Die Polardinosaurier enthüllen uralte Geheimnisse

Es war mitten im Winter unter einem trüben Himmel in Alaska. Auf der einen Seite erstreckte sich die flache Fläche des Colville River. Auf der anderen Seite eine hoch aufragende Felswand aus gefrorenem, zinngrauem Fels, die an Hunderte von Kilometern trostloser Tundra grenzt.

Bewaffnet mit einem Eispickel und Steigeisen war Pat Druckenmiller auf der Suche nach etwas Besonderem, gebeutelt von eisigen arktischen Winden bei Temperaturen um die -28 °C (-20 °F).

Es war das Jahr 2021 und allein der Weg zur Klippe war eine extreme Expedition gewesen. In dieser abgelegenen nördlichen Ecke Alaskas gibt es keine Straßen, daher fuhren der Paläontologe und seine Kollegen von der University of Alaska mit Schneescootern zum Fundort und schlugen dann in der Nähe ein Lager auf. Es war so kalt, dass jedes Zelt mit einem eigenen Holzofen ausgestattet war. In den kommenden Wochen würde das Team ständig mit Erfrierungen zu kämpfen haben – „wir waren knapp dran“, sagt Druckenmiller –, Steinschlägen und hungrigen Eisbären. Aber das war es wert.

Druckenmiller blinzelte im dämmrigen Licht durch seine Skibrille und fand schließlich, was er suchte. In den Klippenschichten, etwa 50 Fuß (15 m) über dem Fluss, befand sich eine einzelne Schicht aus Ton und Sand mit einer Dicke von etwa 10 cm (4 Zoll).

Vor etwa 73 Millionen Jahren, als das Sediment abgelagert wurde, war die Welt wärmer als heute, aber die Region hätte noch weiter nördlich gelegen. Während dieser Teil Alaskas heute im Winter jeden Tag ein paar Stunden dämmert, herrschte damals vier Monate im Jahr, von Oktober bis Februar, völlige Dunkelheit. Es fiel regelmäßig unter -10 °C (14 °F), mit gelegentlichem Schneetreiben.

Und doch verbergen sich in dieser schlammigen Naht die letzten Überreste einer bizarren Epoche der Geschichte – winzige Knochen und Zähne mit einem Durchmesser von nur wenigen Millimetern, die der Nachkommenschaft von Riesen gehörten. Hier haben Tausende von Dinosauriern ihre Nester gebaut, und die ungeschlüpften Föten, die es nicht geschafft haben, sind bis heute dort.

„Es ist wahrscheinlich die interessanteste Schicht von Dinosaurierknochen im gesamten Bundesstaat Alaska“, sagt Druckenmiller. „Sie lebten praktisch am Nordpol.“

Nanuqsaurus wog etwa so viel wie zwei große männliche Eisbären (Quelle: Alamy)

Obwohl wir uns Dinosaurier eher als tropische Kreaturen vorstellen – monströse Reptilien mit Zähnen, die in den Wäldern und Sümpfen der Welt patrouillierten, als der Planet warm und feucht war, erkennen Wissenschaftler zunehmend, dass dies nicht ganz richtig ist. Auch an kühleren Orten gab es Dinosaurier, und es wird deutlich, dass sie alles andere als gelegentliche Schönwetterbesucher waren.

Von Australien bis Russland haben Wissenschaftler inzwischen Dutzende von Dinosauriern entdeckt, die möglicherweise einst unter extremen Temperaturen gelebt haben – sie schlossen ihre wulstigen, habichtsartigen Augen unter einem Himmel voller tanzender Polarlichter, die jede Nacht erfüllt waren, und suchten manchmal zwischen Decken aus makellosem Silber nach Nahrung Schnee. Diese Dinosaurier hielten sich nicht nur an den Rändern ihres bewohnbaren Verbreitungsgebiets fest – an Orten wie Alaska gediehen sie prächtig.

