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Spinosaurus hat wohl den Großteil seines Lebens unter Wasser verbracht
Wie viel Zeit Spinosaurus tatsächlich im Wasser verbrachte, ist seit Jahren umstritten. Eine neue Analyse von Gliedmaßenproportionen stützt nun eine überwiegend aquatische Lebensweise des Raubdinosauriers, wobei zwei verfügbare Vordergliedmaßen-Rekonstruktionen nicht zum gleichen Ergebnis führen. Die Methode kann aus Knochenmaßen mit mehr als 90 Prozent Genauigkeit auf Flossen und eine starke Bindung ans Wasser schließen.
New Haven (U.S.A.). Spinosaurus war mit seinem langen Krokodilmaul, dichten Knochen und verkürzten Hinterbeinen ungewöhnlich an ein Leben am Wasser angepasst. Doch ob der Dinosaurier vor allem am Ufer jagte oder einen großen Teil seines Lebens schwimmend und tauchend verbrachte, blieb umstritten. Unterschiedliche Merkmale seines Skeletts hatten bisher widersprüchliche Deutungen gestützt.
Das Problem betrifft viele ausgestorbene Wirbeltiere, deren Vorfahren vom Land ins Wasser zurückkehrten. Weichteile wie Schwimmhäute und Flossen bleiben nur selten erhalten. Paläontologen müssen deshalb aus den Proportionen der Knochen ableiten, wie stark eine Art an das Wasser gebunden war, doch einzelne Merkmale liefern dabei nicht immer dieselbe Antwort.
Forscher des Florida Museum of Natural History um Caleb Gordon haben deshalb einen phylogenetischen Machine-Learning-Ansatz entwickelt, der die Verwandtschaftsverhältnisse der untersuchten Arten berücksichtigt. Für die Studie sammelte das Team 11.410 lineare Messwerte an 747 Exemplaren heutiger und ausgestorbener Amnioten. Die Modelle wurden zunächst an lebenden Arten mit bekannter Lebensweise und bekannten Weichteilmerkmalen trainiert und anschließend auf Fossilien angewandt.
Am zuverlässigsten erwies sich das Verhältnis von Handlänge zu Unterarmlänge. Damit ließen sich stark oder vollständig aquatische Arten und Tiere mit Flossen über die gesamte Stichprobe mit mehr als 90 Prozent Genauigkeit erkennen. Für Schwimmhäute fanden die Forscher dagegen keinen vergleichbar belastbaren Knochenhinweis.
Um konkurrierende Merkmale zu vergleichen, nutzte Gordon eine Receiver-Operating-Characteristic-Analyse (ROC-Analyse). Das Verfahren bewertet, wie gut ein Merkmal zwei Klassen voneinander trennt, und wurde ursprünglich zur Auswertung von Radarsignalen entwickelt.
„Die ROC-Analyse ist eine faszinierende, fast steampunkartige statistische Technik, die im Zweiten Weltkrieg vom Signal Corps der US-Armee entwickelt wurde. Seit den 1950er-Jahren wird sie in der Psychiatrie, der biomedizinischen Forschung und der Militärforschung eingesetzt, wo viel auf dem Spiel steht. Aus irgendeinem Grund wurde sie von Paläontologen aber kaum oder gar nicht genutzt, obwohl sie genau das ist, was wir brauchen“, erklärt Caleb Gordon.
Bei Spinosaurus liefert der Vorderarm das entscheidende Signal. Für eine von zwei verfügbaren dreidimensionalen Rekonstruktionen des Vorderbeins ordnete das Modell den Dinosaurier als stark oder vollständig aquatisch ein. Auch Suchomimus und der gemeinsame Vorfahr beider Formen erhielten in der Vordergliedmaßenanalyse ein stark aquatisches Signal. Das Hinterbeinmodell rekonstruierte dagegen für keinen der untersuchten Theropoden eine stark aquatische Lebensweise.
Die Autoren betonen zugleich, dass ihre Modelle eher zu falsch negativen als zu falsch positiven Ergebnissen neigen. Deshalb werten sie das positive Signal der Vordergliedmaßen als aussagekräftiger als den fehlenden Befund der Hinterbeine. Die Methode misst allerdings nicht direkt, wie Spinosaurus jagte oder wie gut er tauchen konnte, sondern klassifiziert seine Lebensweise über Knochenproportionen.
„Unsere Ergebnisse werfen neues Licht darauf, wie viel Zeit Spinosaurus untergetaucht verbrachte, was die Vorstellung einer Jagd unter Wasser stützen könnte. Wir rekonstruierten für Spinosaurus mit hoher Sicherheit eine stark aquatische Lebensweise, was darauf hindeutet, dass er den überwiegenden Teil seiner Zeit unter Wasser verbrachte“, sagt Caleb Gordon.