Po delší odmlce se vracíme do rubriky pojednávající o aktualitách z oblasti výzkumu prehistorických forem života a jejich okolí - tentokrát se ale zaměříme na téma, které na blogu nebylo moc probírané (narozdíl od mnoha jiných). Řeč bude o jedné z mnoha částí bývalé australské megafauny a konkrétně o čeledi zvláštních vačnatců palorchestidů, kteří se svou ekologií podobali hlavně současným tapírům a také prasatovitým sudokopytníkům. Paleontologové z Monashovy univerzity v australské Viktorii se ale začali zabývat i dalšími aspekty jejich kostry, aby pozorovali evoluční směr, kterým se tito zvláštní živočichové vydali a jakou pozici začali zastávat v ekosystémech australského kenozoika. Výsledky, publikované před pěti dny v magazínu PLoS One, jsou poněkud očekávané, ale přesto zajímavé, protože takto podobně jsme zatím všechny palorchestidy nechápali v průběhu celých desetiletí.

Jmenovec palorchestidů, rod Palorchestes, svým groteskním vzhledem upoutal i třeba známého anatoma Richarda Owena, ačkoliv si při jeho popisu myslel, že před ním leží fosilie pravěkého klokana. Tento savec byl velký zhruba jako statný vepř nebo beran, dva a půl metru na délku a přibližně metr vysoký, ale podle některých odhadů mohl vážit i okolo jedné tuny, přitom měl ještě dlouhé chlupy po celém těle, vyvýšená záda a také krátký chobot na vysoké lebce. Takže tento tvor vypadal podobně jako tapír, nicméně se pravděpodobně choval úplně jinak. Kredit: Nobu Tamura, převzato z Wikipedie

Austrálie, jako třeba i Jižní Amerika a také některé oblasti Afriky, byla domoven úžasných endemických druhů zvířat jako obřích ještěrů, opancéřovaných želv, nelétavých ptačích kolosů, zvláštních hadů nebo také neobvyklých a zcela endemických savců - vačnatců. I dnes je jediným větším refugiem, kde tato skupina existuje v prosperitě, ovšem je silně utlačovaná invazivními placentály, právě Austrálie a v minulosti se tu navíc vyvíjela široká škála ekologických variací jednotlivých druhů, ze kterých později vznikly jednotlivé čeledi a neméně překvapujícími rody. Mimo obřích wombatů (Diprotodontidae), masožravých klokanů (Propleopinae) a jiných tvorů mezi nimi byli i palorchestidi (Palorchestidae), kteří si v tomto případě zasluhují naší pozornost.

Tato čeleď vačnatců sdílela společné předky s diprotodonty a klokany, nicméně ve svrchním oligocénu se vyvinuli jako samostatná skupina, která však se čtyřmi rody nebyla nikdy početnější než zmínění příbuzní. Přesto prosperovali po celé Austrálii až do příchodu prvních lidí, jejich ekologické niky byly ale předmětem dohadů. Vzhled tapírů totiž evokoval i stejnou představu života, ale zdá se, že morfologie jejich končetin prozrazuje jiný scénář.

Tým australských paleontologů, pod vedením paleontoložky Hazel Richardsové jako hlavní autorky, z Monashovy univerzity ve Viktorii začal ale zkoumat aspekty jiných částí jejich těl, než nejčastěji zkoumané lebky, a sice předních i zadních končetin. Hlavní důraz byl ale věnován "rukám" těchto tvorů, jelikož nesou kombinaci zvláštních znaků nepozorovaných u jiných velkých vačnatců z Austrálie.

Aby byl průzkum co nejméně zkreslený, paleontologové využili data z více než šedesáti fosilních vzorků napříč evolucí čeledi od svrchního oligocénu až po nejmladší nálezy. Na základě toho mohli posoudit, jaké evoluční trendy u nich převažovaly a jakým funkčním směrem se vývoj jejich končetin ubíral.

Nashromážděná data ukázala trend k postupnému zvětšování předních končetin a také drápů, postupně se u nich zvětšovalo i svalstvo na této části těla a obecně vzato se u nich objevily vlohy k vývoji předních končetin schopných seškrabávat listí z větví nebo si větve podávat. Ovšem zajímavé je, že u nejmladších zástupců čeledi dosáhly tyto adaptace unikátního znaku mezi savci - postupné nepohyblivosti loketních kloubů v úhlu jiném než asi sta stupňů. Autoři to považují za doklad, že přední končetiny sloužily téměř výhradně ke sběru potravy.

Stále ale jejich výzkum nekončí, alespoň úplně ne. K dostatečně průkazné analýze všech elementů jejich končetin a svalů v přední části těla totiž chybí ještě některé fosilní vzorky ramen a zápěstí, o kterých ale doufají, že se skrývají v některých australských muzeiích. Přesto je tato studie skutečným formálním popisem předních končetin u této čeledi savců.