Die Ergebnisse haben Auswirkungen, die weit über die seltsamen Szenen hinausgehen, die sie heraufbeschwören – mit Tyrannosauriern, die den Schnee von ihren (möglichen) Federn schütteln oder sich aufplustern, um einen Schneesturm abzuwarten. Mit jeder neuen Entdeckung geben die Polardinosaurier faszinierende Einblicke in die Physiologie und das Verhalten der Gruppe. Und während Wissenschaftler mehr über sie erfahren, helfen sie dabei, eine der schwierigsten Fragen der Paläontologie zu beantworten: Waren Dinosaurier warm oder kaltblütig?

Eine überraschende Entdeckung

Im Jahr 1961 kartierte Robert Liscomb für den Ölkonzern Shell die Ufer des Colville River, als er etwas Unerwartetes fand: eine Handvoll Knochen, die aus den Schichten der Klippe ragten. Er ging davon aus, dass sie von Säugetieren stammten, nahm sie aber trotzdem mit und legte sie in einen Schrank. Im selben Jahr kam er bei einem Steinschlag auf tragische Weise ums Leben.

Zwei Jahrzehnte lang gerieten die Knochen in Vergessenheit und wurden sicher in den Archiven des Unternehmens aufbewahrt. In der Zwischenzeit tauchten an anderen nördlichen Orten vereinzelte Dinosaurierfossilien auf, darunter Fußabdrücke auf der norwegischen Insel Spitzbergen.

Die Liscomb-Knochenbetten, die in Aufschlüssen entlang des Colville River gefunden wurden, haben mehr arktische Dinosaurier hervorgebracht als irgendwo sonst auf der Welt (Quelle: Alamy)

Dann, eines Tages, im Jahr 1984, gab es eine aufregende Entdeckung: Wissenschaftler hatten Hautabdrücke und Fußabdrücke von Dinosauriern am selben Nordhang des Colville River entdeckt, an dem Liscomb seinen gefunden hatte. Vor diesem Hintergrund wurden die alten Knochen schnell aus ihrer Schublade geholt – und es stellte sich heraus, dass sie schon immer Dinosauriern gehörten. Dies löste eine heftige Debatte unter Paläontologen aus. So weit im Norden kann es doch doch nicht wirklich kaltblütige Tiere gegeben haben? Jahrhundertealte Annahmen wurden in Frage gestellt und es kam zu hitzigen Auseinandersetzungen.

Doch es dauerte nicht lange, bis klar war, dass die Knochen des Colville River kein Zufall waren – die Felsvorsprünge an seinen Ufern wimmelten förmlich von Dinosaurierfossilien, mehr als an jedem anderen arktischen oder antarktischen Ort auf dem Planeten gefunden worden waren. „Und was am wichtigsten ist, es ist mit Abstand der polarste Dinosaurierstandort“, sagt Druckenmiller.

Als sich die Funde summierten, wurden die Beweise schließlich überwältigend. Schon damals gab es zahlreiche Fossilien des kuhähnlichen Pflanzenfressers Edmontosaurus und eines unbekannten Verwandten des Triceratops sowie einen einzelnen Zahn des Raubtiers Alectrosaurus – eines Tyrannosauriers von etwa der Größe eines durchschnittlichen Walrosses.

Es hatte tatsächlich Polardinosaurier gegeben, doch wie sie überlebten, musste noch geklärt werden. Zum Glück gab es eine einfache Erklärung: Sie lebten dort nur, wenn es warm war – sie wanderten aus. Genau wie ihre entfernten Verwandten, die heutigen Küstenseeschwalben, haben die Tiere möglicherweise im Sommer die Pole besucht und sich dann im Winter in wärmere Klimazonen zurückgezogen. Einige Experten vermuteten, dass sie bis zu 3.200 km (1.988 Meilen) zurücklegten.

Dann stieß auch diese Theorie auf einen Haken.

An einem kühlen Sommertag in der späten Kreidezeit überquerte eine Megaherde Hadrosaurier eine schlammige Aue in der Arktis. Es war etwa 10–12 °C (50–54 °F) und die kuhähnlichen Pflanzenfresser – ausgestattet mit zahnlosen Schnäbeln zum Zerkleinern der Vegetation und riesigen, fleischigen Schwänzen – hatten gerade einen strengen Winter überstanden, in dem die Temperaturen fast auf den Gefrierpunkt sanken. Es waren Tausende Menschen jeden Alters dabei – Jugendliche, Teenager und Erwachsene.

