Ruim 66 miljoen jaar geleden heerste een ‘tirannieke hagediskoning' over het westen van Noord-Amerika: de angstaanjagende, vleesetende dinosauriër Tyrannosaurus rex. Maar hoe groot was de familie van deze geduchte koning? En kan het geslacht ‘T. rex’ in werkelijkheid uit meerdere soorten hebben bestaan?
In een omstreden nieuwe studie die in het tijdschrift Evolutionary Biology is verschenen, stellen drie paleontologen dat de spectaculaire fossielen die normaliter aan T. rex worden toegeschreven, eigenlijk een cluster van drie verschillende dinosauriërtypes en daarmee ook drie aparte soorten vertegenwoordigen. Naast Tyrannosaurus rex stellen de onderzoekers voor om de andere twee soorten te benoemen als T. regina en T. imperator, met een verwijzing naar de Latijnse woorden voor ‘koningin’ en ‘keizer’.
‘In het geval van Tyrannosaurus rex zijn alle exemplaren die in Noord-Amerika zijn gevonden aan deze ene soort toegeschreven (...) en dat is enigszins problematisch geworden omdat niemand heeft gecontroleerd of dat eigenlijk wel klopt,’ zegt de hoofdauteur van de nieuwe studie, Gregory Paul, paleokunstenaar, onafhankelijk onderzoeker en auteur van het boek The Princeton Field Guide to Dinosaurs.
Paul en zijn medeauteurs stellen dat als hun onderzoek zal worden bevestigd, het zal leiden tot een scherpere visie op de evolutie van de dinosauriërs gedurende het Krijt, het tijdperk dat van 145 tot 66 miljoen jaar geleden duurde. ‘We zijn geïnteresseerd in de mogelijkheid om naar de zeer gedetailleerde evolutie van soort tot soort te kijken,’ zegt medeauteur Scott Persons, paleontoloog aan het College of Charleston in South Carolina.
Als de resultaten inderdaad worden bevestigd, zouden ze ertoe leiden dat beroemde Tyrannosaurus-skeletten die overal ter wereld in musea worden geëxposeerd, niet langer als ‘T. rex’ kunnen worden aangeduid.
Maar paleontologen die niet bij het nieuwe onderzoek zijn betrokken, onder wie enkele van de meest vooraanstaande T. rex-experts, zijn sceptisch over de resultaten van de nieuwe studie. ‘Je hebt het over wat grijstinten en vormen van wolken – het onderzoek mist elke geldigheid,’ zegt Tyrannosaurus-expert Thomas Carr, paleontoloog aan het Carthage College in Kenosha, Wisconsin.
Paul en zijn collega’s stellen dat de bekende Tyrannosaurus-fossielen onderling veel meer verschillen dan de beenderen van andere grote roofdinosauriërs. Ook schrijven ze dat deze fossielen eigenlijk in drie aparte clusters uiteenvallen, gezien de verschillen in robuustheid van hun skeletten en de aanwezigheid van bepaalde beitelvormige tanden, die al langere tijd wijzen op verschillen tussen Tyrannosaurus-skeletten. ‘Een van de redenen dat ik deze twee nieuwe soorten wilde benoemen, is om mensen ertoe te brengen dit probleem serieus te nemen,’ zegt Paul.
Maar de variatie tussen Tyrannosaurus-fossielen kan door talloze factoren zijn veroorzaakt, die geen van alle de vorming van nieuwe soorten vereisen. Zo kunnen de anatomische verhoudingen van dinosauriërs grote verschillen vertonen als gevolg van de groeifase waarin ze op het moment van hun dood verkeerden. Ook vertonen afzonderlijke tyrannosaurussen subtiele verschillen in hun groei, zoals ook mensen kort of lang van stuk kunnen worden. Daarnaast is het mogelijk dat sommige T-rex’en een iets andere bouw hebben ontwikkeld als reactie op de beschikbaarheid van voedsel in de ecosystemen waarin ze leefden.
