Dilophosaurus: Entzauberung eines Filmbösewichts – Spektrum dieser Wissenschaft

Marsh bettete seine Stichprobe von Dilophosaurus-Skeletten zudem in einen wesentlich größeren Datensatz ein, um Vergleiche mit anderen Saurierspezies aus der ganzen Welt anzustellen. Dadurch gewann er neue Einblicke in die Evolutionsgeschichte und biogeografische Verteilung diverser Dinosauriergruppen und konnte Dilophosaurus genauer im Stammbaum des Lebens verorten. Dabei zeigte sich eine beträchtliche evolutionäre Lücke zwischen ihm und seinen nächsten bekannten Verwandten. Demnach gibt es wohl noch etliche Saurier zu entdecken, die ihm näher stehen.

Einblick in die Lebenswelt des frühen Juras

Aber nicht nur über den Körperbau des Dilophosaurus wissen wir mittlerweile genauer Bescheid, sondern auch über die Welt, in der er lebte. Der Abstieg von den Adeii-Eichii-Klippen in den Dilophosaurus-Steinbruch ist eine Reise zurück durch 183 Millionen Jahre Erdgeschichte bis in die Zeit des frühen Juras. Dinosaurier durchstreiften damals diese Landschaft und hinterließen Fußabdrücke, die sich im Sandstein des Colorado-Plateaus teils bis heute erhalten haben.

Befestigte Straßen enden schon meilenweit vor der felsigen Anhöhe. Danach fährt man auf überwucherten, tief zerfurchten Pisten durch die losen Dünenfelder, die auf geologischen Karten als QAL (Quartäres Alluvium, neuzeitlicher Schwemmboden) verzeichnet sind. In diesen Sandverwehungen waren unsere Geländewagen 2014 stecken geblieben. Den Untergrund der Dünen bildet Navajo-Sandstein, eine versteinerte 180 Millionen Jahre alte Wüste. Die roten Felsen der Ward Terrace, wie die Region auch genannt wird, erstrecken sich bis zum westlichen Horizont, wo sie auf die viel jüngeren vulkanischen San Francisco Peaks von Flagstaff (Arizona) treffen. Im Nordwesten öffnet sich der Grand Canyon, eine der spektakulärsten geologischen Formationen der Welt.

Von dem Sand, in den unser Pick-up auf der Ward Terrace eingesunken war, bis hinunter zum Vishnu-Schiefer – dem schwarzen Gestein am Grund des Grand Canyon, in das sich der Colorado River unermüdlich hineinfrisst – präsentiert diese Landschaft einen Großteil der Gesteinsschichten der letzten 1,8 Milliarden Jahre. Als Paläontologen interessieren wir uns für die Organismen, deren Überreste in den Gesteinen eingeschlossen sind. Zugleich versuchen wir, anhand geologischer Informationen und biologischer Befunde die Lebenswelten längst vergangener Zeitalter zu rekonstruieren.

Die Dilophosaurus-Fossilien entstammen der Kayenta-Formation. Deshalb wollten wir deren Alter möglichst exakt bestimmen. Das Gesteinsmaterial dieser Formation wurde von Flüssen, Seen und Bächen östlich eines Bogens von Vulkanen abgelagert, die Asche und feinkörnige Partikel in der Region verteilten. Die Vulkanasche half einst, die Dilophosaurus-Knochen zu konservieren, und lässt sich heute zur genaueren Datierung der Kayenta-Formation heranziehen.

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© Illustration: Brian Engh / Scientific American Januar 2021; Bearbeitung: Spektrum der Wissenschaft (Ausschnitt)

Künstlerische Darstellung und Realität | Mit bis zu 2,5 Meter Scheitelhöhe und 7,5 Meter Länge überragte der echte Dilophosaurus sein Alter Ego aus »Jurassic Park« bei Weitem. Auch gibt es keine Hinweise, dass er wie im Film eine ausklappbare Halskrause trug oder Gift speien konnte.

Dazu zermahlten wir die 2014 gesammelten Gesteinsproben und pickten Zirkonkristalle heraus. Diese enthalten gewöhnlich Uran, dessen Isotop U-238 mit konstanter Geschwindigkeit über mehrere Zwischenstufen zu Blei zerfällt. Indem wir die Kristalle per Laser verdampften und im Massenspektrometer das Mengenverhältnis von Uran zu Blei bestimmten, konnten wir ermitteln, wann sich die Gesteinsschicht abgelagert hatte. Bei der fraglichen Dilophosaurus-Fundstelle ergab sich ein Alter von etwa 183 Millionen Jahren, mit einem Unsicherheitsbereich von wenigen Millionen Jahren.