Ihre Wanderung durch den Schlamm dauerte vielleicht nur wenige Minuten, aber die Spuren, die sie hinterließen, wurden bald mit weiteren Sedimenten bedeckt und blieben für die kommenden Jahrtausende erhalten – bis sie 2014 von Wissenschaftlern gefunden wurden. Die Fußabdrücke waren so gut erhalten, dass es sogar möglich war um die Schuppen an den Füßen der Dinosaurier zu erkennen.

Ein am Colville River gefundener Pachyrhinosaurus lebte bis zu seinem 19. Lebensjahr (Quelle: Alamy)

Die Fossilien befanden sich in einem Naturschutzgebiet in Alaska, Hunderte Meilen weiter südlich als die Colville-Knochenbetten, aber immer noch in der Arktis. Das Vorhandensein von Spuren junger Dinosaurier deutete darauf hin, dass sie wohl doch das ganze Jahr über in der Region blieben – die Kleinsten hätten eine lange Wanderung nicht überstanden.

Allerdings waren nicht alle überzeugt. Betreten Sie Druckenmiller und seine sorgfältig lokalisierte Rockband.

Eine knifflige Aufgabe

Während einige Paläontologen in den sonnenverwöhnten Badlands Südamerikas Oberschenkelknochen in der Größe von Delfinen ausgruben, war Druckenmillers Ansatz notwendigerweise anders.

Als das Team zum ersten Mal mit der Arbeit am Standort Coleville River in Alaska begann, besuchten sie es im Sommer, wo es heute etwa 1–10 °C (34–50 °F) hat. Sie stellten schnell fest, dass dies alles andere als ideal war. Zwischen Juni und August wimmelt es in Alaska von Mücken – riesigen Wolken, die wie Schneestürme aus schwarzem Schnee auf ahnungslose Menschen herabstürzen. Es gibt so viele, dass sie scherzhaft als Alaska-Staatsvogel bezeichnet werden. Aber das war ihre geringste Sorge.

Die Felswände, an denen sie arbeiteten, bestanden größtenteils aus schlammigem Gestein, das durch Permafrost lose zusammengeklebt war. „Und im Sommer gibt es gerade so viel Erwärmung, dass ein Teil des Eises schmilzt, sodass diese Klippen katastrophal einstürzen können. Wenn man unter einer davon steht, ist das Spiel vorbei“, sagt Druckenmiller.

Die Wissenschaftler entschieden sich stattdessen für den Winter, was ihre eigenen Probleme mit sich brachte. Sie arbeiteten nur 32 km vom Arktischen Ozean entfernt – es war einfach zu kalt, um den ganzen Tag auf dem Bauch zu liegen und die Knochen von Dinosaurierbabys auszusortieren. Stattdessen wurde die Stille der leeren Landschaft kurz nachdem das Team die lang erwartete Felsschicht gefunden hatte, prompt durch das Geräusch von Kettensägen und Presslufthämmern unterbrochen.

Zuerst schnitt das Team einige Stufen in die Klippe, damit sie diese überqueren konnten, und machte sich dann an die Arbeit, statt einzelner Knochen ganze Blöcke vielversprechend aussehender Sedimente herauszuarbeiten. Diese wurden auf Schlitten und Schneemobile verladen und Hunderte von Kilometern durch die gefrorene Tundra zurück zum Labor gefahren.

Obwohl die Welt damals wärmer war, lag der Standort Colville River während der späten Kreidezeit auf 82 Grad nördlicher Breite – dem gleichen Breitengrad wie Ellesmere Island heute (Quelle: Getty Images)

Sobald diese riesigen Proben sicher an der University of Alaska angekommen waren, wurden sie gewaschen, um den Ton herauszusieben. „Und was dann übrig bleibt, ist im Grunde wie eine Sandfraktion – wir untersuchen jedes einzelne Sandkorn unter dem Mikroskop nach kleinen Knochen und Zähnen“, sagt Druckenmiller. „Das ist ein sehr langsamer, zeitaufwändiger Prozess. Es ist ein bisschen so.“ Goldwaschen, außer nach Dinosauriern.“ Er schätzt, dass sein Team im Laufe eines Jahrzehnts auf der Suche nach diesen winzigen Fossilien Millionen von Sandpartikeln untersucht hat.