Volgens experts van buiten hebben de onderzoekers deze scenario’s en de gecombineerde uitkomsten ervan niet uitputtend genoeg getest. ‘De meesten van ons zouden bij zichzelf zeggen: oké, er zouden weleens meerdere soorten Tyrannosaurus rex hebben kunnen bestaan. Maar de werkelijke vraag is: is dit wetenschappelijke artikel rigoureus genoeg om dat aan te tonen?’ zegt Lindsay Zanno, paleontologe van het North Carolina Museum of Natural Sciences in Raleigh. ‘Ik zou zeggen dat de studie niet bepaald overtuigend is.’
Wat is een soort?
Paleontologen debatteren al tientallen jaren over de mogelijkheid dat er meerdere Tyrannosaurus-soorten op aarde hebben rondgelopen. Het roofdier leefde gedurende meer dan één miljoen jaar in het westen van het oude Noord-Amerika, van westelijk Canada tot het huidige New Mexico. Dat is een enorm gebied en ook een lange periode – misschien genoeg om ervoor te zorgen dat bepaalde populaties zich zó ver van elkaar verwijderden dat ze zich tot aparte soorten ontwikkelden.
Als de anatomische kenmerken van een bepaalde soort in de loop van de evolutie duidelijk veranderen, zoals valt af te lezen aan de fossielen van die soort, dan zou het terecht zijn om te concluderen dat deze groep zich tot een duidelijk andere soort heeft ontwikkeld. In de afgelopen decennia hebben paleontologen een steeds beter beeld gekregen van de wijze waarop deze opeenvolging van ‘chronosoorten’ zich zou kunnen afspelen.
Het beroemdste en best beschreven voorbeeld van zo’n ontwikkeling in het westen van Noord-Amerika is te vinden in de Amerikaanse Hell Creek Formation, waar veel Tyrannosaurus-fossielen zijn gevonden. In oudere afzettingen van deze formatie zijn resten van de soort Triceratops horridus ontdekt, terwijl in de jongere afzettingen fossielen van een andere soort, Triceratops prorsus, zijn aangetroffen. Sommige onderzoekers denken dat een soortgelijke evolutie ook van toepassing is geweest op andere dinosauriërs waarvan fossielen in de Hell Creek Formation zijn gevonden.
Tyrannosaurus-fossielen kunnen subtiel van elkaar verschillen, vooral wat betreft de grootte van de femur, het dijbeen. Sommige skeletten vertonen een wat gedrongener en robuuster dijbeen, terwijl dit bot bij andere fossielen wat ‘sierlijker’ oogt. Al eerder was het paleontologen opgevallen dat in de onderkaak van sommige Tyrannosaurus-schedels beitelvormige tandparen zaten, terwijl andere schedels deze tanden niet hadden.
De nieuwe studie berust op een dataset van metingen van in totaal 37 Tyrannosaurus-skeletten, waarbij de nadruk ligt op de afmetingen van het dijbeen en de tanden in de onderkaak. Paul en zijn collega’s hebben ook in kaart gebracht waar 28 van deze exemplaren binnen de onderste, middelste en bovenste stratigrafische lagen van de Hell Creek Formation zijn gevonden. Hoe lager en dieper de gesteentelagen van deze formatie, des te ouder de fossielen die erin zijn aangetroffen.
Lees ook: Deze bizarre gepantserde dinosaurus had een soort zwaard als staart
Ter vergelijking keek het team van Paul ook naar datasets met gegevens over de fossielen van andere grote roofdinosauriërs die in het gebied zijn gevonden, waaronder die van andere tyrannosaurus-soorten en oudere allosaurussen, die niet tot het geslacht Tyrannosaurus behoren. Volgens hun analyse vertoonden de Tyrannosaurus-fossielen grotere variaties in botmaten dan alle andere dinosauriërs die zijn onderzocht.
