Paleontologen van de Universiteit van Sint-Petersburg hebben als eersten in detail de structuur van de hersenen en bloedvaten in de schedel van de ankylosauriër Bissektipelta archibaldi, een plantenetende dinosaurus die qua uiterlijk enigszins lijkt op een modern gordeldier. Wetenschappers produceerden de eerste driedimensionale computerreconstructie van een dinosaurus-endocast gemaakt in Rusland, een digitale cast van zijn hersenpan. Het maakte het mogelijk om vast te stellen dat ankylosauriërs, en Bissektipelta in het bijzonder, in staat waren om hun hersenen te koelen, had een extreem ontwikkeld reukvermogen, en hoorde laagfrequente geluiden. Echter, hun hersenen waren anderhalf keer kleiner dan die van moderne dieren van dezelfde grootte.

Ankylosauriërs verschenen op aarde in het midden van het Jura - ongeveer 160 miljoen jaar geleden - en bestonden tot het einde van het dinosaurustijdperk, die 65 miljoen jaar geleden eindigde. Deze plantenetende dieren deden enigszins denken aan moderne schildpadden of gordeldieren, waren bedekt met dik pantser, en had soms zelfs een knokige knots op de staart. De onderzoekers raakten geïnteresseerd in de uniek bewaarde overblijfselen van ankylosauriërs uit Oezbekistan. Hoewel deze fossielen al 20 jaar bekend zijn, pas nu hebben de wetenschappers de kans gehad om de exemplaren van binnenuit te bestuderen met behulp van geavanceerde methoden.

Tijdens de studie, de paleontologen onderzochten drie fragmenten van fossiele schedels van de ankylosauriër Bissektipelta archibaldi. Ze werden gevonden tijdens een reeks internationale expedities URBAC (Oezbeekse / Russische / Britse / Amerikaanse / Canadese gezamenlijke paleontologische expedities) in de late jaren 1990 en vroege jaren 2000 op de plaats Dzharakuduk in de centrale Kyzylkum-woestijn, Oezbekistan. De wetenschappers benadrukken dat het uniek is, in dat er talrijke overblijfselen van vertegenwoordigers van ~ 90 miljoen jaar oude fauna daar te vinden zijn. Deze omvatten dinosaurussen, pterosauriërs, krokodillen, vogels, zoogdieren en andere gewervelde dieren.

"Dit is echt een van de rijkste locaties ter wereld. De fauna van Dzharakuduk heeft nu meer dan 100 soorten oude gewervelde dieren, " zei Pavel Skutschas, universitair hoofddocent aan de Universiteit van Sint-Petersburg en een expert in Mesozoïsche gewervelde dieren. "Natuurlijk, zo'n diversiteit aan leven zou niet zijn gevonden zonder grootschalige veldstudies. Een reeks van negen URBAC-expedities, uitgevoerd van 1997 tot 2006, bundelde de inspanningen van paleontologen uit vele landen bij het zoeken naar de botten van oude dieren."

Het materiaal dat destijds is verzameld bestaat uit tientallen fragmenten van schedels en skeletten, en honderdduizenden geïsoleerde botten. Wetenschappers gebruiken ze nog steeds in hun onderzoek en zeggen dat dit nog vele jaren zal leiden tot studies. Momenteel, de drie fragmenten van fossiele ankylosaurische hersenpanen uit Oezbekistan worden bewaard in het Zoölogisch Instituut van de Russische Academie van Wetenschappen. Echter, ze zijn voor onderzoek tijdelijk overgeplaatst naar de afdeling Vertebrate Zoology van de Universiteit van St. Petersburg.

Ankylosauriërs leefden 100 miljoen jaar op onze planeet

"Dankzij de ontwikkeling van computertomografie (CT) in de afgelopen 15 tot 20 jaar, paleontologen kunnen steeds meer leren over het dinosaurusbrein en zijn structuur, " zei Ivan Koezmin, de hoofdauteur van het artikel en een doctoraalstudent aan de Universiteit van St. Petersburg.

"We hebben besloten om Bissektipelta archibaldi opnieuw te beschrijven, en we zijn erin geslaagd om zijn plaats op de fylogenetische boom van ankylosauriërs te verduidelijken. Een 3D-reconstructie van de endocast van zijn hersenholte werd gemaakt met behulp van CT. Het is belangrijk om te begrijpen dat de digitale 'cast' van de hersenpan niet het brein zelf is. Het is noodzakelijk om het zorgvuldig te bestuderen om te begrijpen hoe groot het eigenlijke brein was, waar de onderdelen waren, hoe de vaten en zenuwen waren gehuisvest."

