Eine neue Studie des University College London und der University of Cambridge weist darauf hin, dass der Grund dafür, dass große Theropoden-Dinosaurier wie der Tyrannosaurus Rex „kurze Arme“ entwickelten, die in keinem Verhältnis zu ihren riesigen Körpern stehen, wahrscheinlich darin liegt, dass sie während des Evolutionsprozesses zunehmend auf riesige und starke Schädel und starke Beißkräfte angewiesen waren, um Beute zu jagen, und dass ihre Vorderbeine allmählich zu „überflüssigen Konfigurationen“ degenerierten. Relevante Ergebnisse wurden in den britischen „Proceedings of the Royal Society, Series B“ veröffentlicht.
Das Forscherteam analysierte 82 Arten von Theropoden, einer Gruppe fleischfressender, zweibeiniger Dinosaurier, zu denen auch die berühmte Familie Tyrannosaurus rex gehört. Die Ergebnisse zeigen, dass das Phänomen der Verkürzung der Vorderbeine unabhängig und wiederholt bei mindestens fünf Hauptgruppen der Theropodendinosaurier auftritt, darunter Tyrannosauriden, Abelisauriden, Carcharodontosauriden (einschließlich Tyrannotitan), Megalosauriden und Ceratosauriden, in denen sich Tyrannosaurus rex befindet. Die Forscher fanden heraus, dass die Verkürzung der Vorderbeine dieser Dinosaurier nicht so sehr ein Nebenprodukt des „Zu großwerdens“ war, sondern eher damit zusammenhängt, dass der Schädel dicker wird und die Bisskraft stärker wird.
Charlie Roger Scheele, Erstautor der Arbeit und Doktorand am Department of Earth Sciences des University College London, wies darauf hin, dass die Menschen mit den „lustigen kleinen kurzen Händen“ des Tyrannosaurus Rex vertraut sind, andere riesige Theropoden wie Carnotaurus jedoch noch kleinere Vorderbeine haben als Tyrannosaurus Rex. Durch quantitative Analysen stellte das Forschungsteam fest, dass Arten mit kürzeren Vorderbeinen tendenziell stärkere und kompaktere Schädel haben, was bedeutet, dass sie sich beim Angriff mehr auf ihre Schädel und Mandibeln als auf ihre Vorderbeine und Krallen verlassen. Scheler beschrieb dies als eine Art „benutze es oder verliere es“-Evolution: Da nun der Kopf ausreicht, um die Aufgaben des Beißens, Greifens und Unterwerfens von Beute zu erfüllen, nimmt die Bedeutung der Vorderbeine weiter ab und wird schließlich in der Evolution „marginalisiert“.
Die Studie brachte diesen Trend auch mit der Zunahme riesiger Pflanzenfresser im gleichen Zeitraum in Verbindung. In einigen Ökosystemen tauchten riesige Sauropodendinosaurier mit einer Körperlänge von etwa 30 Metern auf. Diese „Giganten“ mit langen Hälsen und langen Schwänzen zwangen Raubtiere, ihre Jagdstrategien zu ändern. Für den Umgang mit einem riesigen Sauropoden, der fast 30 Meter lang ist, ist der Versuch, ihn mit den Vorderbeinen zu ziehen, keine gute Wahl. Offensichtlich ist es effizienter, die Beute mit einem starken Schädel und kräftigem Biss zu beißen und festzuhalten.
Um die Beziehung zwischen „Schädel und Vorderbeinen“ weiter zu untersuchen, schlug das Team eine neue Reihe von Bewertungsmethoden für die „Schädelfestigkeit“ vor, die Indikatoren wie Bisskraft, Schädelform und Festigkeit der Knochenverbindungen umfassend berücksichtigen. In diesem Bewertungssystem wird davon ausgegangen, dass je kürzer und kompakter der Schädel ist und je „stärker“ der Gesamtschädel ist, er besser dazu geeignet ist, hochintensiven Bissen und schweren Stößen standzuhalten. Tyrannosaurus Rex liegt in dieser Metrik an der Spitze aller Proben, und Tyrannotitan, ein riesiges Raubtier aus der frühen Kreidezeit Argentiniens, liegt knapp dahinter, was zeigt, dass auch sein Schädel extrem stark war.
Interessanterweise sind verkürzte Vorderbeine nicht unbedingt mit „individuellem Gigantismus“ gleichzusetzen. Untersuchungen weisen darauf hin, dass Majungasaurus ein Beispiel ist, der vor etwa 70 Millionen Jahren auf Madagaskar lebte. Es war das größte Raubtier der Region, wog jedoch etwa 1,6 Tonnen, also nur etwa ein Fünftel des Tyrannosaurus Rex. Es hatte einen ungewöhnlich dicken Schädel und extrem kleine Vorderbeine. Dies zeigt, dass die Kombination „kurze Hände + harter Kopf“ bei verschiedenen Körpertypen auftreten kann. Der Schlüssel liegt in der ökologischen Rolle und der Jagdmethode und nicht in der reinen Körperform.
Die Forschung ergab auch, dass verschiedene Dinosaurierlinien auf dem Weg zum Schrumpfen ihrer Hände unterschiedliche Wege einschlugen. Bei den Abelisauriden waren im Laufe der Zeit besonders die Teile der Hand und des Unterarms unterhalb des Ellenbogens degeneriert, wobei die Vorderbeine späterer Vertreter wie Madagascarosaurus extrem reduziert waren. Im Gegensatz dazu schrumpften bei Tyrannosauriden alle Teile der gesamten Vorderbeine gleichmäßig und synchron, ohne dass ein besonderes „Schrumpfen“ eines bestimmten Abschnitts beobachtet wurde. Dies deutet darauf hin, dass verschiedene Familien aufgrund völlig unterschiedlicher Entwicklungs- und Evolutionsmechanismen möglicherweise die gleiche Morphologie der „kurzen Vorderbeine“ erhalten haben.
In Bezug auf den Zeitpunkt glaubt das Team, dass es eher der evolutionären Logik entspricht, dass der Schädel „zuerst seine Hände stärkt und dann schrumpft“. Laut Korrelationsanalyse treten die Merkmale dickerer Schädel und stärkerer Beißkräfte tendenziell zuerst auf, während sich die Verkürzung der Vorderbeine erst später manifestiert. Scherer wies darauf hin, dass es unwahrscheinlich sei, dass diese Raubtiere die Vorderbeine als Waffe vorschnell „aufgeben“, ohne zuvor eine Angriffsmethode zu entwickeln, die ausreicht, um die Vorderbeine zu ersetzen. Daher sind die kurzen Vorderbeine eher eine passive Reaktion auf die „Verbesserung des Kopfwaffensystems“.
Das Forschungsteam schlug auch das Konzept des „evolutionären Wettrüstens“ vor. Da Pflanzenfresser immer größer und stärker werden, sind Raubtiere gezwungen, ihre Jagdausrüstung zu verbessern, was zu extremen Körpergrößen, Schädelstrukturen und Bisskräften führt. In diesem Prozess wuchsen einige Raubtiere selbst zu riesigen Tieren heran und wechselten nach und nach vom Doppelwaffenmodus „Klaue + Biss“ zum Modus „Schwerer Biss“, der sich stark auf den Schädel und die Mandibeln stützte, wodurch die Rolle der Vorderbeine weiter geschwächt wurde.