ŠtudentEdini pravi spletni portal za mlade

Znanstveniki so razvozlali dolgoletno skrivnost in odkrili, kako so se dinozavri sauropodi – kot sta brontozaver in diplodoki – na kopnem opirali na svoja orjaška telesa. Ekipa pod vodstvom Univerze v Queenslandu in Univerze Monash je s 3D modeliranjem in inženirskimi metodami digitalno rekonstruirala in preizkusila delovanje stopalnih kosti različnih sauropodov.

Digitalna rekonstrukcija stopalnih kosti

Dr. Andréas Jannel je raziskavo opravil med svojim doktorskim študijem v laboratoriju za dinozavre UQ in povedal, da je ekipa ugotovila, da so imela zadnja stopala sauropodov pod peto blazinico iz mehkega tkiva, ki je blažila stopalo in tako absorbirala njihovo ogromno težo. »Končno smo potrdili dolgo domnevano idejo in prvič predložili biomehanske dokaze, da bi blazinica iz mehkega tkiva – zlasti na njihovih zadnjih stopalih – igrala ključno vlogo pri zmanjševanju gibalnih pritiskov in obremenitev kosti,« je dejal Dr. Jannel. »Prav neverjetno si je predstavljati, da bi ta orjaška bitja lahko podpirala svojo težo na kopnem.«

Zavropodi so bili največje kopenske živali, ki so se po Zemlji sprehajale več kot 100 milijonov let. Najprej so domnevali, da so bili polvodni in da je njihova velika teža temeljila na vodnem vzgonu, kar je bilo ovrženo z odkritjem sledi sauropodov v kopenskih usedlinah sredi dvajsetega stoletja.

Predniki sauropodov so bili bolj sorodni pticam, kot pa slonom

Dr. Olga Panagiotopoulou z univerze Monash je povedala, da so domnevali, da so imeli sauropodi podobna stopala kot sodobni sloni. »Popularna kultura – pomislite na Jurski park ali Sprehod z dinozavri – pogosto prikazuje te behemote s skoraj cilindričnimi, debelimi stopali, podobnimi slonovim,« je dejala Dr. Panagiotopoulou. »Vendar pa imajo sloni glede na svojo skeletno zgradbo pravzaprav konice na vseh štirih nogah, medtem ko imajo sauropodi različne konfiguracije stopal na sprednjih in zadnjih nogah. Sprednja stopala sauropodov so bolj stebričasta, medtem ko imajo zadaj bolj klinaste visoke pete, ki jih podpira velika blazinica iz mehkega tkiva.«

Profesor Steve Salisbury z univerze UQ je dejal, da je razlog za to drugačen evolucijski izvor sauropodov in slonov. »Sloni pripadajo starodavnemu redu sesalcev, imenovanih proboscidi, ki so se v Afriki prvič pojavili pred približno 60 milijoni let kot majhni, nepopisni rastlinojedci,« je dejal Salisbury. »Nasprotno pa so sauropodi, katerih predniki so se prvič pojavili pred 230 milijoni let, bolj sorodni pticam. Bili so okretni, dvonožni rastlinojedci in šele pozneje v svojem razvoju so začeli hoditi po štirih. Pomembno je, da so se pri prehodu med največje kopenske živali, ki so hodile po Zemlji, prilagodile petni blazinici.«

Načrtujejo uporabo 3D-modeliranja in inženirskih metod

Raziskovalci zdaj načrtujejo uporabo 3D-modeliranja in inženirskih metod za nadaljnja odkritja. »Rad bi uporabil podobno metodo za celotno okončino in vključil dodatna mehka tkiva, kot so mišice, ki so v fosilih redko ohranjene,« je dejal doktor Jannel. »Prav tako smo navdušeni nad preučevanjem okončin in stopal drugih prazgodovinskih živali. To naj bi nam omogočilo odgovoriti na različna vprašanja o biomehaniki izumrlih živali ter bolje razumeti njihove prilagoditve okolju, gibanje in način življenja.«

Udarci vplivajo na poroznost in strukturo lun in planetov bolj izrazito, kot so znanstveniki domnevali, kar povečuje njihovo potencialno primernost za življenje. Preučevanje vpliva teh udarcev na planetarna telesa, asteroide, lune in druge kamnine v vesolju pomaga planetarnim znanstvenikom razumeti zunajplanetarno geologijo, zlasti kje iskati dragocene snovi, vključno z vodo, ledom in morda celo mikrobnim življenjem.

Razumevanje zunajplanetarne geologije

Močneje ko udarimo po nečem – žogici, orehu, geodi –, večja je verjetnost, da se bo razbila. Ali pa, če ne razpade, vsaj izgubi nekaj svoje strukturne celovitosti, tako kot igralci bejzbola udarjajo po novih rokavicah, da postanejo mehkejše in prožnejše. Nastanejo velike ali majhne razpoke, ki so nema, trajna priča udarcu.

Preučevanje vpliva teh udarcev na planetarna telesa, asteroide, lune in druge kamnine v vesolju pomaga planetarnim znanstvenikom, kot sta Brandon Johnson, izredni profesor, in Sean Wiggins, podoktorski raziskovalec, na oddelku za zemeljske, atmosferske in planetarne znanosti na univerzi Purdue, razumeti zunajplanetarno geologijo, zlasti kje iskati dragocene snovi, vključno z vodo, ledom in celo morebitnim mikrobnim življenjem.

Vsako trdno telo v Osončju nenehno pretresajo veliki in majhni udarci. Celo na Zemlji so vsako posamezno točko prizadeli vsaj trije veliki trki. Johnson, Wiggins in njuna ekipa so kot testni objekt uporabili luno, da bi količinsko opredelili povezavo med udarci in poroznostjo planeta.

Uporabili so podatke o lunini gravitaciji

Raziskovalci so uporabili obsežne podatke o lunini gravitaciji in podrobno modeliranje ter ugotovili, da lahko ob trku velikih teles v luno ali katero koli drugo planetarno telo ta vpliv vpliva na površine in strukture tudi zelo daleč od točke trka in globoko v samem planetu ali luni. Ta ugotovitev pojasnjuje obstoječe podatke o luni, ki so znanstvenike begali.

»Nasina misija GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) je izmerila gravitacijo lune in pokazala, da je lunina skorja zelo porozna do zelo velike globine,« je dejal Johnson. »Nismo imeli opisa, kako lahko luna postane tako porozna. To je prvo delo, ki zares kaže, da lahko veliki udarci razbijejo lunino skorjo in vnesejo to poroznost.«

Razumevanje tega, kje so planeti in lune razpokani in zakaj, lahko pomaga usmerjati raziskovanje vesolja in povedati znanstvenikom, kje je najboljši kraj za iskanje življenja. Povsod, kjer se srečujejo in medsebojno delujejo kamnine, voda in zrak, obstaja možnost za življenje.

»Veliko je razlogov za navdušenje,« je dejal Wiggins. »Naši podatki pojasnjujejo skrivnost. Ta raziskava ima posledice za zgodnjo Zemljo in Mars. Če je takrat obstajalo življenje, so se občasno pojavljali veliki udarci, ki so sterilizirali planet in izsušili oceane. Če pa je obstajalo življenje, ki je lahko preživelo v porah in medprostorih nekaj sto metrov ali celo nekaj kilometrov globoko, je lahko preživelo. V njih bi se življenje lahko skrilo pred tovrstnimi udarci. Te ugotovitve imajo veliko možnosti za usmerjanje prihodnjih misij na Marsu ali drugje. Pomagajo nam lahko usmeriti iskanje in nam povedo, kje naj iščemo.«