Przez kilkadziesiąt lat niewielkie kości znalezione wewnątrz szkieletu drapieżnego dinozaura uchodziły za dowód, że zwierzę zjadło młodego przedstawiciela własnego gatunku. W 2006 roku naukowcy ponownie zbadali znalezisko i doszli do zupełnie innych wniosków. Coelophysis, niewielki teropod żyjący pod koniec triasu, pozostaje jednak jednym z najlepiej poznanych wczesnych dinozaurów. W amerykańskim Ghost Ranch odkryto szczątki setek, a według niektórych oszacowań nawet ponad tysiąca osobników. Ich kości pozwoliły odtworzyć wygląd zwierzęcia, przebieg jego wzrostu oraz część wydarzeń, które rozegrały się na terenie dzisiejszego Nowego Meksyku ponad 200 milionów lat temu.
Drobne kości miały świadczyć o pożeraniu młodych
Wśród licznych szkieletów Coelophysis odkrytych w Ghost Ranch szczególne zainteresowanie wzbudziły dwa okazy. W okolicy ich jam brzusznych znajdowały się niewielkie kości, które początkowo uznano za szczątki młodych osobników tego samego gatunku.
Edwin Harris Colbert, paleontolog kierujący wykopaliskami, interpretował je jako pozostałości pożywienia. Jeżeli kości rzeczywiście należały do młodych Coelophysis, oznaczałoby to, że większe osobniki mogły zjadać przedstawicieli własnego gatunku. Tak narodziła się hipoteza kanibalizmu, która na wiele lat stała się jednym z najbardziej rozpoznawalnych elementów historii tego dinozaura.
Znalezisko wydawało się szczególnie interesujące, ponieważ skamieniałości rzadko dostarczają bezpośrednich informacji o ostatnich posiłkach wymarłych zwierząt. Zwykle paleontolodzy odtwarzają sposób odżywiania na podstawie budowy zębów, szczęk i innych elementów szkieletu. Zachowana zawartość przewodu pokarmowego pozwala natomiast znacznie dokładniej rozpoznać rodzaj zjadanej zdobyczy.
Przez dziesięciolecia niewielkie kości z Ghost Ranch przedstawiano więc jako dowód, że Coelophysis mógł polować na własne młode lub żywić się ich szczątkami.
W 2006 roku dawna interpretacja została podważona
Sterling Nesbitt, Alan Turner, Gregory Erickson i Mark Norell postanowili ponownie przeanalizować słynne skamieniałości. Wyniki opublikowali w 2006 roku w czasopiśmie „Biology Letters”.
Badacze wykorzystali szczegółowe porównania anatomiczne oraz analizę mikroskopowej budowy kości. Okazało się, że szczątki uznawane wcześniej za młodego dinozaura należały do wczesnego krokodylomorfa, czyli przedstawiciela linii ewolucyjnej obejmującej również współczesne krokodyle.
W przypadku drugiego szkieletu stwierdzono dodatkowo, że część kości interpretowanych jako zawartość żołądka znajdowała się poza jamą ciała drapieżnika. Ich położenie nie stanowiło więc wiarygodnego dowodu, że zostały połknięte.
Wyniki podważyły najważniejsze argumenty przytaczane wcześniej na rzecz kanibalizmu. Nie oznaczały jednak, że naukowcy dowiedli całkowitego braku takich zachowań u Coelophysis. Wykazali przede wszystkim, że konkretne znaleziska nie potwierdzają wcześniejszej interpretacji.
Spór powrócił po kolejnych badaniach
W 2009 roku Larry Rinehart i współpracownicy opublikowali obszerne opracowanie skamieniałości z Ghost Ranch. Przedstawili w nim nowe argumenty dotyczące możliwego kanibalizmu, oparte na innych szczątkach niż te zakwestionowane trzy lata wcześniej.
Szczególną uwagę zwróciło nagromadzenie drobnych fragmentów kostnych w pobliżu czaszki jednego z osobników. Badacze rozważali, czy mogły być pozostałościami pokarmu zwróconego z przewodu pokarmowego. Wśród fragmentów rozpoznali elementy przypominające kości szczęk i zęby niewielkiego Coelophysis.
