Spektakulärer Befund: Tyrannosaurus rex war ein warmblütiger Räuber

Eine neue Analyse von Zahnschmelz-Proben eines berühmten Tyrannosaurus rex-Skeletts zeigt: Der Dinosaurier hatte eine Körpertemperatur ähnlich großen Säugetieren. Das bestätigt das Bild vom hochaktiven Raubtier statt von einer trägen Riesenechse.

Der berühmte Tyrannosaurus rex «Thomas the T. rex» aus dem Natural History Museum of Los Angeles County hatte eine Körpertemperatur in der Nähe des menschlichen Bereichs und war damit ein Warmblüter.

Studie bestätigt gleichwarme Körpertemperatur

Ein Forschungsteam um Randon Flores von der University of California in Los Angeles (UCLA) hat Zahnschmelz-Proben von zwei Zähnen des zu rund 70 Prozent erhaltenen Skeletts untersucht. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kommen zu dem Ergebnis, dass T. rex seine Körpertemperatur unabhängig von der Umgebung durch eigene Wärmeproduktion konstant hielt. Die Studie ist im Fachjournal «Science Advances» erschienen.

Bereits frühere Untersuchungen hatten darauf hingewiesen, dass Tyrannosaurus rex kein klassisch wechselwarmes Reptil war. Die neue Analyse stützt dieses Bild und ordnet den großen Theropoden klar als Warmblüter ein.

Zahnschmelz als robuste Klima-Archivstruktur

Mitautor Robert Eagle von der UCLA verweist darauf, dass Zahnschmelz über extrem widerstandsfähige Strukturen verfügt und damit als Teil des Skeletts chemischen Veränderungen über Millionen Jahre besonders gut standhält. Untersucht wurden chemische Bindungen zwischen bestimmten Varianten von Kohlenstoff und Sauerstoff, deren Häufigkeit von der Temperatur abhängt.

Bei kühleren Temperaturen steigt die Zahl dieser Bindungen, bei höheren nimmt sie ab. Warmblütige Tiere weisen daher im Zahnschmelz weniger solcher Bindungen auf als wechselwarme Tiere, deren Körpertemperatur stark von der Umgebung beeinflusst wird.

Körpertemperatur ähnlich eines Elefanten

Aus den Messungen schließen die Forschenden auf eine Körpertemperatur des T. rex von rund 36 Grad Celsius. Das entspricht etwa dem Wert, der auch für Elefanten typisch ist. Beim Menschen liegt die durchschnittliche Körpertemperatur bei etwa 37 Grad, bei Vögeln meist zwischen 40 und 43 Grad.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass zumindest einige Dinosaurierarten warmblütig waren. Das habe Auswirkungen darauf, wie und wo sie lebten, und wie aktiv sie in unterschiedlichen Klimazonen sein konnten.

Anpassung an unterschiedliche Lebensräume

Nach Einschätzung des Teams konnte T. rex vor rund 66 Millionen Jahren vermutlich im Großteil des nordamerikanischen Paläokontinents überleben, einschließlich höherer und kälterer Breitengrade. Ein gleichwarmes Tier wäre in der Lage gewesen, auch bei niedrigen Außentemperaturen aktiv zu bleiben.

Die Forschenden gehen davon aus, dass der Dinosaurier als vergleichsweise flinker Räuber oder Aasfresser unterwegs war. Die dauerhaft hohe Körpertemperatur hätte eine schnelle Muskel- und Nervenaktivität unterstützt.

Unterschied zu wechselwarmen Tieren

Im Gegensatz dazu sind wechselwarme Tiere, deren Körpertemperatur von der Umgebung abhängt, bei niedrigen Temperaturen langsamer und weniger aktiv. Sie müssen häufig zunächst längere Zeit Wärme aufnehmen, etwa durch Sonnenbäder, um ihre Leistungsfähigkeit zu steigern.

Dieser Lebensstil hat jedoch auch Vorteile: Wechselwarme Tiere benötigen deutlich weniger Nahrung als gleichwarme, weil ihr Energieumsatz geringer ist. Warmblüter wie T. rex müssen hingegen kontinuierlich Energie zuführen, um ihre Körpertemperatur aufrechtzuerhalten.

Neue Methode zur Temperaturmessung ausgestorbener Tiere

Die nun vorgestellte Studie reiht sich in eine längere wissenschaftliche Debatte über den Stoffwechsel der Dinosaurier ein. Lange Zeit wurden große Theropoden wie Tyrannosaurus rex eher mit heutigen Reptilien verglichen, die ihre Körpertemperatur stark von der Umgebung abhängig machen. Die jetzt angewandte Analyse gekoppelter Kohlenstoff- und Sauerstoff-Isotope im Zahnschmelz liefert jedoch einen direkten Hinweis auf die tatsächliche Körpertemperatur und ergänzt frühere, indirekte Rekonstruktionen etwa über Knochenwachstum oder biomechanische Modelle.

Bemerkenswert ist vor allem die ermittelte Temperatur von rund 36 Grad Celsius, die näher an großen Säugetieren als an heutigen Reptilien liegt. Für die Interpretation der Lebensweise bedeutet dies, dass T. rex nicht auf Aufwärmphasen in der Sonne angewiesen gewesen wäre, sondern auch in kühleren Regionen aktiv jagen oder Aas suchen konnte. Damit verschiebt sich das Bild vom trägen Riesenechsen-Jäger hin zu einem hochaktiven Raubtier mit dauerhaft hohem Energieumsatz. Zugleich wird deutlich, dass innerhalb der Dinosauriergruppe unterschiedliche Strategien der Wärmeproduktion existiert haben dürften.

Bedeutung für Forschung und Öffentlichkeit

Für die Paläontologie eröffnet die Studie die Perspektive, über Zahnschmelz künftig auch bei anderen Arten vergleichbare Temperaturbestimmungen vorzunehmen. Das könnte helfen, Verbreitungsgebiete, Wanderbewegungen und Ökosysteme der Kreidezeit präziser zu rekonstruieren. Für Museen und breite Öffentlichkeit bietet der Befund einen anschaulichen Zugang zum Thema: Wer vor einem T.-rex-Skelett steht, kann sich nun eher ein Tier mit körperlich „heißem“ Innenleben vorstellen als eine kalte, träge Echse. Die Ergebnisse dürften Diskussionen über die Nähe bestimmter Dinosaurier-Linien zu Vögeln und Säugetieren weiter befeuern und zeigen, wie stark sich das Bild der Urzeitwelt durch neue Messmethoden noch ändern kann.

Folgen für das Verständnis früherer Klimaräume

Schließlich weist die Studie darauf hin, dass ein warmblütiger T. rex auch in höher gelegenen oder klimatisch raueren Regionen Nordamerikas lebensfähig gewesen wäre. Das unterstreicht, dass Großräuber der Kreidezeit nicht nur in warmen Küstenebenen, sondern vermutlich in unterschiedlichsten Lebensräumen vorkamen. Für heutige Klima- und Biodiversitätsforschung ist dies insofern relevant, als sich besser abschätzen lässt, wie empfindlich große Organismen auf Temperaturveränderungen reagieren. Zwar erlaubt der einzelne Befund keine direkten Rückschlüsse auf moderne Artenschutzfragen, er zeigt aber, wie eng Physiologie, Umweltbedingungen und Verbreitung auch bei längst ausgestorbenen Tieren miteinander verknüpft waren.