suficienți din vegetația fără flori din jurul lor pentru a-și susține corpurile enorme. Productivitatea unui ecosistem - energia recoltată din lumina soarelui și transformată în biomasă vegetală - și cât de eficientă poate fi energia utilizată de consumatorii de plante, dictează populația de consumatori de plante pe care o poate susține, determinând astfel valoarea nutrițională a plantelor mezozoice. pentru consumatorii lor este o întrebare cheie pentru paleoecologia mezozoică. Care plante au furnizat cea mai bună nutriție pentru un dinozaur în creștere?

S-a teoretizat inițial că niveluri mai ridicate de dioxid de carbon în timpul mezozoicului, crescând productivitatea primară netă, au condus la creșterea sauropodilor. Cu toate acestea, nivelul de dioxid de carbon singur nu dictează productivitatea primară și toate celelalte lucruri de care are nevoie o plantă - lumină, apă și substanțe nutritive - ar fi fost factori limitativi. Chiar dacă productivitatea primară a crescut datorită nivelurilor ridicate de dioxid de carbon, s-a crezut că valoarea energetică scăzută a non-angiospermelor ar însemna că sauropodii ar trebui să consume cantități colosale de material vegetal. Important, nivelurile de dioxid de carbon au, de asemenea, efecte indirecte asupra digestibilității plantelor și asupra conținutului de azot.

Un nou studiu realizat de Fiona Gill de la Universitatea din Leeds și colegii de la Goettingen și Nottingham, au investigat energia disponibilă nutrițional sauropodilor din plantele crescute în nivelurile mezozoice de dioxid de carbon atmosferic, simulate în camerele de creștere. Pentru plantele cu baldachin s-au folosit Metasequoia (Dawn Redwood, o coniferă de foioase), Araucaria (puzzle-ul Maimuței, o coniferă cu frunze de scară) și Ginkgo (planta de semințe fosile vii preferate de toată lumea). Pentru plantele de la etaj, au fost alese specii de ferigă Polypodium și coada-calului Equisetum, împreună cu o ranunculă, Ranunculus acris, ca analog timpuriu al angiospermelor.

Plantele au fost apoi fermentate cu lichid de rumen de bovine timp de 72 de ore pentru a imita tranzitul printr-un intestin sauropod, iar gazele produse au fost analizate pentru a da o măsură de digestibilitate (o tehnică utilizată în evaluarea materiilor prime agricole). S-a calculat cantitatea de energie metabolizabilă din fiecare probă și s-au măsurat nivelurile de carbon și azot.

Studiul a arătat că energia disponibilă pentru sauropodii din ferigă și Metasequoia era comparabilă cu angiospermele și că cozile de cal au depășit angiospermele în ceea ce privește valoarea lor ca aliment. Acest lucru poate fi legat de nivelurile scăzute de lignină polimerică din coada calului, care utilizează în schimb silica ca element structural.

Pe baza acestor rezultate, Gill și colegii săi au calculat că un sauropod de 30 de tone cu o rată metabolică intermediară între reptilele moderne și mamiferele moderne ar trebui să mănânce 110 kg pe zi de frunze Monkey Puzzle crescute cu 2000 de părți pe milion (ppm) de dioxid de carbon -Triassic niveluri, de cinci ori mai mari decât nivelurile moderne), în timp ce același animal ar putea rezista doar cu 51 kg pe zi de cozi de cal crescute cu doar 1200 ppm de dioxid de carbon (niveluri de trei ori moderne).

Aceste descoperiri contestă ipotezele atât despre calitatea nutrițională a plantelor non-angiosperme, cum ar fi coada calului, cât și despre orice generalizări cu privire la valoarea alimentară a plantelor la niveluri ridicate de dioxid de carbon. Diferite specii de plante se comportă diferit la niveluri mai ridicate de dioxid de carbon, iar valorile lor nutriționale se modifică în moduri surprinzătoare - lucru pe care propriile noastre specii ar putea să-l ia în considerare.