Dilophosaurus lebte also während des frühen Juras, rund 5 bis 15 Millionen Jahre nach dem Massensterben am Ende der Trias, bei dem etwa drei Viertel aller damaligen Lebensformen ausgelöscht wurden – einschließlich der meisten großen Reptilien, die mit den frühen Dinosauriern um Nahrung und Lebensraum konkurrierten. Auslöser der Katastrophe war vermutlich das beginnende Auseinanderbrechen des Superkontinents Pangäa, in dessen Verlauf sich das Nordatlantikbecken wie ein vulkanischer Reißverschluss öffnete.

Während der späten Trias und des frühen Juras bewegte sich die nordamerikanische Platte aus einem subtropischen Klimagürtel nordwärts in eine semiaride Zone. Dadurch verschob sich der Lebensraum des Dilophosaurus vom Breitengrad des heutigen Costa Rica auf die Höhe von Nordmexiko. Die Landschaft, in der sich die Schichten der Kayenta-Formation ablagerten, war saisonal trocken, wobei regelmäßig Sanddünen in feuchtere Zonen mit florierender Tierwelt vordrangen und sich wieder zurückzogen. Welche Rolle Dilophosaurus in seinem Ökosystem spielte, geht aus mit ihm zusammen abgelagerten Fossilien anderer Organismen hervor. Demnach stand er an der Spitze der Nahrungspyramide in einer lang gestreckten Flussoase, einem von Nadelbäumen gesäumten Wasserlauf durch ein Meer aus Sand.

Ein Dilophosaurus-Skelett, das an der University of Texas in Austin aufbewahrt wird, stammt aus demselben Steinbruch wie zwei Exemplare des schon erwähnten langhalsigen Pflanzenfressers Sarahsaurus. Beide Spezies lebten hier zusammen mit dem kleineren Fleisch fressenden Megapnosaurus und dem noch kleineren, gepanzerten Scutellosaurus. Das am häufigsten in der Kayenta-Formation gefundene Tier ist die frühe Schildkröte Kayentachelys, die sich den Flusslauf mit stark geschuppten Knochenfischen, Süßwasser-Quastenflossern und Lungenfischen teilte. Urtümliche Verwandte der Säugetiere, darunter die biberähnlichen Tritylodontiden und die rattenähnlichen Morganucodontiden, standen wohl ebenfalls auf dem Speiseplan von Dilophosaurus.

Laden… © Daisy Chung, nach Christopher R. Scotese / Scientific American Januar 2021; dt. Bearbeitung: Spektrum der Wissenschaft (Ausschnitt)

Einstiges Verbreitungsgebiet | Die Fossilien des Dilophosaurus stammen alle von zwei Fundorten im nördlichen Teil des heutigen Arizona nahe Flagstaff. Die Tiere lebten im frühen Jura kurz nach dem Auseinanderbrechen des ehemaligen Superkontinents Pangäa.

Im Film »Jurassic Park« kommt nach vorsichtigem Abbürsten eines ausgegrabenen Fossils ein komplett erhaltenes Velociraptor-Skelett zum Vorschein. Diese Szene hat mit der realen Welt wenig zu tun. Da finden Forscher meist nur schwer identifizierbare Fragmente – und an einem Glückstag vielleicht einmal einen einzelnen weitgehend vollständigen Knochen. Zwar ist Dilophosaurus seit der Veröffentlichung von Marshs umfassender anatomischer Studie im Sommer 2020 der weltweit am besten dokumentierte Dinosaurier aus dem frühen Jura. Doch hat es Jahrzehnte gedauert, bis nach dem ersten Skelettfund weitere Fossilien zu Tage kamen, die sukzessive Klarheit über seine genaue Anatomie brachten. Und es brauchte mehrere Generationen von Paläontologen, um die Knochenfunde richtig zu deuten.

