Paarverwondingen helpen vrouwelijke dinosaurussen te herkennen

Een internationale groep paleontologen onder leiding van Filippo Bertozzo van het Instituut voor Natuurwetenschappen in Brussel beschrijft in een nieuwe studie¹ een reeks botletsels in de staarten van een van de meest succesvolle groepen dinosauriërs: de hadrosauriërs, planteneters met een bek die lijkt op die van eenden. Deze “eendensnaveldinosauriërs”, waaronder Parasaurolophus (bekend uit de films Jurassic Park en Jurassic World) en de robuuste Edmontosaurus, bevolkten de aarde tijdens het Laat-Krijt, vlak voor de beruchte massa-extinctie die de niet-vliegende dinosauriërs van de kaart veegde. Hadrosauriërfossielen zijn wereldwijd gevonden, waardoor die groep tot de best bestudeerde dino's behoort.

Eerder onderzoek naar pathologieën bij die groep bracht tal van verwondingen en ziekten aan het licht. Van trauma’s en infecties tot tumoren en groeistoornissen: de skeletten van deze dieren tonen duidelijk dat het leven in het Krijt geen walk in the park was.

De staart van een hadrosaurus genaamd Edmontosaurus vertoonde uitgebreide verwondingen. Hij wordt tentoongesteld in het Badlands Dinosaur Museum in North Dakota. (c) Filippo Bertozzo/iScience

Genezende breuken

Tijdens een onderzoeksbezoek in 2019 aan Blagovesjtsjensk (Rusland) bestudeerde Bertozzo een grote hadrosauriër met een sierlijke kopkam: Olorotitan arharensis. Hij merkte op dat veel van de staartwervels breuken vertoonden op de doornuitsteeksels, die aan het genezen waren. “Ik was verbaasd over die ontdekking,” vertelt Bertozzo. “Ik had dit patroon eerder gezien bij andere, vergelijkbare soorten, maar steeds in losse wervels. Hier waren de breuken duidelijk geconcentreerd aan de bovenkant van de staart, zonder door te lopen naar de punt.”

Bertozzo had de botafwijkingen van eendensnaveldinosauriërs al bestudeerd tijdens zijn doctoraat aan Queen’s University Belfast, onder begeleiding van prof. Eileen Murphy en dr. Alastair Ruffell, beiden mede-auteurs van de nieuwe studie. “Het is inderdaad een opmerkelijke situatie,” zegt Murphy. “Wanneer je een staartwervel vindt uit het bovenste deel van een hadrosauriërstaart, is de kans groot dat het sporen van een breuk vertoont. Dat patroon is zó duidelijk dat we wilden achterhalen wat er precies achter zat.”

Paringshypothese

Mede-auteur Darren H. Tanke verzamelt al sinds 1979 hadrosauriërfossielen in Dinosaur Provincial Park (Alberta, Canada), waaronder verschillende beschadigde staartwervels. Deze vondsten brachten hem er in 1989 toe een verklaring te formuleren voor dit raadselachtige letselpatroon. “In tegenstelling tot andere dinosauriërs vertonen hadrosauriërs breuken in het staartgedeelte vlak bij de vermoedelijke locatie van de cloaca,” vertelt Tanke. “Daarom stelde ik destijds voor dat deze verwondingen onbedoeld ontstonden tijdens de paring.”

Zijn hypothese was destijds echter gebaseerd op een klein aantal fossielen, allemaal uit Noord-Amerika. Hoe intrigerend ook, het idee kon toen nog niet overtuigend worden onderbouwd – tot Bertozzo in 2019 contact met hem opnam en hem uitnodigde om samen verder te werken aan het onderwerp. “Darren is de bedenker van deze hypothese,” zegt Bertozzo. “Ik zal nooit de verbaasde blik op zijn gezicht vergeten toen ik hem vertelde dat ik hetzelfde patroon had gevonden bij hadrosauriërfossielen buiten Canada.”

Voorbeelden van hadrosaurussenwervels met genezen breuken wijzen erop dat er een externe kracht op hen heeft gedrukt. (c) Filippo Bertozzo/iScience

Neerwaartse druk

De nieuwe studie is gebaseerd op ongeveer 500 pathologische staartwervels van verschillende hadrosauriërsoorten uit Noord-Amerika, Europa en Rusland. De verwondingen vertonen opvallende overeenkomsten tussen de soorten: verticale tot schuine breuken, waarschijnlijk veroorzaakt door neerwaartse druk op de top van het doornuitsteeksel.

Het team combineerde statistische analyses met Finite Element Analysis (FEA) – een ingenieurstechniek die voorspelt hoe een structuur zich gedraagt onder mechanische belasting, zoals buiging of breuk. De resultaten toonden aan dat de breuken overeenkwamen met een externe kracht van bovenaf, onder een hoek van 30 tot 60 graden, die spanning veroorzaakte en uiteindelijk leidde tot breuken in de doornuitsteeksels van de staartwervels.

Complex voortplantingsgedrag

“Toen we de resultaten zagen, hebben we elk mogelijk scenario overwogen,” legt mede-auteur Simone Conti uit. “Van roofdieraanvallen tot spierspanning tijdens het bewegen, van botsingen binnen kuddes tot zeldzamer gedrag zoals modderbaden – zoals we die kennen bij moderne olifanten. Uiteindelijk bleek de paringshypothese het best te passen bij onze waarnemingen.”

Volgens die hypothese rustte het gewicht van het mannetje tijdens de paring op het bovenste deel van de staart van het vrouwtje, waardoor breuken door overbelasting ontstonden. Deze verwondingen waren meestal niet dodelijk, want veel fossielen vertonen sporen van genezing. Sommige botten tonen zelfs een tweede breuk, wat wijst op herhaald gedrag.

“Het idee dat een mannetje het vrouwtje verwondt tijdens de voortplanting lijkt misschien evolutionair ongunstig,” zegt mede-auteur prof. Gareth Arnott, “maar vergelijkbare situaties zien we ook bij moderne dieren, zoals zeeleeuwen, schildpadden en bepaalde vogelsoorten. Voortplantingsgedrag is een van de meest complexe onderwerpen binnen de dierbiologie – zeker bij uitgestorven soorten.”

Vrouwtjesdino’s

De onderzoekers benadrukken dat deze bevindingen geen eindpunt zijn, maar een nieuw startpunt. “Als de paringshypothese klopt,” zegt Bertozzo, “kunnen we afleiden dat exemplaren met deze verwondingen vrouwtjes waren. Dat zou een doorbraak betekenen, want het zou ons in staat stellen andere vragen te beantwoorden over de verschillen tussen mannelijke en vrouwelijke dinosauriërs. Hadden ze verschillend gevormde schedels? Kunnen we kenmerken ontdekken die seksueel dimorfisme aantonen en zo meer leren over de sociale structuur van kuddes hadrosauriërs?”

Toekomstig onderzoek met een grotere dataset, waarin ook andere dinosauriërgroepen worden meegenomen en meer computersimulaties worden uitgevoerd, kan ons nog dieper inzicht geven in het leven van deze lang uitgestorven dieren.

Noten

1. iScience