Nase gepanzerter Dinosaurier diente als Klimaanlage

Forscher gehen der Temperaturregulierung der Urzeitgiganten nach

ATHENS (dpa) - Die gewundenen Nasengänge von Ankylosauriern ermöglichten vermutlich einen effizienten Wärmeaustausch zwischen Körper und Luft und sorgten so für eine Kühlung des Gehirns. Das schließen Wissenschaftler der Ohio University in Athens (Ohio, USA) aus entsprechenden Computersimulationen. Jason Bourke und Kollegen rekonstruierten die Nasenhöhlen von Panoplosaurus mirus und Euoplocephalus tutus und simulierten das Fließen der Luft und den Wärmeaustausch. Ihre Studie ist in der Fachzeitschrift „PLOS ONE“veröffentlicht.

„Die riesigen Körper, die wir bei den meisten Dinosauriern sehen, müssen im warmen Erdmittelalter sehr heiß geworden sein“, wird Bourke in einer Mitteilung der Ohio University zitiert. Gerade stark gepanzerte Tiere wie die Ankylosaurier konnten nach bisherigen Kenntnissen zwar gut Wärme im Körper halten – Abkühlung bei drohender Überhitzung war aber vermutlich schwierig. Vor etwa zehn Jahren entdeckte Co-Autor Lawrence Witmer, dass Ankylosaurier stark gewundene Nasengänge haben. In der aktuellen Studie überprüften die Wissenschaftler, inwieweit diese Windungen bei einem Wärmeaustausch hilfreich sind.

Sie erstellten zunächst anhand von vorhandenen Fossilien ein dreidimensionales Computermodell des Naseninnenraums von Panoplosaurus und Euoplocephalus. Dann simulierten sie die Luftströmungen beim Ein- und Ausatmen und die Wärmeübertragung zwischen Nasenwänden und Luft. Während die Nase beim Einatmen die Luft bis in die Nähe der Körpertemperatur erwärmen muss, soll sie beim Ausatmen möglichst viel Wärme aus der Luft zurückgewinnen. Bei Säugetieren sorgen Einbauten in der Nasenhöhle, die Nasenmuscheln, für eine Vergrößerung der Oberfläche, an der der Wärmeaustausch stattfindet.

Hohe Energieeinsparungen

Die Gruppe um Bourke fand durch die Simulationen heraus, dass der gewundene Atemgang die Wärme ebenso effizient austauscht wie die Nasenmuscheln der Säugetiere. Dann simulierten sie eine Nase ohne Windungen. „Wenn wir eine kurze, einfache Nase in die Schnauze steckten, sanken die Wärmeübertragungsraten bei beiden Dinosauriern um über 50 Prozent“, erklärt Bourke. Er und seine Kollegen rekonstruierten anhand von Rillen und Kanälen in den Knochen auch die Blutgefäße. Diese lagen so, dass das warme Blut aus dem Körperrumpf Wärme an die eingeatmete Luft abgeben konnte. Die Verdunstung von Feuchtigkeit in den langen Nasengängen kühlte gleichzeitig das Blut ab, das ins Gehirn strömte.

Den Ergebnissen der Forscher zufolge führte die Wärmerückgewinnung beim Ausatmen zu Energieeinsparungen von 65 Prozent bei Panoplosaurus und von 84 Prozent bei Euoplocephalus. Letzterer brauchte wohl auch einen effizienteren Wärmetausch, weil er größer war als Panoplosaurus.

„Wenn wir uns die Nasenhöhlen und die Atemwege von Dinosauriern anschauen, stellen wir fest, dass die ausgeprägtesten Nasen in den großen Dinosaurierarten gefunden werden“, sagte Witmer laut Universitätsmitteilung. Dies deute darauf hin, dass die physiologischen Belastungen großer Körpergröße möglicherweise einige anatomische Neuerungen hervorgerufen haben, etwa um die Temperatur im Gehirn zu regulieren.

FOTO: WITMERLAB/OHIO UNIVERSITY/EUREKALERT/DPA Jason Bourke, Ruger Porter und Lawrence Witmer, Autoren der Studie über den Wärmeaustausch in den Nasen von Ankylosauriern, untersuchen die Schädel der Dinosaurier.