Autorzy przedstawili również interpretacje innych skupisk drobnych kości, które mogły znajdować się w treści przewodu pokarmowego. Uznali, że niektóre z tych znalezisk ponownie przemawiają za możliwością zjadania osobników własnego gatunku.
Nie jest to jednak dowód powszechnie uznawany za rozstrzygający. Trudności sprawia jednoznaczna identyfikacja niewielkich, fragmentarycznych kości, a także ustalenie, czy rzeczywiście stanowiły zawartość przewodu pokarmowego. Dlatego odpowiedź na pytanie o kanibalizm Coelophysis pozostaje niepewna. Pierwotne dowody zostały skutecznie podważone, natomiast późniejsze interpretacje nadal wymagają ostrożności.
W 1947 roku odkryto niezwykłe cmentarzysko dinozaurów
Historia badań nad Coelophysis zmieniła się latem 1947 roku. Ekspedycja American Museum of Natural History, kierowana przez Edwina Harrisa Colberta, prowadziła poszukiwania skamieniałości w północnym Nowym Meksyku. Podczas prac w Ghost Ranch członek zespołu George Whitaker zauważył fragmenty kości niewielkich dinozaurów.
Początkowo odkrycie nie zapowiadało ogromnego nagromadzenia szkieletów. Dopiero usunięcie kolejnych warstw osadu ujawniło, że kości występują bardzo blisko siebie, miejscami tworząc kilka nakładających się poziomów. Od nazwiska odkrywcy stanowisko zaczęto nazywać Whitaker Quarry.
Znaleziono tam szczątki młodych i dorosłych zwierząt. Niektóre szkielety zachowały niemal kompletne połączenia anatomiczne, inne były częściowo rozczłonkowane. W jednym miejscu występowały czaszki, kręgi, kończyny i ogony należące do osobników różnej wielkości.
Kolejne ekspedycje stopniowo odsłaniały następne fragmenty stanowiska. W opracowaniu geologicznym z 1994 roku Hilde Schwartz i David Gillette oszacowali, że w około trzydziestu metrach sześciennych wydobytego materiału znajdowały się szczątki co najmniej tysiąca osobników. Tak duża liczba szkieletów jednego gatunku umożliwiła badania, które byłyby niemożliwe na podstawie kilku przypadkowych kości.
Co spowodowało śmierć tak wielu zwierząt?
Okoliczności powstania cmentarzyska w Ghost Ranch do dziś nie zostały ostatecznie wyjaśnione. Paleontolodzy analizowali układ szkieletów, rodzaj otaczających je skał oraz ślady przemieszczania kości przed ich pogrzebaniem.
Schwartz i Gillette uznali, że zwierzęta mogły zginąć podczas poważnego kryzysu środowiskowego, na przykład długotrwałej suszy. Ciała zostałyby następnie przeniesione przez wodę i nagromadzone w opuszczonym korycie rzecznym, gdzie przykryły je drobne osady.
Rozważano również możliwość, że część zwierząt zginęła podczas gwałtownych wezbrań rzek. Woda mogła porwać ich ciała, przemieścić je na niewielką odległość i szybko zasypać materiałem niesionym przez nurt. Za stosunkowo szybkim pogrzebaniem przemawia zachowanie wielu szkieletów w połączeniu anatomicznym oraz niewielka liczba śladów długotrwałego wietrzenia i żerowania padlinożerców.
Nie wiadomo natomiast, czy Coelophysis żyły w trwałych stadach. Duże nagromadzenie szczątków może świadczyć o wspólnym przebywaniu wielu osobników w określonym miejscu, ale nie dowodzi istnienia zorganizowanego życia społecznego. Zwierzęta mogły czasowo gromadzić się w pobliżu wody lub pożywienia.
Niewielki drapieżnik miał długie nogi i smukły tułów
Coelophysis był znacznie mniejszy od większości drapieżnych dinozaurów znanych z późniejszej jury i kredy. Dorosłe osobniki osiągały około dwóch–trzech metrów długości, a ich masę szacuje się na kilkanaście do kilkudziesięciu kilogramów.
Zwierzę poruszało się na dwóch długich kończynach tylnych. Miało smukły tułów, wydłużoną szyję i długi ogon pomagający utrzymywać równowagę. Taka budowa wskazuje na zdolność do sprawnego przemieszczania się, choć dokładnej prędkości biegu nie można wiarygodnie ustalić.
