T. rex war ein Warmblüter

Bereits vor zehn Jahren entwickelten die Forschenden der University of California (UCLA) ihre Methode zur Bestimmung der Körpertemperatur ausgestorbener Tiere anhand von Knochen. Die Anwendung dieser Methode an einem Tyrannosaurus rex erforderte jedoch mehr Knochenmaterial, als ein Museum zur Verfügung stellen wollte.

Im Laufe dieses Jahrzehnts verfeinerte das Team das Verfahren und reduzierte die benötigte Materialmenge für die Untersuchung prähistorischer Zähne um etwa 90 Prozent. Dies reichte aus, um das Naturkundemuseum von Los Angeles (NHM) davon zu überzeugen, Teile zweier Zähne eines Exemplars zur Verfügung zu stellen.

Obwohl Wissenschaftler in den letzten Jahren immer mehr Hinweise darauf gefunden haben, dass der T. rex warmblütig war, ist die Studie die erste, in der Wissenschaftler eine konkrete Zahl nennen können. 

„Niemand hat zuvor eine solche Temperaturmessung durchführen können“, sagte Robert Eagle, Geobiologe an der UCLA und Mitautor der Studie. „Wir haben festgestellt, dass die Körpertemperatur des T. rex 36 Grad Celsius (97 Grad Fahrenheit) betrug. Die Temperatur entspricht in etwa meiner Vermutung – höher als die eines Reptils oder eines langsamen Säugetiers wie eines Faultiers, aber niedriger als die eines Vogels.“

Obwohl der T. rex immer noch ein schuppiges, eierlegendes Reptil ist, entspricht seine Körpertemperatur von 36 Grad Celsius der eines behaarten, warmblütigen Säugetiers. Moderne, wechselwarme Reptilien weisen eine Körpertemperatur von etwa 28 bis 30 Grad Celsius auf, während die meisten Vögel – die evolutionären Nachfahren des T. rex – oft deutlich höhere Temperaturen von 40 bis 43 Grad Celsius erreichen, so Eagle. 

Der Schlüssel zur Bestimmung der Körpertemperatur des T. rex liegt in einer chemischen Bindung, erklärte Eagle. Im Zahnschmelz bilden seltene Kohlenstoff- und Sauerstoffisotope Bindungen. Die Anzahl dieser Bindungen zwischen den Isotopen nimmt bei kühleren Temperaturen zu und bei wärmeren ab. Ein warmblütiges Tier besitzt daher weniger dieser chemischen Bindungen in seinen Zähnen als ein kaltblütiges.

„Das ist die Grundlage für die Verwendung von Isotopen als Thermometer“, sagte Eagle. „Theoretisch können wir Messungen an jedem Teil des Skeletts durchführen, aber die Knochen in unserem Körper werden ständig umgebaut, aufgelöst und ersetzt. Der Zahnschmelz besitzt große, kristalline Strukturen, die extrem widerstandsfähig sind. Dadurch ist er der Teil des Skeletts, der chemischen Veränderungen durch die Umwelt über die Jahrmillionen am besten widersteht.“

Eagle und Erstautor Randy Flores entfernten den Zahnschmelz der Fossilien mit einem Dentalbohrer und lösten das entstandene Pulver in Phosphorsäure auf, um Kohlendioxidgas mit den Isotopenbindungen freizusetzen. Die Messung des Gases mit einem Massenspektrometer ermöglichte die Bestimmung der Isotopenverhältnisse, erklärte Eagle.

Ein T. rex mit aktiver Thermoregulation stützt die Theorie, dass Tyrannosaurier aktive Tiere waren, die jagten oder Aas sammelten, um ihren schnellen Stoffwechsel anzutreiben, sagte Eagle. Er ergänzt außerdem die Chronologie und zeigt, wie weit sich dieser Vorfahre der heutigen, sehr warmblütigen Vögel bereits von den kaltblütigen Dinosauriern unterschieden hatte.

Ein warmblütiger T. rex konnte auch in einem kühleren, aber lebensfreundlichen Gebiet überleben, in dem wechselwarme Tiere nicht überlebt hätten, sagte Studienmitautor Alessandro Chiarenza, Paläontologe am University College London. Das warmblütige Reptil hätte sich über Millionen von Jahren an die heißen Bedingungen der Kreidezeit angepasst, einer der wärmsten Perioden der Erdgeschichte, die etwa 6 bis 14 Grad Celsius wärmer war als heute. 

Doch selbst in der brütenden Hitze der Kreidezeit wäre der Winter in Alaska für einen wechselwarmen Dinosaurier zu kalt gewesen, so Chiarenza. Und tatsächlich haben Paläontologen zwar keine Fossilien von Eidechsen, Schildkröten, Krokodilen oder anderen Reptilien aus dem kreidezeitlichen Alaska gefunden, dafür aber Tyrannosaurus-Fossilien.

„Jetzt haben wir empirische Beweise mithilfe dieses geologischen Thermometers“, sagte Chiarenza. „Mithilfe von Paläoklimamodellen der Vergangenheit konnten wir ein Verbreitungsgebiet in Nordamerika vor 66 Millionen Jahren rekonstruieren, das sich von Mexiko bis Alaska erstreckte, basierend darauf, wo ein T. rex mit einer Körpertemperatur hätte überleben können.“

Die untersuchten Zähne stammen von einer Ausgrabungsstätte in Hell Creek, Montana – demselben Ort, an dem das Forschungsteam auch Fossilien uralter Krokodile untersucht hat. Indem die Forscher die Körpertemperatur des Krokodils von 30 Grad Celsius mit der des T. rex von 36 Grad Celsius verglichen, konnten sie laut Eagle ausschließen, dass die Ergebnisse auf geologischen Zufallseffekten beruhen, die die molekulare Zusammensetzung der Fossilien verändert und zu ähnlichen Temperaturwerten beider Arten geführt hätten.