Circa 110 miljoen jaar geleden, in het tijdperk van het Krijt, struinde een gepantserde dinosauriër op een zomerse dag door een landschap dat nu de Canadese provincie Alberta vormt. Het gebied was kort daarvoor door een bosbrand getroffen en het dier deed zich te goed aan jonge groene varens die uit het as staken. Maar niet lang daarna was de dinosauriër dood. Zijn kadaver belandde in een rivier en werd daarna naar zee meegevoerd, waar het in het zeeslib werd gefossiliseerd. In 2011 stuitte een graafmachine die zich door lagen teerzand werkte op het fossiel, de best bewaard gebleven dinosauriër van zijn soort die ooit is ontdekt.
De vondst heeft al veel licht kunnen werpen op het uiterlijk en de functie van de bepantsering van dit soort dinosauriërs. Maar de wetenschappers die het uitzonderlijke fossiel bestuderen, hebben nu een nieuwe ontdekking gedaan: een bal van plantaardig materiaal in de maag van het dier, waaruit niet alleen het dieet van de dinosauriër blijkt, maar ook het seizoen waarin het dier aan zijn einde kwam.
“De conservering is zó buitengewoon dat we echt iets kunnen zeggen over de maaginhoud,” zegt Caleb Brown, hoofdauteur van de nieuwe studie en curator dinosauriërs van het Royal Tyrrell Museum of Palaeontology in Drumheller, Alberta.
Het nieuwe onderzoek, dat vorige week werd gepresenteerd in het vakblad Royal Society Open Science en mede tot stand is gekomen met steun van de National Geographic Society, biedt een ongekend inkijkje in de wereld van deze grote planteneter – tot en met de stukjes houtskool die het dier destijds inslikte.
“Het schildert een levendig beeldt van het milieu waarin dit dier moet hebben rondgelopen,” zegt Victoria Arbour, curator dinosauriërs van het Royal BC Museum in Victoria, British Columbia. “Je kunt je een voorstelling maken van een heel specifieke gebeurtenis die in het leven van deze dinosauriër plaatsvond en dat vind ik gewoon heel bijzonder.”
Prehistorische maaltijd
In het algemeen is de vondst van een gefossiliseerde maag- en darminhoud zeldzaam. En fossielen waarin de laatste maaltijd van een planteneter bewaard is gebleven, zijn nóg zeldzamer. De chemische omstandigheden waarin botten worden geconserveerd, leiden tot de afbraak van plantaardig materiaal, terwijl dit soort materiaal tijdens het vervalstadium van het kadaver vaak ook van buitenaf in de lichaamsholten wordt gespoeld, zodat het lastig is om te beoordelen wat tot het dier zelf behoort en wat ‘vulling’ van buiten is. Tot nu toe was er één andere gepantserde dinosauriërsoort met verteerde plantenresten in zijn maag ontdekt, een Kunbarrasaurus uit Australië. Maar de dinosauriër in Alberta, die de officiële naam Borealopelta markmitchelli draagt en bij leven een lengte van circa vijfenhalve meter en een gewicht van 1300 kilo kon bereiken, was veel groter en zijn maaginhoud is veel beter bewaard gebleven.
Borealopelta was een nodosauriër, een type gepantserde dinosauriër dat niet beschikte over de staartknots van zijn bekendere neef, de Ankylosaurus. Het dier leefde zo’n 110 miljoen jaar geleden in het huidige noordwesten van Noord-Amerika en werd onder opmerkelijke omstandigheden gefossiliseerd: op een of andere manier belandde het kadaver in een rivier en werd vervolgens over een afstand van 170 kilometer meegevoerd naar de Western Interior Seaway, een binnenzee die het Noord-Amerikaanse continent in tweeën splitste, van de Noordelijke IJszee tot de Golf van Mexico.
Door het uitzonderlijke zeemansgraf van de dinosauriër, in een gebied dat nu het noorden van Alberta is, werd het kadaver in ongekend gedetailleerde staat geconserveerd. Niet alleen is het benige pantser nog geheel intact, ook veel van de keratinelagen waarmee het pantser was bedekt, zijn gefossiliseerd. Deze aanwijzingen helpen de wetenschappers om meer inzicht te krijgen in het uiterlijk en de functie van deze beenplaten en vertellen ook iets over de huidskleur van het dier.
Borealopelta werd in 2011 uit zijn graf van steen bevrijd toen de machinist van een graafmachine in de Millennium Mine van Suncor, een teerzandmijn, in het noorden van Alberta tijdens het graven op het fossiel stuitte. Een team van het Royal Tyrrell Museum of Palaeontology vloog naar de mijn om het fossiel uit te graven, waarna de preparateur van het museum, Mark Mitchell, zes jaar nodig had om met precisiegereedschap het overtollige gesteente rond het fossiel nauwgezet te verwijderen. De soortnaam, markmitchelli, is een eerbetoon aan zijn werk.
Toen Borealopelta in 2017 aan de wereld werd getoond, waren wetenschappers verrukt over de kwaliteit van het fossiel. Brown en zijn collega Don Henderson, eveneens curator dinosauriërs van het Royal Tyrrell Museum, vermoedden toen al dat de maaginhoud van het dier weleens intact zou kunnen zijn. Aan de linkerzijde van de buikholte van de dinosauriër zagen ze een massa veelkleurige steentjes, precies op de plek waar de maag zich zou moeten bevinden. Brown en Henderson namen kleine monsters van materiaal dat van de massa was afgebrokkeld, doopten ze in hars en maakten er flinterdunne schijfjes van, zodat ze onder een microscoop bestudeerd konden worden.
