Ruim 95 miljoen jaar geleden werd een gebied dat nu het Marokkaanse deel van de Sahara is, doorsneden door een uitgestrekt rivierenstelsel – de ideale habitat voor een van de meest ongebruikelijke dinosauriërs die ooit is ontdekt: Spinosaurus, een gevaarte met een lengte van vijftien meter, een gewicht van zeven ton, een groot rugzeil en een krokodilachtige snuit met daarin talloze kegelvormige tanden die deels uit zijn bek staken.
Paleontologen zijn het erover eens dat Spinosaurus en zijn directe verwanten in of aan het water leefden, maar ze debatteren al jarenlang over de vraag of dit bizarre beest met zijn enorme rugzeil ook als een echt ‘riviermonster’ onder water kon zwemmen of dat hij – meer als een buitenmaatse reiger – de rivieroevers op prooi afspeurde. Of misschien iets daartussenin was.
Aan de hand van de grootste dataset aan gegevens tot nu toe hebben onderzoekers nu vergelijkingen getrokken tussen de dichtheid van het botweefsel van deze prehistorische vleeseters en die van een hele reeks andere dieren, zowel levende als uitgestorven soorten. Uit de analyse blijkt dat Spinosaurus – en verrassend genoeg ook zijn ‘Britse’ neef Baryonyx – net als moderne pinguïns botten met wanden van een zeer hoge dichtheid hadden. Dat wijst erop dat ze veel tijd in en onder water doorbrachten en op waterdieren jaagden.
‘Misschien heeft Spinosaurus soms als een soort waadvogel geleefd, maar zijn anatomie wordt gekenmerkt door het feit dat hij ook vaak volledig onder water dook,’ zegt Matteo Fabbri, postdoctoraal-onderzoeker van het Field Museum of Natural History in Chicago, Illinois, en een van de hoofdauteurs van de nieuwe studie.
De nieuwe bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature en versterken de hypothese dat de Spinosauridae, de groep waartoe Spinosaurus en zijn directe verwanten behoren, zich gedurende hun evolutie hebben aangepast aan een aquatisch leven – voor zover bekend de enige dinosauriërs die dat hebben gedaan, afgezien van de vogels. Onlangs nog bleek uit het eerste fossiel dat van de staart van Spinosaurus is gevonden dat deze dinosauriër een vreemde, paddelvormige staart moet hebben gehad, die hij mogelijk heeft gebruikt om mee te zwemmen.
‘De botten liegen niet,’ zegt National Geographic-onderzoeker Nizar Ibrahim, paleontoloog aan de University of Portsmouth in Groot-Brittannië en een van de hoofdauteurs van de nieuwe studie. Volgens hem is Spinosaurus ‘nóg aquatischer dan we aanvankelijk dachten.’
Maar over de vraag hoe Spinosaurus precies zwom en zijn vissige prooien in het water achtervolgde, wordt nog volop gedebatteerd. Met zijn langgerekte lichaam en enorme rugzeil stelt het prehistorische roofdier wetenschappers voor talloze raadsels, aangezien deze kenmerken bij andere aquatische wezens niet voorkomen.
‘Ik twijfel er niet aan dat Spinosaurus zeer dichte botten had (...), maar voegt dat genoeg gewicht aan dit dier toe om hem beter in staat te stellen onder water te duiken?’ zegt Don Henderson, de paleontoloog van het Royal Tyrrell Museum of Palaeontology in de Canadese stad Drumheller die in 2018 in een studie over Spinosaurus opperde dat het dier juist een hoog drijfvermogen moet hebben gehad.
‘Als je pinguïns ziet zwemmen, dan zie je dat ze meteen naar de oppervlakte stijgen als ze stoppen met het slaan van hun borstvinnen,’ zegt Henderson. ‘Ik zie niet hoe Spinosaurus zonder een enorme krachtsinspanning onder water kon blijven.’
Botten als ballast
Door zijn optreden in de film Jurassic Park III (2001) is Spinosaurus een beroemdheid geworden, en het is ook een van de meest raadselachtige dinosauriërs die ooit is gevonden. Onderzoekers ontdekten de eerste fossielen van het dier in de jaren tien van de vorige eeuw in Egypte, maar die beenderen werden tijdens bombardementen in de Tweede Wereldoorlog vernietigd, waardoor het voor paleontologen sindsdien buitengewoon moeilijk was om de anatomie van de dinosauriër te bestuderen.
In 2014 maakte het onderzoeksteam onder leiding van Ibrahim bekend dat het op een vindplaats in Marokko een verrassend compleet skelet van een Spinosaurus had gevonden. Het fossiel had ongebruikelijk gedrongen achterpoten en pijpbeenderen met zeer dicht botweefsel. Deze kenmerken wijzen op een semi-aquatische levenswijze, waarbij de dinosauriër tenminste een deel van zijn tijd actief jagend in en onder water moet hebben doorbracht. Het mysterie werd alleen maar groter toen in 2020 de paddelvormige staart van hetzelfde skelet werd gepresenteerd.
