Tyranosaurus

Lebka T. rex (typový druh) v Carnegie Museum of Natural History

Prvé fosílie, ktoré možno pripísať druhu Tyrannosaurus rex, sa skladajú z dvoch čiastkových stavcov, ktoré objavil americký paleontológ Edward Drinker Cope v roku 1892. Pripisoval ich živočíchovi zvanému Manospondylus gigas. Už v roku 1917, Henry Fairfield Osborn spoznal podobnosti medzi M. gigas a T. rex, no vzhľadom na roztrieštenosť stavcov Manospondyla nebolo možné určiť, či sú druhy totožné.[10]

Ďalší spor nastal v júni roku 2000, kedy vedci z Black Hills Institute ohlásili objav ďalších pozostatkov T. rexa na rovnakom mieste, kde sa predtým objavil rod Manospondylus. Tie boli považované za ďalšie pozostatky rovnakého jedinca druhu M. gigas a boli synonymizované s T. rexom.[11] Podľa pravidiel medzinárodnej zoologickej nomenklatúry (ICZN), systém, ktorý riadi vedecké pomenovanie zvierat uviedol, že názov Manospondylus gigas dáva prednosť pred názvom Tyrannosaurus rex, pretože bol pomenovaný ako prvý. Štvrté vydanie ICZN, ktoré začalo platiť 1. januára v roku 2000 uvádza, že „prednosť má mladšie synonymum, ak sa po roku 1899 nepoužívalo za platný názov alebo ak bolo mladšie synonymum použité v 25 publikáciach od najmenej 10 autoroch za posledných 50 rokov…“[12] Názov Tyrannosaurus rex spĺňa tieto podmienky a v súlade so zásadami týchto pravidiel je považovaný za nomen protectum v prípade, že Medzinárodná komisia pre zoologickú nomenklatúru nepožiada o zmenu (ku ktorej ešte nedošlo). V tomto prípade je Manospondylus gigas považovaný za nomen oblitum.[13]

Graf rastu telesnej hmotnosti tyranosauridov v závislosti od veku. (Erickson et al. 2004)

Výskumom niekoľkých exemplárov druhu Tyrannosaurus rex, sa vedcom podarilo určiť ontogenetický vývoj jedincov tohto druhu, odhadnúť ich dĺžku života a určiť ich tempo rastu. U najmenšieho známeho jedinca (LACM 28471, „Teropód Jordan“) je odhadovaná hmotnosť len asi 30 kg, zatiaľ čo u najväčšieho jedinca, FMNH PR2081 („Sue“) je s najväčšou pravdepodobnosťou 5 400 kg. Histologické analýzy kostí Tyrannosaura rexa ukázali, že LACM 28471 bol len vo veku 2 rokov kedy zomrel, zatiaľ čo „Sue“, zomrela okolo 28 rokov, čo je asi maximálny vek pre tento druh.

Histologickým analýzam sa tiež podarilo určiť vek ďalších jedincov a zistili, že najmladší jedinci mohli vážiť zhruba pod 1 800 kg a okolo veku 14 rokov sa ich telo začalo rapídne zväčšovať. Počas tejto fázy rýchleho rastu, mladistvý jedinec tyranosaura priberal asi 600 kg ročne. Vo veku 18 rokov, sa zase krivka rastu rapídne znížila. Ďalšia nedávna štúdia vykonaná histológiou kostí rôznych jedincov potvrdzuje tieto výsledky a zistila, že rýchly rast sa začal spomaľovať na zhruba veku 16 rokov.[14] Táto náhla zmena v raste môže znamenať fyzickú dospelosť, čo je hypotéza, ktorá je podporovaná objavom dreňového tkaniva zo stehennej kosti 16 až 20 rokov starého Tyrannosaura rexa z Montany (MOR 1125, známeho ako „B-rex“). Dreňové tkanivá sa vyskytujú len u samíc vtákov počas ovulácie, čo naznačuje, že „B-rex“ bol v reprodukčnom veku.[15] Ďalšia štúdia uvádza vek tohto exemplára na 18 rokov.[16] Ostatné tyrannosauridy vykazujú veľmi podobné rastové krivky, aj keď s nižším tempom rastu, ktorý zodpovedá ich nižším rozmerom.[17]