Was das Team fand, war außergewöhnlich. „Wir hatten nicht nur eine oder zwei Arten von Dinosaurierbabys, wir haben tatsächlich Beweise für sieben verschiedene Gruppen von Dinosauriern, darunter Pflanzenfresser und Fleischfresser, kleine Arten und große Arten“, sagt Druckenmiller.

Wichtig ist, dass die Tatsache, dass die Dinosaurier nisteten, mit ziemlicher Sicherheit nicht wegwanderte, als es kälter wurde. Einige weit verbreitete Dinosaurierarten, wie zum Beispiel die Entenschnabel-Hadrosaurier, brauchten sechs Monate, um ihre Eier auszubrüten. Wenn die Mütter also im Frühjahr begannen, auf ihnen zu sitzen, wäre es fast schon Winter, wenn sie schlüpfen.

Um in der Arktis zu nisten, aber den Winter mit seinen Monaten der Dunkelheit zu vermeiden, hätten diese Babys irgendwie sofort Tausende von Kilometern wandern müssen. Es war einfach nicht genug Zeit. „Das entzieht sich jeder Logik. Wir sind ziemlich sicher, dass diese Dinosaurier das ganze Jahr über dort lebten“, sagt Druckenmiller.

Wie wäre also das Leben dieser Polardinosaurier gewesen? Und wie haben sie es geschafft zu überleben?

Ein eisiges Geheimnis

Es war Anfang März in der späten Kreidezeit, in den offenen arktischen Wäldern, die später zum Standort des Colville River werden sollten. Die kahlen Zweige der Nadelbäume und alten Ginkgobäume waren gerade dabei, Knospen zu bilden, und spendeten gesprenkelten Schatten über das Unterholz aus Farnen und Schachtelhalmen. Herden von Hadrosauriern grasten geistesabwesend im Laubwerk, während männliche Pachyrhinosaurus, stämmige Verwandte des Triceratops, ihre extravaganten Halsrüschen zur Schau stellten, in der Hoffnung, einen Partner anzulocken – vielleicht schnaubten sie gelegentlich durch ihre langen, bauchigen Nasen.

Gelegentlich wurde die relative Ruhe durch eine Verfolgungsjagd und ein Kreischen unterbrochen – ein hungriger Nanuqsaurus oder „Eisbärenechse“ hatte es geschafft, einen schuppigen, schnabeligen Thescelosaurus mit seinem Maul zu fangen. Da Blut über das weiche Fell aus schneeweißen Federn tropfte, mit dem es manchmal dargestellt wird, hätte es seinem modernen Namensvetter bemerkenswert ähnlich sehen können.

In der Nähe gab es eine Reihe von Nestern – möglicherweise in kommunalen Kindergärten, wenn die Dinosaurier wie ihre südlichen Verwandten waren –, in denen die Anwohner ihre Eier ausbrüteten. Vogelähnliche Verwandte der Velociraptoren, Saurornitholestinen, ließen sich über ihren Bruten nieder und benutzten möglicherweise ihre speziellen Zähne, um ihre Federn zu putzen.

Einer der vielleicht seltsamsten Dinosaurier Alaskas war Therizinosaurus – ein kolossaler, sich langsam bewegender Pflanzenfresser mit gruseligen langen „Sense“-Fingern (Quelle: Alamy)

Im Laufe der Jahrzehnte oder Hunderte von Jahren wurden einige der in der Gegend verstorbenen Dinosaurier schließlich in einen nahegelegenen Fluss oder See gespült. „Aber das Sediment wurde so weggespült, dass sich diese Knochen und Zähne in diesen kleinen, diskreten Ablagerungen konzentrierten“, sagt Druckenmiller.

Einige der Dinosaurier, die im Schlick von Standorten entlang des Colville River identifiziert wurden, wurden nirgendwo anders gefunden, wie zum Beispiel Ugrunaaluk kuukpikensis, „alter Grasfresser“ in der lokalen Inupiat-Sprache – eine Art Hadrosaurier. Das bedeutet natürlich nicht, dass sie es irgendwann nicht mehr tun werden, und es beweist auch nicht unbedingt, dass sie besondere Anpassungen an die Kälte hatten. Aber es ist vielversprechend.

