Dinosaurier Computer macht Tyrannosaurus Beine

Wie bewegten sich Tyrannosaurus rex und seine Zeitgenossen wirklich? Wissenschaftler nutzen jetzt Hollywood-Technik zur Laufstilanalyse der Riesenechsen.


Filme wie "King Kong" oder "Jurassic Park" haben lebensecht wirkende Dinosaurier auf die Kinoleinwände gebracht. Filmemacher lieben die ausgestorbenen Riesenechsen. "Ich finde Dinosaurier ideal für Trickstoppanimationen," sagte bereits Ray Harryhausen, der unter anderem die Animationen in "Jason und die Argonauten" angefertigt hat. "Die Tatsache, dass niemand wusste, wie diese Riesenreptilien sich bewegt haben, bedeutete, dass ich sie wieder zum Leben erwecken konnte, ohne mich vor Kritik fürchten zu müssen." Das empfand Harryhausen als seine künstlerische Freiheit.

Wissenschaftler haben es da schwerer. John R. Hutchinson vom Royal Veterinary College der University of London und Stephen M. Gatesy von der Brown University im US-Bundesstaat Rhode Island sollten für das American Natural History Museum in New York den Wissensstand der Paläontologie in anschauliche Animationen übersetzen.

Die gestalterische Freiheit machte ihnen dabei erheblich zu schaffen: Mit den Skeletten von Dinosauriern lassen sich unterschiedlichste Bewegungsabläufe rekonstruieren. Nur, welche davon haben die Riesentiere auch wirklich vollführt? "Wir fragten uns, wie wir unsere Ergebnisse als wissenschaftliche Hypothese darstellen konnten, und nicht bloß als hübsches Bewegtbild", schreiben die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift "Nature".


Wenn ein Dinosaurier die Gelenke in der Hüfte, im Knie, im Sprunggelenk und den mittleren Zeh um jeweils 90 Grad bewegen konnte, ergäben sich daraus 67 Millionen mögliche Kombinationen - selbst wenn man die Knochen nicht kontinuierlich zueinander bewegt, sondern in Ein-Grad-Schritten. "Die meisten davon kann man ausschließen, weil sie geometrisch oder biologisch unplausibel sind", schreiben Hutchinson und Gatesy. Trotzdem bleibt eine Vielzahl von Körperhaltungen übrig, die man in Trickstopptechnik - Bild für Bild mit leichten Veränderungen - zu einem Bewegungsablauf kombinieren könnte.

Ausschlussverfahren führt zu Animation

Am Beispiel eines Tyrannosaurus rex führen die Wissenschaftler nun eine Methode vor, wie man die Spreu vom Weizen trennen kann. Wie Becken und Beine des Dinosauriers geformt waren, ist bekannt. Die Forscher gaben sie als dreidimensionale Elemente in eine handelsübliche Animationssoftware ein. Sie formulierten Regeln, die aus der funktionellen Biologie abgeleitet waren: Mögliche Positionen der Knochen zueinander überprüften Hutchinson und Gatesy darauf, ob sie mögliche Ausgangspunkte für eine Laufbewegung gewesen sein könnten.
Dabei berechneten sie sogenannte bewegungsbasierte und kraftbasierte Faktoren: ob eine Bewegung, die aus einer Körperhaltung folgt, biomechanisch möglich und plausibel ist, und ob die auftretenden Kräfte für den Körper des Tyrannosaurus tolerabel gewesen wären.

Über diese Punkte herrscht freilich selten Einigkeit unter Fachleuten. So tobt etwa seit Jahren eine Debatte darüber, ob die Sauropoden - die gigantischen Pflanzenfresser unter den Dinosauriern - ihre Hälse hoch in die Luft recken konnten wie die heute lebenden Strauße oder aber generell nicht dazu in der Lage waren. Computersimulationen kommen hier zu unterschiedlichen Ergebnissen, da zahlreiche Faktoren wie etwa die Länge der Vorderbeine oder der Blutdruck eine Rolle spielen.

Hutchinson und Gatesy erstellten Animationen, die zumindest mehr als nur einen künstlerischen Eindruck der riesigen Echse zeigen - sondern Hypothesen auf Basis des wissenschaftlichen Kenntnisstands. Der Dinosauriergang lasse sich am besten rekonstruieren, indem man alle Bewegungen ausschließe, die die prähistorischen Tiere sicher nicht vollführt hätten. Wie viele Optionen dann noch übrigblieben, können die Autoren nicht sagen: "Wahrscheinlich noch Tausende" - gegenüber den Millionen rein mathematischer Möglichkeiten.

stx



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