Ačkoliv již dříve byly "ruce" palorchestidů považovány za možné pomůcky ke sbírání potravy, studie poskytuje odlišný pohled na ekologii těchto středně velkých až velkých savců. Konkrétně se po ekologické stránce nepodobali tapírům do takové míry, jak se dříve předpokládalo, protože se daleko více podobali některým pozemních lenochodům (jako Megatherium, Eremotherium aj.). I jejich etologie mohla být do určité míry podobná.

A potom tedy můžeme debatovat o povaze jejich zvláštní lebky tvořící pravděpodobně krátký chobot, protože, ačkoliv i pozemní lenochodi měli většinou chápavý horní ret, u palorchestidů to gradovalo do adaptace už jednou zastoupené. Jinými slovy, chobot nebyl potřeba ke sběru potravy nebo podobnému úelu, když už k tomu sloužily přední končetiny.

Prodloužený horní ret byl tedy ekologickou adaptací naprosto jiného rázu, pravděpodobně, a my můžeme tedy debatovat dále, k čemu sloužil. Ohledně anatomie, morfologie a ekologie této čeledi jsme tedy rozhodně neslyšeli naposled.

Přírodní vědy jsou krásným oborem i z hlediska téměř nekonečnosti možností nových vědeckých pojmenování pro nové druhy živočichů, rostlin, chemických prvků nebo minerálů, jen musí splňovat pravdila zoologické, botanické nebo jiné nomenklatury. U fosilních obratlovců je potom velice běžné jim dávat různé přezdívky nebo pojmenování ještě před vědeckým popisem, někdy se pak tyto názvy mohou dokonce objevit jako skutečná vědecká pojmenování pro nové taxony. Z Japonska jsme do minulých dnů znali také jeden takový exemplář, který představoval středně velkého hadrosaurida, přezdívaný "Mukawaryu". Tuto přezdívku mu dali jeho nálezci, protože fosilie byla objevena nedaleko města Mukawa a slovo ryu znamená v japonštině drak. Nyní se mu ovšem dostalo oficiálního pojmenování a také zařazení, které kupodivu může změnit chápání o ekosystémech pozdně křídové východní Asie a Japonska, stejně tak ale díky němu můžeme nahlížet do tajů přesunu některých kladů neptačích dinosaurů na konci křídy.

Ačkoliv jsou fosilie hadrosauridů z východní Asie už docela běžnou záležitostí, zdá se, že nás stále mohou lecčím překvapit. Tito tzv. kachnozobí dinosauři jsou sice veřejností vnímaní jako hlavně americká záležitost, ale mnoho fosilií této čeledi je už známo i východní Asie - především Ruska a Číny. Nově popsaný druh z ostrovního Japonska ale ukazuje jejich diverzitu i ve zdejší oblasti a také rekonstruuje docela důležitou část dinosauří fauny ve svrchnokřídové Asii. Kredit: Masato Hattori, převzato z Wikipedie

Hadrosauridní ornitopodi (Hadrosauridae) jsou jedněmi z nejlépe známých čeledí neptačích dinosaurů a to jak mezi paleontology, tak i mezi laickou veřejností. Jsou ikoničtí svým vzhledem, jako čelistmi přeměněnými v zobák vzdáleně podobající se kachnímu, ale také i celkovými tělesnými tvary a velikostmi. Po sauropodech se mezi nimi vyskytovali ti patrně největší dinosauři a tedy suchozemští živočichové všech dob, jako je východoasijský druh Shantungosaurus giganteus nebo severoamerický Edmontosaurus annectens. Právě z příbuzenstva druhého jmenovaného pochází nově popsaný, ale už 16 let známý, druh z japonského ostrova Hokkaidó, který paleontologům výrazně rozšiřuje obzory ohledně evoluce hadrosauridů ve východní Asii a pohybu neptačích dinosaurů ve svrchní křídě Japonska.

Jako takový byl exemplář známý jako Mukawaryu nalezen již roku 2003 amatérským paleontologem Yoshiukim Horitou v okolí města Mukawa, zdejší horniny spadají do geologického souvrství Hakobucho a jsou staré zhruba 72,4-70,6 milionů let. Původní nález představoval pouze konec ocasu nějakého vyspělého ornitopoda, až výzkumy paleontologů v letech 2013 až 2014 na této lokalitě odhalily přes 60 % procent kostry tohoto dinosaura. Právě tito vědci mu také dali přezdívku Mukawaryu.

S takovou kompletností se jedná o jeden z nejkompletnějších exemplářů dinosaurů objevených v Japonsku, spolu s teropodem rodu Fukuivenator, takže se paleontologický tým z Hokkaidského univerzitního muzea v čele s hlavním autorem Yoshitsugem Kobayashim rozhodl celý exemplář ještě jednou prozkoumat a materiál jako takový revizovat.