Przednie kończyny były krótsze od tylnych, ale wyposażone w dłonie z pazurami. W szczękach znajdowały się niewielkie, ostre i zakrzywione zęby o ząbkowanych krawędziach. Coelophysis prawdopodobnie polował przede wszystkim na małe kręgowce i inne stosunkowo niewielkie zwierzęta.
Nazwa rodzajowa oznacza w przybliżeniu „wydrążoną formę”. Nawiązuje do charakterystycznej budowy kości, których wnętrza zawierały przestrzenie zmniejszające ciężar szkieletu.
Coelophysis reprezentował wczesny etap ewolucji teropodów. Znacznie później pojawiły się większe drapieżniki, takie jak allozaur, którego kości zachowały liczne ślady urazów i chorób.
Pierwsze kości znaleziono ponad sześćdziesiąt lat wcześniej
Szczątki Coelophysis były znane paleontologom jeszcze przed odkryciem Ghost Ranch. W 1881 roku David Baldwin, zbierający skamieniałości dla Edwarda Drinkera Cope’a, znalazł fragmentaryczne kości dinozaurów w północnym Nowym Meksyku.
Cope opisał część materiału w 1887 roku, nadając mu nazwę Coelurus bauri. Później zmieniał jego klasyfikację, aż w 1889 roku ustanowił nowy rodzaj Coelophysis. Pierwotne skamieniałości były jednak niekompletne, a dokładna lokalizacja dawnych znalezisk pozostawała niepewna. Kiedy w Ghost Ranch odkryto znacznie lepiej zachowane szkielety, pojawiły się spory o ich formalne przypisanie do wcześniej opisanego rodzaju.
Problem rozstrzygnęła w 1996 roku Międzynarodowa Komisja Nomenklatury Zoologicznej. Zastąpiła dawny okaz typowy szkieletem AMNH 7224 pochodzącym z Ghost Ranch. Decyzja umożliwiła zachowanie utrwalonej nazwy Coelophysis bauri i powiązanie jej z dobrze poznanym materiałem kostnym.
Znaczenie odkryć zostało docenione również poza środowiskiem naukowym. W 1981 roku Coelophysis uznano za oficjalną skamieniałość stanową Nowego Meksyku.
Osobniki w podobnym wieku mogły mieć różne rozmiary
Ogromna liczba szkieletów umożliwiła paleontologom szczegółowe badania wzrostu Coelophysis. W 2022 roku Daniel Barta, Christopher Griffin i Mark Norell opublikowali analizę mikroskopowej struktury kości dwudziestu czterech osobników.
Wśród badanych zwierząt znajdowały się osobniki mające mniej niż rok oraz starsze, których wiek oszacowano na co najmniej cztery lata. Naukowcy porównali ślady okresowych zmian wzrostu zapisane w kościach z wielkością szkieletów i stopniem ich rozwoju.
Wyniki wykazały znaczną zmienność tempa wzrostu. Osobniki o zbliżonych rozmiarach nie zawsze były w tym samym wieku, a podobny wiek nie oznaczał identycznych proporcji ciała. Również niektóre cechy anatomiczne pojawiały się na różnych etapach rozwoju. Odkrycie pokazało, że ustalanie wieku dinozaura wyłącznie na podstawie długości kości może prowadzić do błędnych wniosków. Konieczne jest uwzględnienie również budowy mikroskopowej tkanki kostnej.
Szczególna wartość Ghost Ranch polega na możliwości analizowania wielu osobników pochodzących z jednego stanowiska. Dzięki temu łatwiej badać różnice występujące w obrębie populacji, zamiast porównywać skamieniałości oddzielone milionami lat.
Czaszki młodych różniły się od czaszek dorosłych
Kolejne informacje przyniosły badania Jeba Bugosa i Skye McDavid, opublikowane w 2024 roku. Autorzy opisali dwie stosunkowo dobrze zachowane czaszki młodych Coelophysis z Ghost Ranch.
Oba okazy zachowały znaczną część kości, choć brakowało im niektórych elementów przedniej i tylnej części czaszki. W porównaniu z większymi osobnikami młode miały stosunkowo duże oczodoły, krótsze pyski i delikatniejsze kości. Różnice dotyczyły również kształtu zębów.
