Dinosaurussen zijn verre van uitgestorven, maar domineren als vogels nog steeds de meeste regio's van de wereld. Een deel van dit enorme succes is te danken aan de evolutie van luchtzakken, die cruciaal zijn voor de hoge efficiëntie van hun ademhalingssysteem. Wetenschappers van de Universiteit van Bonn analyseerden de structuur van botten die in contact staan ​​met luchtzakken en vonden zowel in uitgestorven als bestaande soorten een tot nu toe onbekend type benig weefsel. De resultaten zijn nu gepubliceerd in Biologie Brieven .

"De ademhalingsorganen van gewervelde dieren vertonen een enorme mate van diversiteit, maar het long-luchtzaksysteem van vogels is echt uniek onder bestaande soorten, " zegt Dr. Markus Lambertz van het Instituut voor Zoölogie aan de Universiteit van Bonn in Duitsland. Luchtzakken zijn balgachtige uitsteeksels van de long, en hun volumeveranderingen veroorzaken de luchtstroom in de afzonderlijke gaswisselaar. Deze functionele scheiding is cruciaal voor de uitzonderlijke efficiëntie van dit ademhalingssysteem, maar luchtzakken kunnen meer:​​ze kunnen botten binnendringen, een proces dat 'pneumatisering' wordt genoemd.

Gepneumatiseerde botten zijn erg licht, omdat ze gevuld zijn met lucht in plaats van het zwaardere merg, wat niet alleen belangrijk was voor actieve vluchten, maar ook voor de evolutie van gigantisme in sauropod-dinosaurussen. Door de aanwezigheid van de resulterende pneumatische holtes, het is al lang bekend dat luchtzakachtige structuren dateren van vóór de oorsprong van vogels, omdat ze zowel in de gigantische sauropoden als in vleesetende dinosaurussen werden gevonden. Echter, wanneer en mogelijk hoe vaak luchtzakken evolueerden, was tot nu toe ontoegankelijk.

Pneumosteum:een tot nu toe onbekend type benig weefsel als diagnostisch hulpmiddel

Filippo Bertozzo was behoorlijk verrast toen hij de botstructuur analyseerde tijdens zijn masterscriptie aan het Steinmann-Instituut voor Geologie, Mineralogie en paleontologie van de Universiteit van Bonn:"Boten die in contact staan ​​met luchtzakken vertonen een unieke structuur die is samengesteld uit zeer fijne en dicht opeengepakte vezels. Nadat bleek dat dit zowel bij moderne vogels als bij uitgestorven dinosauriërs het geval was, we stelden voor om dit speciale soort benig weefsel pneumosteum te noemen.

Vooral verbazingwekkend was het feit dat pneumosteum niet alleen beperkt was tot gepneumatiseerde botten, maar werd ook gevonden op het oppervlak van opvallende holtes in nekwervels van sauropod-dinosaurussen. Dr. Lambertz voegt toe:"Dergelijke holtes waren al eerder verondersteld als potentiële locaties van luchtzakken, maar alleen onze microscopische analyse levert nu overtuigende argumenten hiervoor."

Andere zachte weefsels, zoals spieren, kan ook sporen achterlaten in het bot. "Er zijn verschillende soorten vezels in botweefsel, maar het pneumosteum verschilt duidelijk van hen, " legt Prof. Dr. Martin Sander van het Steinmann-Instituut in Bonn uit. Deze karakteristieke individualiteit van het pneumosteum maakt het dus een uitstekend diagnostisch hulpmiddel voor het herkennen van botten die in contact waren met luchtzakken.

Toegang tot het verleden en potentieel voor toekomstig onderzoek

Aangezien pneumosteum alleen werd ontdekt in de afstamming van dinosauriërs, biedt het nu de mogelijkheid om de evolutionaire oorsprong van luchtzakken te traceren. Vooral het feit dat pneumosteum niet beperkt is tot gepneumatiseerde botten, maar ook op botoppervlakken werd gevonden, opent de toegang tot het bestuderen van soorten die mogelijk luchtzakken vertoonden als onderdeel van hun ademhalingssysteem, maar ontbreken duidelijk gepneumatiseerde botten.

Fossilisering van luchtzakjes is bijna onmogelijk omdat hun delicate structuur uit slechts een paar lagen cellen bestaat. Professor Sander is er dan ook van overtuigd dat de ontdekking van pneumosteum zal leiden tot een sterk verbeterd begrip van de evolutie van het ademhalingssysteem van dinosauriërs. Dr. Lambertz besluit met:"Dit project benadrukt nogmaals het belang van de interdisciplinaire samenwerking tussen zoölogen en paleontologen voor het ophelderen van de evolutionaire geschiedenis."