Viac ako polovica známych exemplárov Tyrannosaura rexa zrejme zomrela po veku šiestich rokov od dosiahnutia pohlavnej zrelosti a takýto príklad je možné spozorovať aj pri iných tyrannosauridoch a pri niektorých dnes žijúcich vtákoch a cicavcoch. Tieto exempláre vykazujú aj vysokú úmrtnosť mladistvých jedincov tohto rodu.

Namontované kostry dvoch jedincov rodu tyranosaurus v polohe párenia, Jurassic Museum of Asturias

Vzhľadom na zvýšený počet exemplárov, vedci začali analyzovať rozdiely medzi jednotlivcami a zistili, že existujú dva rôzne typy stavby kostier. Prvý typ je pevnejšie stavaný tzv. „mohutnejší“, zatiaľ čo druhý je „útlejší“. Niekoľko morfologických rozdielov spojených s oboma typmi bolo použitých na analýzu sexuálneho dimorfizmu tyranosaura. Odborníci sa nazdávajú, že „mohutnejšia“ bola samica pretože panva niekoľkých exemplárov tohto typu sa zdá byť širšia, zrejme z dôvodu lepšieho priechodu vajíčok.[18]

Len pri jednom exemplári druhu Tyrannosaurus rex bolo presvedčivo preukázané, že patrí určitému pohlaviu. Výskum „B-rexa“ preukázal zachovanie mäkkých tkanív. Niektoré z týchto tkanív boli identifikované ako dreňové tkanivá, čo sú špecializované tkanivá rastu iba u moderných vtákov ako zdroj vápnika pre výrobu vaječnej škrupiny počas ovulácie, čo tiež podporuje názor, že tzv. „B-rex“ bola samica. Nedávny výskum ukázal, že dreňové tkanivá sa nenachádzajú u krokodílov, ktoré sú spolu s vtákmi považované za najbližších žijúcich príbuzných dinosaurov.

Stará rekonštrukcia rodu tyranosaurus. Vyobrazený je aj rod triceratops.

Rovnako ako veľa bipedných dinosaurov bol Tyrannosaurus rex kedysi prezentovaný ako „trojnožka“ vo vzpriamenej polohe s chvostom tiahnúcim sa za ním po zemi. Tento koncept bol sprvu navrhnutý Josephom Leidom v roku 1865, ktorý rekonštruoval Hadrosaura, prvého dinosaura s bipedným držaním tela.[19] Henry Fairfield Osborn, bývalý riaditeľ American Museum of Natural History (americké prírodovedné múzeum) v New Yorku, podporil hypotézu o vzpriamenom postoji tohto tvora rekonštrukciou jeho kostry v roku 1915. Až v roku 1970 si vedci uvedomili, že tento postoj by zviera neudržalo, pretože by to viedlo k narušeniu či oslabeniu viacerých kĺbov, vrátane bokov. Nepresná rekonštrukcia kostry z AMNH bola zobrazovaná aj v mnohých filmoch a maľbách (napríklad slávna nástenná maľba Rudolfa Zallingera – Age of Reptiles v Peabody Museum of Natural History)[20] až do roku 1990, kedy filmy ako Jurský park zaviedli pre širokú verejnosť jeho presnejší postoj s vodorovne držanou chrbticou a s perfektne vyváženým telom.[6]