Výsledkem je popisná studie, která před nás představuje nový druh hadrosauridního edmontosaurina Kamuysaurus japonicus, který je zajímavý svým přínosem pro zdejší paleontologii, ale také svým jménem. Znamená totiž cosi jako "japonské ještěří božstvo" a odkazuje na mytologii původních obyvatel ostrova Hokkaido. Podle autorů popisné studie šlo zhruba o osm metrů dlouhého živočicha, který vážil mezi čtyřmi až pěti tunami, horní odhad je zhruba pět tisíc tři sta kilogramů. Jelikož byl holotyp nalezen v mořském prostředí, paleontologové soudí, že tělo bylo odneseno do moře, kde kleslo ke dnu a bylo překryto ještě před příchodem mrchožroutů (jako mosasauridů nebo žraloků).

Histologie odhalila, že holotypní exemplář zemřel ve věku asi osmi let a byl plně dospělý, bohužel se nám přímo nedochovaly části lebky jako možný hřeben nebo jiná ozdoba lebky, který by ukazoval podobu plně vzrostlého jedince. Nicméně existují některé náznaky, že zaživa mu na čele rostl tenký plochý hřeben. Dochovaly se také diagnostické znaky na kostech lebky a obratlech, které ho řadí jako příbuzného asijských rodů Laiyangosaurus a Kerberosaurus do tribu Edmontosaurini.

Autoři popisné studie také přicházejí s tvrzením, že pro evoluci společného předka hadrosauridů a prvních zástupců podčeledí Lambeosaurinae a Saurolophinae byl důležitý přístup k mořskému pobřeží nebo velkým říčním deltám. Podle nich tu existuje možnost, že hadrosauridi jako čeleď získali některé své specifické znaky při diverzifikaci poblíž vodních zdrojů a pláží, čemuž by odpovídaly i uloženiny s fosiliemi bazálních zástupců čeledi.

A druhý argument, se kterým přicházejí, se týká společného předka všech edmontosaurinů, který dle jejich interpretace prodělal svůj vývoj v Asii a jeho potomci se rozšířili i do Severní Ameriky. Celkem silným opěrným bodem jsou v tomto ohledu také fosilní stopy pravděpodobně i edmontosaurinních hadrosauridů v Národním parku Denali na Aljašce o stáří necelých 70 milionů let. Kamuysaurus do tohoto schématu také slibně zapadá, protože vykazuje blízkou příbuznost k ostatním asijským i severoamerickým taxonům.

Tento japonský hadrosaurid je ale důležitý i tím, že celkem dobře dokumentuje podobu a především ohromnou podobnost mezi ekosystémy pozdně křídové Severní Ameriky. Dnes máme prokázané, že v pozdně křídovém Japonsku žili vedle hadrosauridů také tyranosauridní teropodi možná odsud známe i fosilie ornitomimosaurů a ceratopsidů, což ukazuje na velice podobné ekosystémy se stejnými aktéry. Další výzkum v této oblasti je tedy velmi zajímavou záležitostí.

Téma Tyrannosaurus rex je samo osobě tak známé a zmiňované, že jej netřeba dlouze představovat. Poslední roky nabídly ve světě dinosauří paleontologie velmi slibné výzkumy týkající se paleoekologie, etologie nebo fyziologie tohoto kolosálního dravého dinosaura a už od 80. let minulého století se ve vědeckých kruzích probírá také otázka rychlosti a úrovně metabolismu tohoto druhu. Původně, stejně jako všech nebo naprosté většiny dinosaurů, převažoval názor, že tento vrcholový predátor byl studenokrevný jako dnešní plazi a krokodýli, lépe řečeno závislý svou teplotou na teplotě okolí. V éře tzv. dinosauří renesance se ale tento názor ukázal být zcela chybnou spekulací, takže se mohla rozjet debata ohledně metabolismu tohoto dravce. A soudobá paleontologie zastává postoj, že spíše než o "teplokrevnosti" a tedy nezávislosti na okolní teplotě bychom u tyranosaurů měli mluvit o gigantotermii - udržení stálé tělesné teploty kvůli celkové velikosti těla. A úrovně metabolismu tyranosaurů se týkala i paleontologická studie amerických vědců, kteří zkoumali detailně lebku těchto zvířat. Výsledky jsou poněkud překvapivé.