Om te achterhalen hoe goed Spinosaurus kon zwemmen, begonnen Fabbri en het team van Ibrahim in 2015 aan een nieuw onderzoek dat zes jaar zou duren. Veel van die tijd werd besteed aan Fabbri’s speurtocht naar een groot aantal gegevens over een hele reeks verschillende dieren. Hij benaderde het ene natuurhistorische museum na het andere, waarbij hij een gestaag groeiend aantal curatoren ervan wist te overtuigen om interessante museumexemplaren voor zijn studie op te duiken.
Bij sommige groepen landdieren die de evolutionaire overgang naar een leven in het water hebben gemaakt, zoals walvissen, was een hogere dichtheid van het botweefsel een van de eerste kenmerken die zich ontwikkelden. Daarbij fungeerden de botten als energiebesparende ballast. Om uit te vinden of de Spinosauridae aan een leven in en onder water waren aangepast, analyseerden de onderzoekers gedigitaliseerde doorsnedes van de ribben en dijbenen van tweehonderd verschillende soorten amnioten, de supergroep waartoe de moderne reptielen, vogels en zoogdieren behoren, naast diverse uitgestorven soorten, waaronder ook de dinosauriërs.
Vervolgens vergeleek het team de dichtheid van hun botweefsel met het bekende gedrag van deze dieren om te zien of ze het vermogen hadden om onder water te foerageren of om te vliegen. Uit de analyse bleek dat beenderen met een hoge dichtheid in direct verband staan met het vermogen van een dier om geregeld onder water te duiken. Afgezien van de vogels waren Spinosaurus en Baryonyx de enige twee dinosauriërs in het onderzoek die botten met een dergelijke hoge dichtheid hadden.
Niet alle dieren met dicht botweefsel leven in of op het water. Zo hebben olifanten en ook de uitgestorven sauropoden pijpbeenderen met een hoge dichtheid, bedoeld om hun enorme gewicht te kunnen dragen.
Maar deze lastdragende (‘graviportale’) botweefsels onderscheiden zich duidelijk van het ‘osteosclerotische’ weefsel van pinguïns en andere dieren die vaak onder water duiken. De hoge dichtheid van dit botweefsel biedt deze dieren een uniek voordeel als het gaat om langere perioden onder water te foerageren, zonder dat dit ten koste gaat van hun vermogen om op het droge uit de voeten te kunnen. ‘Pinguïns en krokodillen kunnen heel goed onder water zwemmen en duiken, maar ze kunnen óók op land lopen,’ zegt Fabbri.
Hoewel Spinosaurus en Baryonyx zich dus meer ‘als een vis in het water’ voelden dan andere dinosauriërs, moesten ze af en toe ook weer aan land komen. Binnenin het eerste fossiel dat van Baryonyx is gevonden zijn vissenschubben en botfragmenten van een jonge plantenetende dinosauriër aangetroffen – misschien een teken dat Baryonix zich op een opportunistische manier voedde, namelijk zowel met water- als landdieren.
Volgens Tom Holtz, een paleontoloog van de University of Maryland en een Spinosaurus-expert die niet bij het nieuwe onderzoek was betrokken, zou de analyse ook vergaande consequenties kunnen hebben voor andere dieren dan Spinosaurus en Baryonyx. Sommige paleontologen denken namelijk dat een paar soorten uit de prehistorische diergroep van de Dicynodonten – wezens met korte, dubbele slagtanden en de verre voorouders van de eerste zoogdieren – een levenswijze kunnen hebben gehad die sterk doet denken aan die van moderne nijlpaarden. Deze en andere hypotheses zouden getest kunnen worden door het analyseren van de dichtheid van nog meer beenderen, met name bij dieren waarvan de fossielen uit niet meer dan een paar fragmenten bestaan en waarover erg weinig bekend is.
‘Voor zover ik weet, heeft niemand deze analyse eerder op deze schaal uitgevoerd,’ zegt Holtz. ‘Dit onderzoek zal anderen aansporen om misschien ook minder spectaculaire, maar in wetenschappelijk opzicht niet minder interessante, prehistorische soorten te gaan analyseren.’
Tegen de trend in
In het nieuwe onderzoek is niet alleen gekeken naar Baryonyx en Spinosaurus, maar ook naar andere aquatische dinosauriërs die op en aan het water leefden, met name naar de eendachtige Halszkaraptor. Het team ontdekte dat geen van deze dieren dichte, pinguïnachtige botten hadden. Maar dat wil niet zeggen dat deze dieren niet op of aan het water leefden. Er zijn talloze moderne dinosauriërs die dat doen, waaronder eenden, ganzen en andere watervogels, maar die geen pinguïnachtige botten met een hoge dichtheid hebben.
