Paksupäiset dinosaurukset (Pachycephalosauria)

Paksupäiset dinosaurukset eli pachykefalosaurit olivat erikoinen ryhmä kasvinsyöjä- ja mahdollisesti kaikkiruokaisia dinosauruksia, jotka tunnistaa yhdestä ainutlaatuisesta piirteestä: poikkeuksellisen paksusta luukupolista pään päällä.

Tämä luinen kumpu saattoi olla jopa 25 senttimetriä paksu, ja se teki paksupäisistä dinosauruksista yhden dinosaurusten maailman omituisimmista ja kiinnostavimmista ryhmistä.

Marginocephalia — sarvidinosaurusten sisarryhmä

Paksupäiset dinosaurukset kuuluivat linnunlantioisiin dinosauruksiin ja olivat läheistä sukua sarvidinosauruksille eli ceratopsianeille. Yhdessä ne muodostavat Marginocephalia-kladin — kaksi sisarryhmää, joilla oli yhteinen esi-isä noin 160 miljoonaa vuotta sitten.

Paksupäiset elivät myöhäisellä liitukaudella, noin 95–66 miljoonaa vuotta sitten. Vanhimmat tunnetut löydökset ovat Mongoliasta noin 95 mya, mutta varma fossiiliaineisto keskittyy aikaväliin 85–66 mya. Kaikki tunnetut paksupäiset kuolivat sukupuuttoon liitukauden lopun asteroidin iskussa yhdessä muiden dinosaurusten kanssa.

Missä päin maailmaa paksupäiset elivät?

Paksupäiset olivat pohjoisen pallonpuoliskon eläimiä — niiden fossiileja löytyy vain Pohjois-Amerikasta ja Aasiasta. Eteläisiltä mantereilta ei ole löydetty yhtään varmaa paksupäisen fossiilia, vaikka niiltä on löydetty runsaasti muita myöhäisen liitukauden dinosauruksia.

Tämä rajattu levinneisyys liittyy Pangean hajoamiseen: paksupäiset kehittyivät vasta sen jälkeen, kun pohjoinen Laurasia oli eronnut eteläisestä Gondwanasta. Niinpä ne eivät koskaan päässeet levittäytymään etelään. Eri alueilla paksupäiset kehittyivät hieman erityyppisiksi:

• Aasia (Mongolia ja Kiina) — pienemmät ja monimuotoisemmat. Mongolian Gobin autiomaa on tuottanut suurimman määrän aasialaisia paksupäisiä. Monet aasialaiset lajit ovat litteäpäisiä, mutta modernit tutkimukset (Longrich ym. 2010, Evans ym. 2011) epäilevät, että nämä voivat olla nuoria yksilöitä lajeista, joiden aikuiset kehittävät kupolin myöhemmin.
• Pohjois-Amerikka — suuremmat ja kuplottavammat kupolit. USA:n keskilännestä ja Kanadan Albertasta on löydetty monia lajeja. Pohjoisamerikkalaiset paksupäiset kehittivät yleensä suuremmat kupolit — Pachycephalosauruksen 25 cm paksu kupoli on koko ryhmän paksuin.
• Eurooppa — ei varmoja löytöjä. Aiemmin Yaverlandia Englannista luokiteltiin paksupäiseksi, mutta Naish (2006) osoitti sen teropodiksi, ja Stenopelix Saksasta sijoitetaan nykyään ceratopsianeihin (Han ym. 2017). Niinpä Euroopasta ei tunneta yhtään varmaa paksupäistä.

Biogeografinen kuvio on selkeä: paksupäiset todennäköisesti kehittyivät Aasiassa (vanhin löytö Amtocephale n. 95 mya) ja levittäytyivät sieltä Pohjois-Amerikkaan Bering-maasillan kautta. Sama malli pätee moniin muihin myöhäisen liitukauden ryhmiin, kuten tyrannosaurideihin, ceratopsianeihin ja hadrosaurideihin — liitukauden Pohjois-Amerikka oli monille dinosaurusryhmille ”Aasian sivuhaara”.

Pachycephalosaurus — ryhmän kuuluisin edustaja

Ryhmän tunnetuin edustaja on Pachycephalosaurus wyomingensis, joka oli samalla kaikkein suurin paksupäinen dinosaurus. Se kasvoi noin 4,5–5 metriä pitkäksi ja painoi arviolta 370–500 kiloa.

Sen kallon luukupoli oli hämmästyttävän paksu — 25 senttimetriä kiinteää luuta, joka ympäröi aivoja kuin luonnon kypärä. Kupolin ympärillä oli pieniä luunystyröitä ja piikkejä. Pachycephalosaurus eli aivan dinosaurusten aikakauden viimeisinä miljoonina vuosina, samoilla alueilla ja samaan aikaan kuin T. rex ja Triceratops — kaikki kolme kohtasivat sukupuuton 66 mya.

Pään käyttö — vuosikymmenien kiista

Paksupäisten elintavat ovat herättäneet paleontologien keskuudessa vuosikymmeniä kestäneen kiistan. Perinteinen teoria on, että ne puskivat toisiaan päillään kuten nykyiset vuohet ja pässit — luukupoli olisi toiminut iskunvaimentimena.