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Naturkundemuseen im Dienst der Wissenschaft

Hilfreich bei dieser Arbeit sind die Naturkundemuseen. Von der Öffentlichkeit als Orte eindrucksvoll gestalteter Ausstellungen wahrgenommen, erfüllen sie ihre Hauptfunktion hinter den Kulissen im Dienst der Wissenschaft. Diese Institutionen beherbergen große Sammlungen von Fundstücken, die als Material für die Forschung dienen. Teams von spezialisierten Konservatoren, Archivaren und Kuratoren dokumentieren und konservieren alle Stücke sorgfältig, um sie für die Wissenschaft dauerhaft verfügbar zu halten.

Wiederholbarkeit ist ein Grundprinzip wissenschaftlicher Arbeit: Andere Forscher müssen die Möglichkeit haben, frühere Ergebnisse und Schlussfolgerungen zu überprüfen. In der Paläontologie bedeutet dies, die Fossilien sicher und zugänglich aufzubewahren, damit zukünftige Generationen von Wissenschaftlern die Fundstücke erneut begutachten können.

Die Navajo Nation kooperiert mit Museen, die vor Ort ausgegrabene Fossilien konservieren und alle zugehörigen Dokumente sichern. Als wir 2015 dorthin zurückkehren wollten, wo Jesse Williams 1940 die ersten Überreste von Dilophosaurus entdeckt hatte, trafen wir durch einen glücklichen Zufall auf John Willie, einen seiner nachgeborenen Verwandten. Der Navajo führte uns zur Fundstelle und betonte, welch große Bedeutung die Diné, wie sich sein Volk selbst nennt, ihren einzigartigen Naturschätzen beimäßen. Das Territorium der Navajo Nation gehört zu den weltweit wichtigsten Orten, um Gesteinsformationen aus dem Erdmittelalter zu erkunden. Das dortige Minerals Department unterstützt wissenschaftliche Untersuchungen, indem es unter anderem Genehmigungen für die Feldforschung erteilt, Fossilien als Leihgaben zur Verfügung stellt oder Manuskripte begutachtet.

Wissenschaftlicher Fortschritt kommt dadurch zu Stande, dass Forscher auf früheren Ergebnissen aufbauen, sie gegebenenfalls neu bewerten und als Folge manchmal überkommene Vorstellungen korrigieren. Interessant wird es, wenn derart mühsam erarbeitete wissenschaftliche Erkenntnisse Eingang in die Welt der Unterhaltung finden. Tatsächlich reicht die enge Verbindung der Paläontologie mit dem Kino bis in die Anfänge der bewegten Bilder zurück. Die Idee zu Winsor McCays Animationsfilm »Gertie, der Dinosaurier« aus dem Jahr 1914 wurde im American Museum of Natural History in New York City geboren, wo der Comiczeichner und Karikaturist mit ein paar Freunden das Skelett eines Sauropoden betrachtete. Aus einer Laune heraus wettete er, das Tier zum Leben erwecken zu können. Das Ergebnis war der erste Dinosaurierfilm. Für seine »Gertie«-Rekonstruktion zog McCay die Paläontologen des Museums zu Rate.

Später beriet Barnum Brown, der Entdecker des Tyrannosaurus rex, Walt Disney bei der Produktion des 1940 erschienenen Zeichentrickfilms »Fantasia«. Und das Filmteam, das 1954 »Godzilla« drehte, ließ sich für die Gestaltung des riesigen Monsters von dem 1947 entstandenen Wandgemälde »Das Zeitalter der Reptilien« von Rudolph Zallinger inspirieren, das im Peabody Museum der Yale University in New Haven (Connecticut) ausgestellt ist. Wenn 2022 wie geplant als sechster Teil der Jurassic-Park-Reihe »Jurassic World: Dominion« in die Kinos kommt, dürfen wir gespannt sein, wie stark sich die urweltliche Menagerie dort an den neuesten Erkenntnissen der Paläontologie orientiert.

Übrigens fließt manchmal auch die Filmkultur in die Wissenschaft ein, und das sogar buchstäblich. So erzählte Langston junior, die Paläontologen hätten bei der Restaurierung von Fossilien an der Universtiy of California in Berkeley in den 1930er und 1940er Jahren Filmstreifen aus Zelluloseacetat in Aceton aufgelöst, um Kleber herzustellen – statt den damals viel teureren »Duco Cement« auf Nitrozellulosebasis zu kaufen. Einerseits hat es Dilophosaurus also zum Filmstar gebracht, doch andererseits steckt offenbar auch ein wenig Film in seinen imposanten, aus fossilen Knochen zusammengeklebten Skeletten in den Museen.

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