Het team ontdekte dat de groep Tyrannosaurussen die in de diepste en oudste lagen van de Hell Creek Formation zijn gevonden, allemaal robuuste skeletten en twee paar beitelvormige tanden hadden. Maar de fossielen uit de jongere lagen vielen uiteen in twee aparte clusters. In elk van beide clusters hadden de fossielen slechts één paar beitelvormige tanden, maar de ene groep had een robuuster skelet terwijl de fossielen uit de andere groep rankere en sierlijker botten vertoonden.
Pauls team stelt dat deze chronologische veranderingen niet verklaard kunnen worden door verschillen tussen mannelijke en vrouwelijke exemplaren. Ook sluiten ze uit dat ze verschillende groeistadia van afzonderlijke dieren weerspiegelen. Volgens de onderzoekers kan elk van deze clusters dan ook geïnterpreteerd worden als een aparte soort.
De klassieke Tyrannosaurus rex, waarvan de kenmerken berusten op het ‘typesoort’ dat in het Carnegie Museum of Natural History wordt geëxposeerd, valt volgens de onderzoekers in de robuustere, jongere groep. In de aangepaste taxonomie die in de nieuwe studie wordt voorgesteld, behoudt deze soort zijn oude naam, T. rex.
De oudste groep wordt door Pauls team T. imperator genoemd en zou ook het beroemde Tyrannosaurus-skelet in het Field Museum of Natural History in Chicago omvatten, dat door de onderzoekers als het holotype van de nieuwbenoemde soort is aangewezen. De wat sierlijker tijdgenoot van T. rex heeft van de onderzoekers de naam T. regina gekregen, op basis van een skelet in het National Museum of Natural History in Washington DC, onderdeel van het Smithsonian Institution.
Prehistorische raadsels
Of de voorgestelde Tyrannosaurus-soorten zullen worden geaccepteerd, hangt af van de aannemelijkheid van de gegevens over de verschillende clusters, maar volgens veel experts zijn deze gegevens niet zo overtuigend als ze zouden moeten zijn.
In andere recente studies zijn in datasets niet zulke verschillende groepen aangetroffen. Zo bleek uit een uitgebreid onderzoek naar de fossielen van maar liefst 1850 T-rex’en – dat in 2020 door Carr werd gepubliceerd – dat er geen duidelijke verschillen bestonden tussen mannelijke en vrouwelijke exemplaren, laat staan dat er duidelijke clusters in de gegevens waren te zien die op de aanwezigheid van meerdere soorten zouden wijzen. ‘Als deze verschillende groepen zich werkelijk zouden hebben ontwikkeld, zouden we ze hebben gevonden,’ zegt Carr.
Volgens Zanno is in de nieuwe studie niet gekeken naar de doorsnede van de onderzochte beenderen, iets wat duidelijk zou maken welke leeftijd de verschillende Tyrannosaurus-exemplaren op het moment van hun dood hadden. Dat betekent dat de onderzoekers niet voldoende rekening hebben gehouden met de talloze veranderingen die tyrannosaurussen met het ouder worden ondergaan.
Tom Holtz, paleontoloog aan de University of Maryland, wijst op een ander probleem, namelijk dat in de nieuwe studie niet is aangegeven waar precies de fossielen binnen de Hell Creek Formation zijn gevonden. Die gegevens waren eerder van doorslaggevend belang voor het bepalen van de soort-opeenvolging van de beide ‘chronosoorten’ van Triceratops. Nauwkeurige gegevens over de vindplaats van elk afzonderlijk fossiel zouden een veel scherper beeld opleveren van de verschillende tijdperken waarin deze dieren hebben geleefd. En daarmee zouden de onderzoekers hebben kunnen controleren of zich in de loop der tijd inderdaad meerdere Tyrannosaurus-soorten hebben ontwikkeld.
Lees ook: Nieuw ontdekte soort was half vogel, half dinosaurus
‘Het is verdomd lastig. Veel van deze exemplaren zijn in het verleden gevonden, dus in een tijd dat wetenschappers ze nog niet zo zorgvuldig opgroeven,’ zegt Holtz. Maar dat betekent volgens hem nog niet ‘dat je ze niet goed kunt classificeren.’