Kaikki eivät ole samaa mieltä. Tutkija Jack Horner on esittänyt, että kupolit eivät olleet rakenteellisesti sopivia suoriin puskuiskuihin, vaan toimivat pikemminkin tunnistusmerkkeinä ja seksuaalisina houkuttimina. Snively & Theodor 2011 puolestaan ehdotti, että kupolin rakenne sopii erityisesti sivuttais-iskuihin (flank-butting), kuten kirahvit lyövät kauloillaan.

Mihin tutkimus on päätynyt? Nykynäytön valossa todennäköisin vastaus on, että paksupäiset todella käyttivät kupoliaan keskinäisissä yhteenotoissa. Painavin todiste on Petersonin, Dischlerin ja Longrichin laaja kallotutkimus (2013, PLoS ONE): peräti 22 % tutkituista kupoloista kantoi vammoja, jotka olivat keskittyneet kupolin lakeen — juuri sinne, mihin osumat osuisivat puskuottelussa. Vammoja löytyi vain aikuisilta kupolipäisiltä, mikä sopii ajatukseen aikuisten välisestä taistelusta. Hornerin ”vain koriste” -tulkinta on jäänyt vähemmistöön, joskin kupolilla oli luultavasti myös näyttöarvoa.

Ontogenia-mysteeri — kolme lajia vai yksi?

Paksupäisten luokittelu on ollut erityisen mutkikasta, koska monet lajit tunnetaan vain kallon fragmenteista. Horner ja Goodwin (2009, PLoS ONE) ovat esittäneet kiistanalaisen hypoteesin: kolme erillistä ”lajia” — Pachycephalosaurus, Stygimoloch ja Dracorex — ovat itse asiassa saman lajin eri ikävaiheita:

• Nuori Pachycephalosaurus näytti Dracorexilta (litteä pää, pitkiä piikkejä)
• Teini-ikäinen muistutti Stygimolochia (piikkejä ja kehittyvä kupoli)
• Vasta aikuinen kehitti täyden kupolimuodon

Hauska sivuhuomio: Dracorex hogwartsia sai nimensä Hogwartsin koulun mukaan Harry Potter -kirjoista — Bakker ym. nimesi sen 2006 J. K. Rowlingin lupia kysymättä, mutta Rowling oli kuulemma hyvinkin mielissään! Sama ilmiö saattaa selittää myös aasialaisten litteäpäisten (Homalocephale, Goyocephale) suhteen kupolipäisiin sukulaisiinsa.

Anatomia ja ruokavalio

Paksupäiset olivat kaksijalkaisia ja todennäköisesti melko nopeita suhteessa kokoonsa. Niiden etujalat olivat lyhyet ja vähäisessä käytössä. Ruokavalio koostui todennäköisesti kasveista, hedelmistä ja mahdollisesti hyönteisistä — hampaat olivat pieniä ja lehdenmuotoisia, sopivia pehmeän kasviaineksen syömiseen mutta eivät kovan puuaineksen jauhamiseen.

Mallon ym. 2013 -tutkimuksen mukaan paksupäiset olivat todennäköisesti kaikkiruokaisia (omnivoreja), eivät pelkkiä kasvinsyöjiä — heterodonttiset hampaat (erityyppiset hampaat eri kohdissa leukaa) tukevat tätä.

Kenen kanssa paksupäiset elivät

Paksupäiset olivat osa rikkaita myöhäisliitukauden ekosysteemejä. Parhaiten tunnetaan Pohjois-Amerikan Hell Creek- ja Lance-muodostumien eläimistö, jossa Pachycephalosaurus eli samojen lajien kanssa kuin Triceratops, ankannokkainen Edmontosaurus, panssaroitu Ankylosaurus, pieni kasvinsyöjä Thescelosaurus, strutsidinosaurukset sekä huippupetona Tyrannosaurus rex.

Tässä yhteisössä paksupäinen oli keskikokoinen, väliportaan kasvinsyöjä tai kaikkiruokainen — ketterämpi ja harvalukuisempi laji. Paksupäisten fossiilit ovat Hell Creekissä yllättävän harvinaisia: erään laskennan mukaan ne muodostivat vain noin prosentin alueen suurista dinosauruksista. Aikuinen paksupäinen oli kookas, mutta sen nuoret ja puolikasvuiset yksilöt olivat tyrannosauridien ja pienempien petojen saalista. Kaksijalkainen, nopea ruumiinrakenne oli sen paras puolustus: pako oli varmempi keino selvitä kuin taistelu T. rexiä vastaan.

Pieni mutta suosittu ryhmä

Vaikka paksupäiset olivat suhteellisen pieni dinosaurusryhmä verrattuna esimerkiksi hadrosaureihin tai sauropodeihin, ne ovat yksi suuren yleisön suosikeista.

Pachycephalosaurus on esiintynyt useissa Jurassic Park- ja Jurassic World -elokuvissa, joissa se on kuvattu puskevana, itsepäisenä olentona — mielikuva, joka on jäänyt elämään, vaikka tieteellinen totuus saattaa olla toisenlainen.