Rekonštrukcia nedospelého jedinca rodu tyranosaurus, pokrytého vláknitým perím

Keďže tyranosaurus patril medzi celurosaury (Coelurosauria), predpokladá sa, že aj tyranosaurus disponoval nejakým typom operenia, ktoré je známe už pri primitívnych zástupcoch tejto skupiny, rovnako ako pri primitívnych členoch vývojovej línie tyranosaurov (rod Dilong). Pokiaľ perie vyspelým zástupcom Tyrannosauridae druhotne nezaniklo, mohli ním byť pokryté najmä mláďatá, kým nevyrástli. Ako malé zvieratá totiž strácali teplotu oveľa rýchlejšie než dospelé jedince. V priebehu dospievania a zväčšovania telesnej veľkosti o perie prišli, ako dokazujú kožené odtlačky šupinatej kože dospelých tyrannosauridov z Kanady a Mongolska. Ide v podstate o podobný scenár ako pri slonoch alebo veľrybách. Ich predkovia boli osrstení, postupným zväčšovaním telesnej veľkosti však o takmer všetku srsť prišli dokonca aj mláďatá. Ako však dokazuje príklad mamutov, aj veľké tyranosaury žijúce v chladných podmienkach si mohli telesnú pokrývku zachovať do dospelosti.

Pravdepodobný odtlačok stopy tyranosaura v Novom Mexiku

Dodnes boli objavené len dva odtlačky stôp, ktoré možno pripísať tyranosaurovi. Prvú z nich našiel v roku 1983 americký geológ Charles Pillmore vo Philmonte v Novom Mexiku. Pôvodne si myslel, že patrí hadrosauridovi hoci výskumy odhalili akúsi veľkú „pätu“, ktorá sa medzi stopami ornitopódnych dinosaurov nenachádza. Stopu popísali Martin Lockley a Adrian Hunt ako ichnotaxón Tyrannosauripus pillmorei v roku 1994. Navrhli, že je viac než pravdepodobné, že stopu po sebe zanechal tyranosaurus a že ide o prvú známu stopu tohto druhu. Meria 83 cm na dĺžku a 71 cm na šírku.[21]

Druhá nájdená stopa (76 cm dlhá), ktorú možno pripísať rodu tyranosaurus bola prvýkrát popísaná v roku 2007 britským paleontológom Phillom Manningom zo súvrstvia Hell Creek v Montane. Či však stopu po sebe zanechal tyranosaurus, nie je jasné, a to aj keď je spolu s Nanotyrannom jediný veľký teropód zatiaľ nájdený v súvrství Hell Creek.[22]

Už dlho sa vedci dohadujú o rôznych spektrách života tyranosaura, napríklad, či dokázal rýchlo behať. Niekedy sa uvádza, že tyranosaurus bol schopný vyvinúť rýchlosť až 60 km/h, no keby v tejto rýchlosti spadol, zabil by sa. Pravdepodobnejšia je možnosť, že počas behu vyvinul rýchlosť 30 km/h, pričom aj jeho chôdza s trojmetrovými až štvormetrovými krokmi bola všetko iné než pomalá. Pomer dĺžky stehennej kosti k predkoleniu nasvedčuje, že práve na chôdzu boli nohy tohto dinosaura najlepšie uspôsobené. V porovnaní s malými a rýchlymi dinosaurami ako Deinonychus, Velociraptor alebo Ornitholestes je to úplný protiklad. U nich je stehenná kosť relatívne krátka, čo poukazuje na schopnosť rýchleho pohybu. Je zaujímavé, že mladí zástupcovia rodu tyranosaurus, tak ako mnohé primitívne tyrannosauridy, predstavovali rýchlych bežcov.

Rod tyranosaurus disponoval pomerne veľkým mozgom, v pomere k telu značne väčším, než napríklad u podobne veľkých karnosaurov typu giganotosaura alebo carcharodontosaura. Odliatok mozgovej dutiny tohto dinosaura ukázal, že mozog mal dobre vyvinuté časti zodpovedné za vnímanie zrakových, čuchových a sluchových vnemov. Tyranosaurus mal teda dobrý zrak, na rozdiel od tvrdení v úspešnom filme Jurský park. Nové štúdie[23], sčasti inšpirované spomínaným filmom, dokonca dokazujú, že tyranosaurus patril medzi zvieratá so skutočne veľmi dobrým zrakom. Tyranosaurus mal napríklad zorné pole väčšie než dravý vták jastrab a videl 13-krát ostrejšie než človek (jastrab vidí 3,6-krát ostrejšie než človek).