Volgens Paul is een deel van het probleem gelegen in het feit dat de geologische informatie van die vroege opgravingen niet meer is te achterhalen. Zo werd de vindplaats van het Tyrannosaurus-skelet ‘AMNH 5027’, een welbekend en goed bewaard gebleven exemplaar dat nu in het New Yorkse American Museum of Natural History wordt geëxposeerd, in 1940 onder water gezet toen de Fort Peck Dam werd geopend. Dat maakt het erg moeilijk om de gesteentelagen in het gebied nauwgezet te onderzoeken.
Wetenschappers van buiten hebben ook hun twijfels over enkele skeletten die in de nieuwe studie zijn onderzocht. Het nieuwe onderzoek berust namelijk deels op fossielen die worden bewaard in het Black Hills Institute of Geological Research, een commercieel paleontologisch centrum in Hill City, South Dakota, dat fossielen en replica’s ervan verkoopt aan musea en verzamelaars.
In de nieuwe studie is ook gekeken naar ‘Stan’, een zeer goed bewaard gebleven Tyrannosaurus-skelet dat in oktober 2020 op last van een rechter moest worden geveild. Tot op heden is niet bekend waar dit fossiel zich nu bevindt en wie de nieuwe eigenaar is. De experts die door National Geographic zijn geïnterviewd, tonen zich bezorgd over het feit dat ‘Stan’ en andere Tyrannosaurus-fossielen in privébezit niet voor wetenschappelijk onderzoek beschikbaar zijn.
Volgens Persons is de nieuwe studie vóór de veiling van ‘Stan’ in 2020 ter beoordeling aan andere wetenschappers voorgelegd. Hij en Paul wijzen erop dat de analyses in hun studie berusten op een zo groot mogelijk aantal Tyrannosaurus-skeletten, een aantal dat alleen bereikt kan worden als ook fossielen in privébezit worden onderzocht. ‘Als we deze fossielen niet zouden gebruiken, zou het aantal onderzochte exemplaren te klein uitvallen en dan zouden we verder niets kunnen doen; we zouden nog decennia op de vondst van nieuwe skeletten moeten wachten,’ zegt Paul.
Hij stelt ook dat het nieuwe onderzoek misschien een spaak in het wiel van de fossielenmarkt steekt, aangezien de auteurs ervan zeggen dat niet alle ‘Tyrannosaurus’-beenderen op betrouwbare wijze aan de beroemde naam ‘T. rex’ verbonden kunnen worden. Als Paul en zijn collega’s gelijk hebben, zou bijvoorbeeld ‘Stan’ niet langer een T. rex maar een T. regina zijn.
De auteurs erkennen dat hun voorstel voor het benaderen van Tyrannosaurus-fossielen omstreden is. Voor Persons is het benoemen van een soort altijd een hypothese, die naderhand bevestigd of weerlegd kan worden. ‘Het enige wat voor het laatste nodig is, is de vondst van één of twee soorten die het gebruikelijke patroon doorbreken (...). Dan moet men terug naar de taxonomische tekentafel,’ zegt hij.
‘Het zou mij absoluut niet verbazen – ik ben realistisch over mijn statistische kansen – als zou blijken dat de nieuwe soorten die we hebben benoemd uiteindelijk niet kloppen,’ zegt Persons. ‘Maar wat ik zeker weet, is dat er meer dan één Tyrannosaurus-soort heeft bestaan.”
Voor Zanno betekent de nieuwe studie een eerste stap op weg naar een uitgebreidere bestudering van de stamboom van het koninklijke hagedissengeslacht. ‘Geen enkele hypothese – of het daarbij nu gaat om variaties tussen afzonderlijke exemplaren, om groeistadia of om verschillen tussen de seksen – zal alle variaties binnen deze groep fossielen kunnen verklaren,’ zegt zij. ‘Je zult het probleem vanuit meerdere dimensies moeten benaderen.’
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op nationalgeographic.com