Druckenmiller hält es für wahrscheinlich, dass die Alaska-Dinosaurier zumindest einige charakteristische Merkmale aufwiesen, etwa Verhaltensweisen, die sich entwickelten, um ihnen bei der Bewältigung der arktischen Bedingungen zu helfen. „Es gibt Grund zu der Annahme, dass vielleicht einige der kleineren Arten, insbesondere die Pflanzenfresser, vielleicht klein genug waren, um einen Bau zu bauen und über den Winter zu überwintern“, sagt er.

Diese vorläufigen Hinweise stammen von Wachstumsringen in Knochenquerschnitten, wie sie in Baumstämmen vorkommen – Markierungen, die zeigen, wie sich das Wachstumsmuster des Tieres von Jahr zu Jahr veränderte. Wenn das Wachstum stoppt, beispielsweise während des Winterschlafs, hinterlässt die Lücke einen Ring. Laut Druckenmiller wurden diese charakteristischen Bänder bei mehreren Dinosauriern an den Hängen des Colville River gefunden, von denen einige möglicherweise Winterschlaf gehalten haben. Dies ergänzt die Beweise von anderer Stelle, dass Dinosaurier zumindest einige der erforderlichen Anpassungen, wie etwa das Graben, gehabt haben könnten.

Im Jahr 2007 wurde das versteinerte Skelett eines Oryctodromeus – eines Dinosauriers von der Größe eines Deutschen Schäferhundes – zusammen mit zwei seiner Jungen in einem gemütlichen kleinen Loch im Südwesten von Montana gefunden. Das Ganze war begraben und lag dort etwa 100 Millionen Jahre lang ungestört. Sie gehören zur Gattung Thescelosaurus, deren Mitglieder auch am Standort Colville River gefunden wurden.

„Und die Tatsache, dass wir in Alaska nahe Verwandte haben, deutet darauf hin, dass diese Arten möglicherweise auch Höhlen graben, aber überwintern“, sagt Druckenmiller. Leider wäre es äußerst schwierig, dies zu beweisen, es sei denn, es würde einen weiteren Bau in der Arktis finden.

Es wird angenommen, dass arktische Dinosaurier im zeitigen Frühjahr mit dem Nisten begonnen haben, wobei einige Arten bis zu sechs Monate brauchten, um ihre Eier auszubrüten (Quelle: Alamy)

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass Dinosaurier ähnlich wie viele moderne Säugetiere mit der Kälte zurechtkamen, indem sie eine Körperfettschicht aufbauten. Druckenmiller führt das Beispiel von Elchen und Karibus an, die jeden Sommer an Gewicht zunehmen und dann im Winter, wenn die Nahrung knapp ist, von einer Kombination aus ihren Fettreserven und minderwertigem Futter überleben – eine Strategie, die den zusätzlichen Vorteil hat, dass sie warm bleibt . „… sie tun dies, indem sie im Grunde langsam verhungern“, sagt er. „Es gibt keinen Grund, warum Dinosaurier das nicht hätten tun können.“

Aber es gibt eine Anpassung, die klarer ist: Wie Dinosaurier ihre Körpertemperatur regulierten.

Seit ihrer Entdeckung diskutieren Wissenschaftler darüber, ob Dinosaurier warm- oder kaltblütig waren. Im 19. Jahrhundert wurde allgemein angenommen, dass es sich im Wesentlichen um massive, ektotherme Reptilien handelte – sie konnten ihre eigene Körperwärme nicht erzeugen und mussten wie moderne Reptilien ein Sonnenbad nehmen. Als die ikonischen Dinosaurierskulpturen des Crystal Palace 1854 in London enthüllt wurden, ähnelten sie gedrungenen, schuppigen Eidechsen.

Doch als Experten mehr über das Leben von Dinosauriern erfuhren – und zu erkennen begannen, dass moderne Vögel im Wesentlichen schnabelige, gefiederte Dinosaurier sind – begannen viele zu fragen, ob dies richtig sei. Schließlich gelangten sie zu einem Konsens darüber, dass Dinosaurier wahrscheinlich Temperaturen aufwiesen, die irgendwo zwischen denen von Reptilien und Vögeln lagen, und dennoch fehlten bis vor Kurzem immer noch stichhaltige Beweise.