Een van de grootste verrassingen van de analyse vonden de onderzoekers bij een andere soort uit de familie van de Spinosauridae: in tegenstelling tot Spinosaurus en Baryonyx had een spinosauride die in Niger is gevonden en de naam Suchomimus heeft gekregen, geen dichte beenderen als ballast, ondanks het feit dat dit dier verder veel overeenkomsten met Baryonyx vertoont.
‘In een groep dieren die misschien nog niet voor honderd procent is overgestapt naar een leven in of op het water, mag je verwachten dat de evolutie nog wat heen en weer schommelt,’ zegt Holtz.
De bevindingen bevestigen nog eens welke buitenissige plaats de spinosauriden in het bredere landschap van de evolutionaire geschiedenis innemen. In de meeste andere gevallen waarin landdieren zich aan een leven in, op of aan het water hebben aangepast, zijn de voorlopers van deze ontwikkeling doorgaans klein van stuk. Zo werden de eerste mosasauriërs – een groep prehistorische zeedieren die niet tot de dinosauriërs behoren – niet veel langer dan 1,20 tot 1,50 meter, oftewel zo groot als een moderne Nijlvaraan. Maar de voorlopers van Baryonyx en Spinosaurus waren waarschijnlijk echte reuzen.
Volgens paleontologe Kiersten Formoso, die aan de University of Southern California aan haar proefschrift werkt, had Spinosaurus weliswaar dichte botten, net als andere dieren die zich tijdens hun evolutie van een leven op het land weer naar een leven in of op het water ontwikkelden, maar gaat dit dier ‘ook tegen enkele zeer gebruikelijke evolutionaire trends in.’
Zo hebben de meeste aquatische amnioten tamelijk afgeplatte en afgeronde lichamen, terwijl het lichaam van Spinosaurus hoog en langgerekt was. In het algemeen waren de lichamen van theropode dinosauriërs, waaronder Spinosaurus, minder wendbaar dan veel andere semi-aquatische dieren, wat van invloed moet zijn geweest op zijn potentiële zwembewegingen. Ook bevatten de wervels van theropoden veel luchtzakjes, die het voor spinosauriden veel moeilijker moet hebben gemaakt om onder water te duiken. Wel wijst ze erop dat de extra dichte botten van deze dieren dit nadeel kan hebben gecompenseerd. En dan is er nog het probleem van het bijna twee meter hoge rugzeil van Spinosaurus, een van de meest opvallende kenmerken van dit wezen. Het anatomische onderdeel moet het voor Spinosaurus erg lastig hebben gemaakt om zich in en onder water te verplaatsen.
‘Ik denk dat dit dier prinsheerlijk in ondiep water rondliep en foerageerde, waarbij hij vrijwel altijd met zijn beide achterpoten op de grond stond,’ zegt Formoso. Volgens haar zou Spinosaurus ‘grote moeite hebben gehad om in het water op zijn prooi te jagen.’
Toch bestaat er nog de mogelijkheid dat de unieke habitat van Spinosaurus deze dinosauriër een voordeel bood bij het jagen op waterdieren. In de Marokkaanse gesteentelagen waarin Spinosaurus is gevonden, zijn ook de fossielen van kolossale en trage prehistorische vissen aangetroffen. ‘Het gaat om soorten waarop Spinosaurus moet hebben gejaagd; we hebben het dus niet over het op hoge snelheid achtervolgen van vissen, zoals dolfijnen dat kunnen,’ zegt Ibrahim.
Bij verdere onderzoekingen zullen waarschijnlijk meer details van deze vreemde roofdinosauriër aan het licht komen. Formoso en Henderson werken samen aan een nieuw onderzoek waarin ze Spinosaurus zullen vergelijken met aquatische zoogdieren en reptielen, terwijl het team rond Ibrahim werkt aan vervolgstudies naar de achterpoten en voeten van Spinosaurus, die erop lijken te wijzen dat de tenen van het dier ver uit elkaar stonden en mogelijk zelfs zwemvliezen hadden.
Holtz denkt dat het spannendste onderzoek naar Spinosaurus en zijn verwanten nog zal komen. ‘Het bewijs wijst duidelijk in een richting dat Spinosaurus een of ander aquatisch wezen is geweest, en deze nieuwe gegevens bevestigen dat hij veel tijd onder water kon doorbrengen (...). Maar hoe deed hij dat?!’ vraagt hij zich af. ‘Het uitzoeken van het hoe en waarom is het leukste gedeelte.’
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op nationalgeographic.com
