Athens – Ein großer, massig gebauter Körper hält die Wärme besser als ein kleiner, graziler. Das ist praktisch bei Kälte, ungünstig allerdings bei Hitze – dann werden Mittel und Wege zur Abkühlung gebraucht, insbesondere für das Gehirn. Das galt für die riesenhaften Dinosaurier im Gesamten, ganz besonders aber für die Gruppe der Ankylosaurier. Die hatten nämlich auch noch einen Panzer, der zum Schutz diente, als unerwünschten Nebeneffekt aber auch den Wärmestau erhöhte.

"Die riesigen Körper, die wir bei den meisten Dinosauriern sehen, müssen im warmen Erdmittelalter sehr heiß geworden sein", sagt Jason Bourke von der Ohio University. Vor etwa zehn Jahren entdeckte sein Kollege Lawrence Witmer jedoch, dass Ankylosaurier stark gewundene Nasengänge hatten. Zusammen überprüften die beiden Wissenschafter nun, inwieweit diese Windungen beim Wärmeaustausch hilfreich gewesen sein könnten. Die Studie ist in der Fachzeitschrift "Plos One" erschienen.

Die Forscher erstellten zunächst anhand von vorhandenen Fossilien ein dreidimensionales Computermodell des Naseninnenraums von zwei Vertretern der Ankylosaurier aus der späten Kreidezeit, Panoplosaurus mirus und Euoplocephalus tutus. Dann simulierten sie die Luftströme beim Ein- und Ausatmen und die Wärmeübertragung zwischen Nasenwänden und Luft.

Das dahinterstehende Prinzip: Während die Nase beim Einatmen die Luft bis in die Nähe der Körpertemperatur erwärmen muss, soll sie beim Ausatmen möglichst viel Wärme aus der Luft zurückgewinnen. Bei Säugetieren beispielsweise sorgen die Nasenmuscheln in der Nasenhöhle für eine Vergrößerung der Oberfläche, an der der Wärmeaustausch stattfinden kann.

Bourke und Witmer fanden durch ihre Simulationen heraus, dass die gewundenen Nasengänge der Ankylosaurier die Wärme ebenso effizient austauschten wie die Nasenmuscheln der Säugetiere. Die Wirkung zeigte sich, wenn eine virtuelle Dino-Nase ohne Windungen angefertigt wurde: "Wenn wir eine kurze, einfache Nase in die Schnauze steckten, sanken die Wärmeübertragungsraten bei beiden Dinosauriern um über 50 Prozent", sagt Bourke.

Er und seine Kollegen rekonstruierten anhand von Rillen und Kanälen in den Knochen auch die Blutgefäße. Diese lagen so, dass das warme Blut aus dem Rumpf Wärme an die eingeatmete Luft abgeben konnte. Die Verdunstung von Feuchtigkeit in den langen Nasengänge kühlte gleichzeitig das Blut ab, das ins Gehirn strömte.

Den Ergebnissen der Forscher zufolge führte die Wärmerückgewinnung beim Ausatmen zu Energieeinsparungen von 65 Prozent bei Panoplosaurus und von 84 Prozent bei Euoplocephalus. Letzterer brauchte wohl auch einen effizienteren Wärmetausch, weil er größer war als Panoplosaurus.

Begleitmaßnahmen des Wachstums

"Wenn wir uns die Nasenhöhlen und die Atemwege von Dinosauriern anschauen, stellen wir fest, dass die ausgeprägtesten Nasen in den großen Dinosaurierarten gefunden werden", sagt Witmer. Die enorme Körpergröße vieler Dinosaurier brachte physiologische Belastungen mit sich, denen offenbar mit einer ganzen Reihe anatomischer Neuerungen entgegengewirkt werden musste. Ansonsten hätten die Dinos nicht zu den Ausmaßen anwachsen können, für die sie berühmt wurden. (red, APA, 28. 12. 2018)