Holotypní exemplář (CM 9380) nejznámějšího teropoda a pravděpodobně i neptačího dinosaura vůbec, druhu Tyrannosaurus rex, který je umístěný v expozici Carnegieho muzea přírodní historie v Pittsburghu, a který patří, dle mého názoru, k nejlépe vypadajícím sestaveným kostrám tohoto druhu vůbec. Nahoře na lebce, na očnicemi a spánkovou jámou, je přítomno ještě další menší okno na jehož význam se zaměřila studie floridských paleontologů. Kredit: Scott Robert Anselmo, převzato z Wikipedie

Obří célurosaurus a patrně i největší dosud objevený suchozemský masožravý tvor vůbec, impozantní král druhohor z druhu Tyrannosaurus rex, je i ikonou moderní pop-kultury a se nemění ani po 114 letech od jeho vědeckého popisu. Některé publikace a knihy (jako je i Legenda jménem Tyrannosaurus rex od Vladimíra Sochy) z posledních dob o něm shromažďují a velice hezky dokumentují veškeré známé informace o tomto dravci, je ale těžké jít s dobou, jelikož nové výzkumy kostry a aspektů života tohoto dravce se mění skoro každý měsíc. Nově se američtí paleontologové z několika univerzit, vedoucí úlohu hrála Missourisská univerzita, zaměřili na výzkum regulace tělesné teploty tohoto tvora.

Lebka tyranosaurů je ohromný smrtonosným nástrojem, který silou čelistního stisku překonává veškeré další suchozemské organismy a z hlediska evolučního vývoje také představuje lebku s nejsilnějším stiskem čelistí u suchozemských živočichů vůbec.

Jedno z oken, která jsou u evolučně pokročilých archosaurů poměrně běžnou záležitostí, bylo také původně chápáno jako místo pro ukotvení čelistních svalů. Tento otvor se nachází na horní straně lebky a jde o tzv. dorsotemporální okno, nácházející se v blízkosti spánkové jámy známé pro ukotvení silných čelistních svalů. Proto také převažoval stejný názor i pro tento menší otvor, naznačovaly to i stopy po krevních cévách a anatomická srovnání se současnými druhy plazů.

Profesora anatomie, také hlavního autora studie z Missourisské univerzity, Caseyho Hollidaye tato interpretace ale poměrně překvapila, protože podle něj není v biomechanických možnostech zvířete, aby se takový sval táhl od čelistí až na vrchní stranu lebky. To byl také důvod pro hledání jiného vysvětlení tohoto místa na tyranosauří lebce.

Jako anatom z profese proto, ve spolupráci s paleontology z Ohioské a Floridské univerzity, mezi kterými byl i známý badatel a anatom Prof. Lawence Witmer, začal porovnávat toto stejné místo s dosud žijícícími aligátory americkými (Alligator mississippiensis), využil k tomu chovatelskou stanici St. Augustine Alligator Farm na Floridě, kde tyto plazy chovají.

Výběr to nebyl náhodný, protože aligátoři jsou živočichové s velmi silným stiskem čelistí a mají k tyranosauří anatomii lebky blíže než současní ptáci. Jednou z možností výzkumu bylo i skenování pomocí termokamer, které na hlavě aligátorů odhalily teplé skrvny. Jejich aktuální teplota se ale měnila s teplotou v okolí - pokud se ochladilo, tak skvrny zrudly a fungovaly jako přímotop, a pokud se naopak oteplilo, tak jako klimatizace.

Na základě výzkumu a srovnání dat se paleontologové rozhodli aplikovat stejný scénář i na tyranosaury. Aligátoři mají tyto štěrbiny také bohatě prokrvené cévami, takže autoři studie usoudili, že je král pozdní křídy mohl používat velmi podobně, ne-li stejně. Jak dodává Prof. Witmer, u kolosálního predátora byly do tohoto místa chybně po více než sto let vsazovány svaly pro stisknutí čelist, a přitom nám nové hypotézy nabízejí daleko přesnější odpovědi.

Nadále můžeme ale spekulovat, jakého původu mohly být tyto části těla, které pomáhaly zvířeti ochlazovat své tělo. U aligátorovitých plazů jde o krevní cévy a vlásečnice, ale u tyranosauridních teropodů mohlo jít i o kombinaci vzdušných vaků v pneumatizovaných kostech. Známe druhy (jako je třeba Aerosteon riocoloradense) teropodů, u kterých zadní část lebky nesla dutiny a vzdušné vaky, u tyranosauridů ale tento znak je třeba nadále zkoumat.

Takovým způsobem mohl Tyrannosaurus rex ale dojít i ke své obrovské evoluční úspěšnosti, protože mohl bilancovat se vzduchem a teplotou svého těla i v těžkých podmínkách jako byl sever Aljašky nebo naopak jih Mexika. Právě to mohlo tomuto druhu výrazně napomoct k jeho masového a řetězovému rozšíření napříč celou Severní Amerikou a přinést mu velkou výhodu oproti jiným tyranosauridům ve stejných oblastech (tvořit stabilní populace, lovit s menší ztrátou tělesné teploty apod.). Zkrátka se o králi dinosaurů máme ještě hodně co učit.