Onder vergroting herkenden de onderzoekers al snel gefossiliseerde plantenresten, waaronder stukjes blad die tot op cellulair niveau bewaard waren gebleven, met inbegrip van de huidmondjes waarmee de bladeren ooit CO2opnamen. Maar Brown en Henderson zijn dinosauriërexperts, geen plantkundigen. Dus namen ze in 2017 contact op met Jim Basinger en David Greenwood, twee van de meest ervaren kenners van prehistorische planten in het westen van Canada.
“Hoe ziet het landschap eruit? De planten vormen een tijdmachine die ons dat kan vertellen,” zegt Greenwood, paleobotanicus aan de Brandon University. “Hoe vochtig was het gebied? Waren er droge seizoenen? Vroor het ’s winters? En uiteraard, in dit geval, wat at dit beest?”
Gedetailleerde maaginhoud
Vanaf halverwege 2017 tot eind 2018 analyseerde het team de schijfjes onder leiding van Greenwoods vrouw Cathy, een laborante die de duizenden gefossiliseerde plantenfragmenten nauwgezet had gecatalogiseerd. Om meer inzicht te krijgen in het milieu waarin Borealopelta leefde, onderzocht het team ook plantenfossielen uit de Gates Formation, een reeks steenkolenbekkens die in het tijdperk van Borealopelta in Alberta ontstond.
Halverwege het Krijt was het klimaat in het noorden van Canada veel vochtiger en warmer dan nu, waardoor het landschap van dit gebied was bedekt met weelderige wouden en wetlands. De vegetatie was totaal anders dan die van de onafzienbare tarwevelden en bossen van het huidige Alberta. Bloemplanten begonnen zich 110 miljoen jaar geleden nog maar pas te verspreiden en waren nog zeldzaam. In plaats daarvan werden de bossen overheerst door coniferen en palmachtige planten genaamd cycadeoïden, met varens en paardenstaarten als ondergroei.
Door plantenfossielen uit de Gates Formation te vergelijken met de plantenresten die in Borealopelta waren aangetroffen, kwam het team tot de conclusie dat kortpotige dier zich vooral met kleinere planten heeft gevoed. Maar tot verrassing van de onderzoekers leek het merendeel van zijn dieet te bestaan uit één specifiek type varen, terwijl het andere beschikbare plantensoorten links liet liggen. Bovendien bestond zo’n zes procent van de maaginhoud uit stukjes houtskool, mogelijk een aanwijzing dat Borealopelta in een gebied graasde dat zich nog herstelde van een recente bosbrand.
Andere aanwijzingen werden gevonden in de groeiringen van de twijgen die Borealopelta at: ze lijken erop te wijzen dat de planten ongeveer halverwege het groeiseizoen door de dinosauriër werden verorberd en dat het seizoen van het voorjaar tot het hoogtepunt van de zomer duurde. Daarnaast vertoonden de varens waarmee Borealopelta zich voedde volgroeide sporendoosjes, organen aan de onderzijde van de bladeren waarmee sporen worden aangemaakt. Al deze gegevens lijken erop te wijzen dat Borealopelta zijn laatste maaltijd in de vroege zomer of de hoogzomer at – en slechts enkele uren daarna stierf.
Eerder al hadden onderzoekers geconcludeerd dat gepantserde dinosauriërs varens en andere lage planten aten en dat de soorten met smalle kaken, waaronder Borealopelta, de vegetatie net als moderne herten heel selectief afgraasden. Het nieuwe fossiel bevestigt nu deze eerdere opvattingen en biedt daarnaast een blauwdruk voor het analyseren van toekomstige fossielen met een bewaard gebleven maaginhoud.
“Het gaat om één specifiek exemplaar dat ons een momentopname uit een heel leven biedt, dus weten we niet hoe representatief deze gegevens zijn,” zegt Brown. “Als we meer exemplaren als deze zouden hebben, zouden we bijvoorbeeld de verschillen tussen een zomers en een winters dieet kunnen achterhalen.”
Maar het Borealopelta-fossiel uit Alberta zou nog meer geheimen kunnen prijsgeven. Het dier werd naar zee meegevoerd, dus weten de onderzoekers nog niet precies waar het dier leefde, maar het team heeft niet alleen de beschikking over plantenresten maar ook over de kiezelsteentjes (gastrolieten) die het dier inslikte om het stugge plantenmateriaal beter te kunnen verteren, zoals ook moderne vogels dat doen. Dankzij gefossiliseerde pootafdrukken is bekend hoe andere dinosauriërs als Borealopelta in de Gates Formation leefden en met behulp van chemische aanwijzingen zouden de kiezels herleid kunnen worden tot specifieke rotsontsluitingen in Alberta.
Ook zonder deze aanvullende details biedt Borealopelta een ongekend inkijkje in die zomerdag in het Krijt, ruim honderd miljoen jaar geleden. “We zijn eraan gewend om dinosauriërs als dode voorwerpen te zien, niet als levende wezens,” zegt Basinger, paleobotanicus aan de University of Saskatchewan in Saskatoon. “Dit is echt een belangrijke manier om te beseffen dat we te maken hebben met wezens die in het landschap rondliepen en dingen aten (...), niet alleen maar botten in een museum.”
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com
