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Dinosaurierhörner könnten unterschiedliche Kampfstile verraten
Die massiven Stirnhörner von Triceratops hielten im Computermodell auch den Belastungen beim Verhaken mit einem Rivalen stand. Das Nasenhorn von Centrosaurus war dagegen vor allem für gezielte Stöße geeignet. Eine Analyse von fünf Gattungen deutet darauf hin, dass unterschiedliche Formen des Kräftemessens zur Vielfalt der Hörner bei diesen Dinosauriern beigetragen haben könnten.
Bristol (England). Triceratops und andere Ceratopsier trugen knöcherne Hörner und oft ausladende Nackenschilde. Welche Rolle dieser Kopfschmuck im Leben der Pflanzenfresser spielte, wird seit Langem diskutiert. Neben der Zurschaustellung könnten die Hörner als Waffen bei Auseinandersetzungen zwischen Artgenossen gedient haben.
Verletzungen an fossilen Schädeln liefern Hinweise auf solche Kämpfe. Sie verraten jedoch kaum, aus welcher Richtung die Gegner aufeinanderprallten und wie die unterschiedlich geformten Hörner die Kräfte dabei verteilten. Gerade dieser mechanische Unterschied könnte erklären, warum einige Arten lange Stirnhörner entwickelten und andere ein einzelnes großes Nasenhorn besaßen.
Forscher der University of Bristol um Eric Austin Ames haben deshalb untersucht, wie gut verschiedene Hornsaurier-Schädel den Belastungen möglicher Zweikämpfe standhielten. Dafür erstellten sie aus fossilen Vorlagen sechs dreidimensionale Schädelmodelle von insgesamt fünf Gattungen: Psittacosaurus, Protoceratops, Centrosaurus, Spiclypeus und Triceratops.
Mit der sogenannten Finite-Elemente-Analyse teilte das Team die digitalen Knochen in viele kleine Bereiche und berechnete die dort entstehenden mechanischen Spannungen. Die Forscher simulierten unter anderem frontales Anrempeln, gezielte Stöße mit einzelnen Hörnern sowie das Verhaken von Hörnern in verschiedenen Stellungen. Für den Vergleich berücksichtigten sie die unterschiedlichen Größen der Schädel.
Hohe Spannungen zeigen an, an welchen Stellen die Knochen unter der angenommenen Belastung besonders beansprucht würden. Niedrigere Werte sprechen hingegen dafür, dass der Schädel eine bestimmte Bewegung mechanisch besser verkraften konnte. Daraus lässt sich ableiten, welche Kampfweisen für die jeweilige Kopfform plausibel waren, nicht aber, ob die Tiere tatsächlich so kämpften.
Der relativ kleine Psittacosaurus schnitt bei den simulierten Stößen überwiegend schlecht ab. Sowohl sein Schädel als auch die kurzen Wangenhörner zeigten vergleichsweise hohe Spannungen. Aus Sicht der Forscher spricht dies gegen häufige heftige Zusammenstöße bei dieser Gattung.
Anders sah es bei Protoceratops aus, der ebenfalls keine langen Stirnhörner besaß. Sein Schädel hielt einfache frontale Zusammenstöße im Modell vergleichsweise gut aus. Belastungen bei einem gezielten Stoß mit der Nasenregion fielen dagegen ungünstiger aus. Die beiden Gattungen unterschieden sich somit deutlich, obwohl ihnen die langen Stirn- und Nasenhörner vieler späterer Vertreter fehlten.
Bei Centrosaurus erwies sich das auffällige Nasenhorn als besonders widerstandsfähig gegenüber Kräften in Längsrichtung und von oben oder unten. Seitlich einwirkende Kräfte erzeugten dagegen erheblich höhere Spannungen. Das deutet auf eine Spezialisierung für gezielte Stöße hin, während seitliches Schieben und Verhaken mechanisch weniger günstig gewesen sein dürfte.
Die beiden Gattungen Spiclypeus und Triceratops zeigten ein anderes Muster. Ihre langen Hörner oberhalb der Augen und die kräftigen Schädel hielten einer größeren Bandbreite simulierter Belastungen stand. Auch beim Ineinanderhaken der Hörner blieben die Spannungen in vielen Versuchen niedrig bis mäßig. Ein gegenseitiges Schieben und Ringen erscheint für diese Tiere deshalb biomechanisch plausibel.