Arktische Dinosaurier verändern das alles. „Eines der Dinge, die wir in dieser ganzen Geschichte annehmen, ist, dass diese Dinosaurier bis zu einem gewissen Grad mit ziemlicher Sicherheit warmblütig waren“, sagt Druckenmiller. „Sicherlich hatten diese Dinosaurier ein gewisses Maß an Endothermie – sie produzierten ihre eigene innere Wärme. Und das ist eine Art Voraussetzung für das Leben in einer kalten Umgebung.“

Bemerkenswerterweise wurden in den Fossilienlagerstätten Alaskas noch nie versteinerte Reptilienreste gefunden – nur Vögel, Säugetiere und Dinosaurier. „Wenn Sie jetzt in Montana arbeiten und nach Dinosauriern suchen, werden Sie unterwegs auf Krokodile, Schildkröten und Eidechsen stoßen … wir haben noch nie einen Rest dieser kaltblütigen Gruppen gefunden“, sagt er Druckenmiller.

In der späten Kreidezeit lebten in Alaska Entenschnabeldinosaurier – kuhähnliche Pflanzenfresser mit Tausenden knirschenden Zähnen (Quelle: Alamy)

Natürlich waren nicht alle Dinosaurier unbedingt warmblütig. Es gibt Hinweise darauf, dass ihre Körpertemperatur je nach Gruppe um bis zu 17 °C (31 °F) schwankte, von nur 29 °C bis 46 °C (115–84 °F). Zum Vergleich: Bei den meisten Säugetieren liegt die Temperatur im Bereich von 36 bis 40 °C (97–104 °F), während es bei Vögeln mit 41 bis 43 °C (105–109 °F) deutlich wärmer ist.

Dennoch sind die Auswirkungen enorm. Endotherme Tiere haben typischerweise bestimmte Eigenschaften gemeinsam, wie z. B. schnellere Wachstumsraten und einen Bedarf an mehr Nahrung. Vor allem aber ging man davon aus, dass dies es einigen Gruppen ermöglichte, die globale Abkühlung zu überleben, die historisch für das Aussterben der Dinosaurier verantwortlich gemacht wurde. Wenn die Säugetiere und Vögel damit umgehen könnten, warum dann nicht auch die arktischen Dinosaurier?

Als in den 1980er-Jahren immer mehr Beweise für Alaska-Dinosaurier vorkamen, wurde den Wissenschaftlern bereits klar, dass sie möglicherweise einer anderen Erklärung bedarfen. Heute geht man davon aus, dass der wahre Grund für das Aussterben der meisten Tiere ihre Größe ist, die einfach bedeutet, dass sie mehr Nahrung benötigten, als verfügbar war. Die Ausnahme bildeten die „maniraptoranen“ oder „Hände ergreifenden“ Dinosaurier. Die kleinsten, gefiederten Mitglieder dieser Gruppe – diejenigen, die etwa ein Kilogramm wogen – konnten sich festhalten und anpassen. Jetzt kennen wir diese Abstammungslinie als Vögel.

Mit jeder neuen Entdeckung enthüllen diese fast polaren Dinosaurier Hinweise auf die Vielfalt und Widerstandsfähigkeit ihrer Verwandten auf der ganzen Welt – und zeigen, dass sie so viel mehr als nur Riesenechsen waren.

*Zaria Gorvett ist leitende Journalistin für BBC Future und twittert @ZariaGorvett

--

Schließen Sie sich einer Million Future-Fans an, indem Sie uns likenFacebook, oder folgen Sie uns weiterTwitteroderInstagram.

Wenn Ihnen diese Geschichte gefallen hat,Melden Sie sich für den wöchentlichen Feature-Newsletter von bbc.com an, genannt „The Essential List“ – eine handverlesene Auswahl von Geschichten der BBCZukunft,Kultur,Arbeitsleben,ReisenUndSpulejeden Freitag in Ihren Posteingang geliefert.