Na zorgvuldig werk dat drie jaar heeft geduurd, de wetenschappers stelden vast dat een aanzienlijk deel van de hersenen van Bissektipelta archibaldi werd ingenomen door bulbus olfactorius - ongeveer 60% van de grootte van de hersenhelften. Bissektipelta had waarschijnlijk een extreem ontwikkeld reukvermogen, die hem waarschijnlijk hielp bij het zoeken naar voedsel, het andere geslacht, en om de nadering van roofdieren op tijd te voelen. Het was van vitaal belang om van tevoren op de hoogte te zijn van elk gevaar, omdat ankylosauriërs zo'n zwaar pantser en een onhandig figuur hadden. De geur van ankylosauriërs kan zelfs worden vergeleken met de geur van het beroemde roofdier Tyrannosaurus rex. Zijn olfactorische bollen waren nog groter, omdat ze ongeveer 65-70% van de grootte van de grote hemisferen bezetten.

"Een andere interessante vaardigheid van de ankylosauriër waarover we hebben geleerd, is het vermogen om zijn hersenen in letterlijke zin te koelen, " zei Ivan Kuzmin. "Het netwerk van aders en slagaders in zijn hersenpan bleek erg ingewikkeld:ze gingen niet in één richting, maar voortdurend met elkaar communiceren, als een systeem van spoorlijnen. Het bloed kan in verschillende richtingen zijn gestroomd en herverdeeld, terwijl de optimale hersentemperatuur van het dier behouden blijft. Bijvoorbeeld, als de bovenkant van het hoofd van een ankylosauriër warm werd, de bloedvaten leidden het warme bloed snel af en creëerden een afschermend effect - alsof een dinosaurus een zonnehoed opzette. Bovendien, het endocraniale vaatstelsel van ankylosauriërs bleek iets meer te lijken op de vaten van hedendaagse hagedissen dan die van de naaste bestaande verwanten van dinosauriërs - krokodillen of vogels."

Een andere belangrijke conclusie betreft het verhoor van Bissektipelta archibaldi. De paleontologen slaagden erin het binnenoor van het oude dier te onderzoeken. De anatomie suggereert de frequentie van geluiden die de ankylosauriër kon horen. Het bereik bleek te zijn geweest van ongeveer 300 tot 3, 000 hertz - hedendaagse krokodillen horen in hetzelfde bereik. Dit zijn vrij lage frequenties die overeenkomen met de relatief grote omvang van ankylosauriërs. Hoe groter de huidige dieren zijn, hoe meer laagfrequente geluiden ze maken en horen. De paleontologen suggereerden dat, tijdens de evolutie, ankylosauriërs namen in omvang toe, dus later vormen waargenomen geluiden van nog lagere frequenties.

"Hedendaagse diersoorten worden gekenmerkt door een bepaalde relatie tussen hersenen en lichaam, " legde Ivan Kuzmin uit. "Als je naar dinosaurussen kijkt, toen waren ankylosauriërs en hun naaste verwanten (stegosauriërs) bijna buitenstaanders. De massa van hun hersenen bleek minstens de helft minder te zijn dan we zouden verwachten, gebaseerd op een vergelijking met hedendaagse dieren. Het was ongeveer 26,5 gram voor een drie meter lange Bissektipelta. Zijn hersengrootte kan worden vergeleken met twee walnoten. Hoe dan ook, ankylosauriërs bestonden 100 miljoen jaar op de planeet. Ze waren behoorlijk succesvol in termen van evolutie. Echter, te oordelen naar de grootte van hun olfactorische bollen, ze snuffelden iets sneller dan ze dachten."

In de volgende fase van hun onderzoek, de wetenschappers zouden graag de fossiele hersenpanen van andere soorten ankylosauriërs willen bestuderen om de hypothesen die in het artikel worden uitgedrukt te testen. Aanvullend, de paleontologen blijven computertomografie gebruiken en werken momenteel met digitale endocraniële afgietsels van hadrosauriërs - eendenbekdinosaurussen waarvan de overblijfselen werden gevonden op dezelfde plaats in Oezbekistan.

Het onderzoek is gepubliceerd in Biologische communicatie .