Badacze uznali, że były to cechy związane z dorastaniem, a nie dowody przynależności do odrębnego gatunku. Zmiany proporcji głowy mogły być znaczne, dlatego rozpoznawanie młodych teropodów wyłącznie na podstawie wyglądu czaszki wymaga ostrożności. Odkrycia te uzupełniły wiedzę uzyskaną dzięki analizom histologicznym. Pozwoliły dokładniej odtworzyć rozwój Coelophysis od młodego osobnika do dorosłego zwierzęcia.
Żył w świecie, w którym dinozaury nie były jeszcze największe
Coelophysis zamieszkiwał Amerykę Północną u schyłku triasu. Skały formacji Chinle dokumentują krajobraz dawnych rzek, równin zalewowych i terenów podlegających sezonowym zmianom wilgotności.
W tych ekosystemach występowały liczne inne archozaury. Szczególnie charakterystyczne były fitozaury, przypominające wyglądem krokodyle, oraz duże lądowe drapieżniki bliżej spokrewnione z krokodylami niż z dinozaurami. Wczesne dinozaury nie dominowały jeszcze w środowiskach lądowych w takim stopniu, jak ich późniejsi krewniacy. Wśród największych drapieżników triasu znajdowały się również zwierzęta reprezentujące inne linie ewolucyjne.
Z podobnego okresu pochodzą skamieniałości odkrywane na terenach dzisiejszej Polski. O tym, jakie dinozaury i ich bliscy krewniacy występowali na naszych ziemiach, wiemy przede wszystkim dzięki kopalnym tropom oraz znacznie rzadszym szczątkom kostnym. Coelophysis żył ponad 130 milionów lat wcześniej niż tyranozaur, jeden z największych drapieżników końca kredy. Choć oba należały do teropodów, reprezentowały odległe etapy ewolucji tej grupy.
Skamieniałości z Ghost Ranch pozwoliły poznać Coelophysis znacznie dokładniej niż większość innych triasowych dinozaurów. Nadal nie wiadomo jednak, czy zwierzęta te regularnie tworzyły grupy, co spowodowało śmierć tak wielu osobników oraz czy rzeczywiście zdarzało im się zjadać przedstawicieli własnego gatunku. Kolejne analizy kości wydobytych ponad siedemdziesiąt lat temu mogą jeszcze zmienić odpowiedzi na te pytania.
Źródła
- Colbert E.H. (1989), The Triassic Dinosaur Coelophysis, „Museum of Northern Arizona Bulletin”, nr 57, s. 1–160.
- Schwartz H.L., Gillette D.D. (1994), Geology and taphonomy of the Coelophysis quarry, Upper Triassic Chinle Formation, Ghost Ranch, New Mexico, „Journal of Paleontology”, t. 68, nr 5, s. 1118–1130. DOI: 10.1017/S0022336000026718.
- International Commission on Zoological Nomenclature (1996), Opinion 1842. Coelurus bauri Cope, 1887 (currently Coelophysis bauri; Reptilia, Saurischia): lectotype replaced by a neotype, „Bulletin of Zoological Nomenclature”, t. 53, nr 2, s. 142–144.
- Nesbitt S.J., Turner A.H., Erickson G.M., Norell M.A. (2006), Prey choice and cannibalistic behaviour in the theropod Coelophysis, „Biology Letters”, t. 2, nr 4, s. 611–614. DOI: 10.1098/rsbl.2006.0524.
- Rinehart L.F., Lucas S.G., Heckert A.B., Spielmann J.A., Celeskey M.D. (2009), The Paleobiology of Coelophysis bauri (Cope) from the Upper Triassic (Apachean) Whitaker Quarry, New Mexico, with Detailed Analysis of a Single Quarry Block, „New Mexico Museum of Natural History and Science Bulletin”, nr 45.
- Barta D.E., Griffin C.T., Norell M.A. (2022), Osteohistology of a Triassic dinosaur population reveals highly variable growth trajectories typified early dinosaur ontogeny, „Scientific Reports”, t. 12, artykuł 17321. DOI: 10.1038/s41598-022-22216-x.
- Bugos J.E., McDavid S.N. (2024), Immature skulls of the theropod dinosaur Coelophysis bauri from Ghost Ranch, New Mexico, „Acta Palaeontologica Polonica”, t. 69, nr 4, s. 549–564. DOI: 10.4202/app.01085.2023.