Lebka tyranosaura spredu. Je na nej jasne viditeľné, ako sú očné jamky posunuté viac dopredu, vďaka čomu umožňujú tzv. binokulárne videnie

Jedným z mnohých otáznikov pri tyranosaurovi je, či bol aktívny lovec alebo zdochlinožravec. Zástancovia zdochlinožravosti (napr. Horner) argumentujú, že tyranosaurus mal krátke, pri love nefunkčné predné končatiny (kým ostatné dravé dinosaury ich mali väčšie a silnejšie, napr. Allosaurus), nebol schopný rýchleho behu, disponoval zubami schopnými drviť kosti a mal veľmi dobrý čuch, typický pre zdochlinožravce. Navyše svojou veľkosťou ľahko odplašil menšie dravce. V prospech lovu svedčí výborný zrak s binokulárnym videním a zranenia na lebke Triceratopsa alebo na chvoste Edmontosaura, ktoré pravdepodobne spôsobil tyranosaurus, a ktoré nesú známky hojenia (boli teda spôsobené za života bylinožravca).

Väčšina odborníkov názor podporujúci zdochlinožravosť tyranosaura neprijala. Vzhľadom na to, že dnes neexistuje ani jeden výlučný všežravec (okrem supov, no tie lietajú) a keďže väčšina veľkých bylinožravcov z éry tyrannosaura nebola rýchlejšia než on, s lovom nemusel mať veľké problémy. Väčšina vedcov však nepovažuje tyranosaura ani za výlučného lovca, keďže aj veľké dnes žijúce šelmy nepohrdnú zdochlinou.

Napriek schopnosti loviť veľkú korisť tak tyranosaurus zrejme obľuboval aj zdochliny, ako každý veľký predátor, ktoré vďaka citlivému čuchu zacítil na kilometre. Taktika lovu tohto tvora bola iná, než taktika allosaurov. Alosaury sa kvôli pomerne ľahko stavanej lebke snažili útočiť na slabiny. Tyranosaurus však disponoval mimoriadne veľkou silou zahryznutia (podľa odhadov 6 410 až 13 400 N podľa Erickson a kol., čím sa radí medzi živočíchy s najväčšou silou zahryznutia); jediným zahryznutím dokázal aj dvanásťmetrovému Edmontosaurovi vytrhnúť z tela veľké kusy mäsa aj s kosťami. Počas lovu tyranosaurovi pomáhal aj dobrý sluch a zrak. Po zabití tyranosaurus obeť zožral skoro celú aj s kosťami, pričom sústa nehltal vcelku, ale (ako vďaka jeho skamenenému trusu vieme) dôkladne ich rozhrýzol.

Kosti dokázal drviť vďaka silnému stisku. Vyvinul silu 34 000 newtonov (2-krát viac ako dnešné krokodíly) na koncoch zubov mohol vyvolať tlak 3 000 megapascalov.[24]

Štúdia Currieho, Hornera, Ericksona a Longricha v roku 2010 uviedla, že Tyrannosaurus rex, jeden z najväčších mäsožravých dinosaurov, bol kanibal. Na niektorých exemplároch tyranosaura totiž našli známky po zuboch pripadajúce rovnakému rodu. Uhryznutia boli nájdené na ramennej kosti a na rôznych kostiach zadnej končatiny. Je dosť nepravdepodobné, že jeden zo súperiacich uhryzol protivníka do nohy, preto je isté, že uhryznutie bolo vykonané na zdochline. Navyše, uhryznutie nastalo v časti tela s relatívne malým množstvom mäsa, teda sa navrhlo, že tyranosaurus sa vtedy kŕmil nejakou zdochlinou, na ktorej viac mäsité časti už boli zhltnuté niekým iným.[25]

Prvé pozostatky tohto obrieho teropóda boli objavené už v roku 1874 blízko mesta Golden v Colorade. Neboli však správne rozoznané. Na začiatku deväťdesiatych rokov devätnásteho storočia objavil paleontológ John Bell Hatcher vo východnej časti Wyomingu fragmenty lebky, ktoré boli spočiatku považované za pozostatky Ornithomima (Ornithomimus grandis), aj keď v súčasnosti sú zaraďované do rodu tyranosaurus.[27] V roku 1892 objavil Edward Drinker Cope časti stavcov v Južnej Dakote a dal im meno Manospondylus gigas. Tieto pozostatky boli neskôr reklasifikované do rodu tyranosaurus.

Nedokončený model dvoch jedincov rodu tyranosaurus. (H. F. Osborn)

V roku 1900 objavil Barnum Brown prvú čiastočnú kostru tyranosaura, ktorú H. F. Osborn vo svojej publikácii z roku 1905 pôvodne pomenoval ako Dynamosaurus imperiosus. O dva roky neskôr našiel Brown ďalšiu neúplnu kostru vo formácií Hell Creek v Montane.[28]. Pôvodný materiál Dynamosaura je v súčasnosti v zbierkach v Londýnskom Natural History Museum (Prírodopisnom múzeu).[29]

Brown našiel celkom päť čiastočných kostier tyranosaura. V roku 1941, bol objav Browna z roku 1902 predaný Carnegie Museum of Natural History (Carnegieho múzeu prírodnej histórie) v Pittsburghu. Brownov štvrtý najväčší objav z Hell Creeku je dnes vystavený v American Museum of Natural History (Americkom prírodovednom múzeu) v New Yorku.

Tyranosaurus „Sue” vo Field Museum of Natural History v Chicágu

Susan Hendricksonová, amatérska paleontologička, 12. 8. 1990 objavila najúplnejšiu (viac ako 90 %) a do roku 2001 najväčšiu fosílnu kostru tyranosaura v montanskom súvrství Hell Creek. Kostra bola pomenovaná Sue a predaná v aukcii za 7,6 milióna dolárov, čo ju robí najdrahším dinosaurom v dejinách. Kostra je dnes vystavená vo Field Museum of Natural History (Fieldovom prírodovednom múzeu). Štúdiom skamenených kostí sa ukázalo, že Sue dosahovala plnú veľkosť vo veku 19 rokov a zomrela vo veku 28 rokov.[30] Zomrela pravdepodobne v dôsledku silného uhryznutia jej hlavy, čo by mohlo byť spôsobené iným tyranosaurom. Výskumníci totiž uvádzajú, že v rovnakom lome sa tiež našli kostry dospelých a nedospelých tyranosaurov, čo naznačuje, že tyranosaurus mohol žiť v skupinách.

Ďalší tyranosaurus, prezývaný „Stan“, na počesť amatérskeho paleontológa Stana Sacrisona, bol nájdený v súvrství Hell Creek na jar v roku 1987. Stan je 63 % kompletná kostra a je vystavená v Black Hills Institue Geological Research v Južnej Dakote. Oba exempláre, Stana a Sue, skúmal paleontológ Peter Larson.

V lete v roku 2000 objavil Jack Horner päť kostier tyranosaura blízko priehrady Fort Peck v Montane. O jednom z exemplárov, nazývanom aj „C. rex“, bolo oznámené, že je to najväčší tyranosaurus, aký sa kedy našiel.[31]

T. rex "Big Mike", Museum of the Rockies, Bozeman, Montana

V roku 2001 sa našla 50 % kostra nedospelého jedinca tyranosaura, pomenovaného „Jane“. Toto nálezisko, bolo pôvodne považované za objav prvej známej kostry trpasličieho tyrannosaurida, Nanotyranna aj keď novšie výskumy ukázali, že je viac pravdepodobné, že ide o nedospelý exemplár jedinca rodu tyranosaurus.[32] Vzhľadom na jedinečnosť v jej veku sa týmto tyranosaurom zaoberal Jack Horner, Peter Larson, Robert Bakker, Greg Erickson a niekoľko ďalších paleontológov. V súčasnosti je exemplár vystavený v Burpee Museum of Natural History (Burpeeho prírodovednom múzeu) v illinoiskom Rockforde.[33]